CN100454567C - 有机电致发光元件 - Google Patents

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Abstract

将一种新的概念引入常规有机EL元件的结构，以提高有机EL元件的电流效率，同时提供高成品率和高可靠性的有机EL元件。本发明提供一种有机EL元件包括：第一电极101；第二电极102；电场发光层103；以及导电微粒子104，其中导电微粒子104分散在EL层103中。因导电微粒子发挥与常规的电荷层相同的作用，电流效率得以提高。并且，导电微粒子和EL层可以同时形成，这样，制作程序变得容易，并对降低成本有效。

Description

有机电致发光元件
技术领域
本发明涉及一种有机电致发光元件，其具有，当施加电场时，能够实现发光的有机化合物层。
背景技术
与无机化合物比较，有机化合物包括更多种材料系统，并且通过适当的分子设计可以合成具有各种功能的有机材料。而且，有机化合物的特点在于采用有机化合物形成的薄膜等表现出极大的柔韧性，并且通过聚合作用还可以获得优越的可加工性能。根据这些优点，近年来，使用功能有机材料的光子学和电子学技术受到关注。
利用有机材料的光学性质的光子技术在当代工业技术中已经扮演一个重要的角色。例如，感光材料，如光刻胶，已成为半导体精细工艺的光刻技术中必不可少的材料。此外，由于有机化合物本身具有光吸收的特性和由光吸收产生的光发射特性(荧光或磷光)，因此作为发光材料例如激光颜料等，它们具有相当大的可适用性。
另一方面，由于有机化合物自身没有载流子，所以它们基本上具有优越的绝缘性能。因此，在利用有机材料的电特性的电子领域，有机化合物主要的常规用途是绝缘体，诸如绝缘材料、保护材料以及覆盖材料。
但是，具有使大量的电流在基本上是绝缘体的有机材料内流动的装置是存在的，并且这些装置也开始在电子领域实际应用。这里论述的“装置”可以大致地分为两类。
第一类装置，由导电聚合物作代表，其中π-共轭系统有机化合物掺有受主(电子受主)或施主(电子施主)以给π-共轭系统有机化合物供给载流子(例如，参照非专利对比文件1)。通过增加掺杂量，载流子将增扩到一定的区域。因此，它的暗电导率也将随之增加，以致将有效地使电流流动。
非专利对比文件1：Hideki Shirakawa，Edwin J.Louis，Alan G.MacDiarmid，Chwan K.Chiang和Alan J.Heeger“导电有机聚合物的合成：聚乙炔(polyacetyrene)的卤素衍生物，(CH)x”，Chem.Comm.1977，16，第578-580页
掺杂受主/施主以提高暗电导率从而使电流在有机材料中流动的这种装置已应用于电子领域。其例子包括使用聚苯胺或多并苯(polyacene)的可充电蓄电池以及使用聚吡咯的电场电容器。
使大量的电流在有机材料中流动的另一类装置使用SCLC(空间电荷限制电流)。SCLC是通过从外部注入空间电荷并移动它而使之流动的电流，其电流密度用蔡尔德定律表示，亦即，如下面的公式1所示。在公式中，J表示电流密度、ε表示相对介电常数、εo表示真空介电常数、μ表示载流子迁移率、V表示电压以及d表示施加电压V的电极之间的距离：
公式1
J＝9/8·εεoμ·V2/d3
注意SCLC由公式1表示，其中假定当SCLC流动时没有任何载流子俘获(trap)产生。由载流子俘获限制的电流称为TCLC(俘获电荷限制的电流)，并且它与电压功率成正比，但是SCLC和TCLC的流率都是由本体确定的。因此，在下文中SCLC和TCLC都用同样的方式处理。
这里，为了比较，公式2表示为根据欧姆定律的欧姆电流流动时的电流密度的公式。σ表示电导率，E表示电场强度：
公式2
J＝σE＝σ·V/d
在公式2中，由于电导率σ表示为σ＝neμ(n指载流子密度、e指电荷)，因此载流子密度是包括在决定流动的电流量的因子中。因此，在具有一定程度的载流子迁移率的有机材料中，只要不通过如上所述的掺杂增加材料的载流子密度，那么欧姆电流就不会在通常几乎没有载流子的有机材料内流动。
但是，如公式1所示，决定SCLC的因子是介电常数、载流子迁移率、电压以及施加电压的电极之间的距离。载流子密度是不相干的。换句话说，即使在有机材料绝缘体没有载流子情况下，通过使施加有电压的距离d足够小，以及通过选择具有显著的载流子迁移率μ的材料，也可能从外界注入载流子以使电流流动。
采用该装置时，有机材料中电流流动量可以达到普通半导体的水平或更多。因此，具有很大的载流子迁移率μ的有机材料，换而言之，能够潜在地输运载流子的有机材料可以称作“有机半导体”。
顺便提及，甚至在使用如上所述的SCLC的有机半导体元件中，使用动能有机材料的光子性能和电性能作为光电子器件的有机电致发光元件(在下文中称为″有机EL元件″)，近年来已特别表现出非凡的进步。
由C.W.Tang等于1987年发表了有机EL元件的最基本结构(例如，参照非专利对比文件2)。
非专利对比文件2：C.W.Tang和S.A.Vanslyke，“有机电致发光二极管”，《应用物理通信》(Applied physics Letters)，Vol.51，No.12，第913-915页(1987)
在参考对比文件2中登载的元件是一种二极管元件，其中总厚约100nm的有机薄膜夹在电极间，且通过层叠空穴-输运有机化合物和电子-输运有机化合物构造该有机薄膜，以及该元件使用发光材料(荧光材料)作为电子-输运化合物。通过向元件施加电压，可以获得光发射以作为发光二极管。
光-发射机制被认为如下方式工作。也就是说，通过施加电压到夹在电极之间的有机薄膜，从电极注入的空穴和电子在有机薄膜内复合以形成受激分子(下面称为“分子激子”)，并且当这些分子激子回到它的基态时发射光。
注意，可以利用由有机化合物形成的单重态和三重态激子。由于基态通常是单重态，因此，来自单重激发态发射的光称为荧光，来自三重激发态发射的光称为磷光。本说明书中的论述涵盖来自两种激发态发射的光的情况。
就如上所述的有机EL元件而言，有机薄膜通常形成为约100到200nm厚的薄膜。而且，由于有机EL元件是自发光元件，其中光从有机薄膜自身发出，所以不需要一般液晶显示器中使用的背光。因此，有机EL元件具有很大的优点，它可以制成极其薄和极其轻。
而且，在约100到200nm厚的薄膜中，例如，由有机薄膜的载流子迁移率所表现的从载流子注入到发生复合的时间约几十纳秒。即使从载流子的复合到发光过程需要时间，发光也可以在微秒的数量级内实现。因此，有机薄膜一个优点是响应时间极其快。
由于薄、轻和迅速的响应时间等的上述性能，有机EL元件作为下一代平板显示器件受到关注。而且，由于它是自发光并且它的可见范围宽，因此它的可见性相对好并且被认为是用于便携式器件的显示屏的有效元件。
有机EL元件是利用使SCLC在有机半导体流动的装置的元件，但是，通过使SCLC流动加速了有机半导体的功能退化。观察有机EL元件作为例子，众所周知，元件的寿命(亦即，发光亮度的半衰期)退化几乎与它最初的亮度成反比，或，换言之，与流动的电流量成反比(例如，参照非专利对比文件3：)。
非专利对比文件3：Yoshiharu SATO(佐藤 佳晴)，“应用物理学/有机分子电子学和生物电子学日本协会”(The Japan Society ofApplied Physics/Organic Molecular Electronics andBioelectronics，vol.11，No，1(2000)，第86-99页
反过来说，因通过提高有机EL元件的电流效率(相对于电流产生的亮度级)，可以减小为实现一定亮度级所用的电流，因此可以减小如上所述的退化。所以，无论从消费电力的角度，还是从元件寿命的角度看，电流效率都是重要的因素。
但是，在有机EL元件中，存在着关于电流效率的问题。有机EL元件的发光机制是注入的空穴和电子互相复合以转变为光。因此，理论上，从复合的一个空穴和一个电子至多可能提取一个光子，不可能提取多个光子。也就是说，内量子效率(依赖于注入的载流子的发射光子的数目)至多为1。
但是，实际上，难以使内量子效率接近1。例如：就使用荧光材料作为发光体的有机EL元件来说，认为单重激发态(S*)和三重激发态(T*)产生的统计比率为S*∶T*＝1∶3(例如，参照非专利对比文件4)。因此，内量子效率的理论极限为0.25。而且，只要来自荧光材料的荧光量子产率不是φf，那么内量子效率将甚至低于0.25。
对比文件4：Tetsuo TSUTSUI(筒井哲夫)，“有机分子电子学和生物电子学分部第三次讨论会教程，应用物理学日本协会(TheJapan Society of Applied Physics)”第31-37页(1993)
近年来，已经尝试采用磷光材料以使用来自三激发态的发射光从而产生接近0.75至1的内量子效率理论极限，并且已经获得实际超过荧光材料的内量子效率。但是，为了实现这些，必须使用具有高磷光量子效率φp的磷光质材料。因此，材料的选择范围不可避免地受限制。这是因为在室温下能发射磷光的有机化合物非常稀有。
因此，作为克服元件的电流效率低的装置，近几年有报告提出电荷产生层的概念。(例如，非专利对比文件5)
非专利对比文件5：第49回应用物理学会关系联合演讲会演讲稿集(2002年3月M.Herrmann Junji KIDO(城户淳二)另5名，pgs.1308，27p-YL-3)
如图6A和6B中所示，描述了电荷产生层的概念。图6A和6B每个都示出了对比文件5中的有机EL元件的框架格式图。在有机EL元件中，顺序叠置阳极、第一电场发光层、电荷产生层、第二电场发光层和阴极。需要注意的是，电场发光层(下面称为“EL层”)是指含有通过注入载流子而使其能够发光的有机化合物的层。另外，电荷产生层并不连接到外电路并且是浮置电极。
当在有机EL元件中的阳极和阴极之间提供电压V时，从电荷产生层分别将电子注入到第一EL层件和将空穴注入到第二EL层。从外电路观察，电子从阴极流向阳极，而空穴从阳极流向阴极(参见图6A)。然而，因为电子和空穴从电荷产生层以相反方向流动(参见图6B)，所以就会在第一EL层和第二EL层两者之中产生载流子复合。因此，发射光。这里，当电流I在其中流过时，第一EL层和第二EL层两者都对应于电流I发射光子。因此，与仅具有一个层的有机EL元件的结构相比、在相同电流下就可以发射两倍的光量。(但是与仅具有一个层的有机EL元件的结构相比需要两倍或更多的电压)。
引入这样的电荷产生层的有机EL元件，通过叠置数层EL层，电流效率可以提高数倍(然而，该结构需要几倍甚至更大的电压)。所以，从理论上讲，随着电流效率的提高，元件寿命也有望延长。
但是，要通过使用电荷产生层来提高电流效率，必须叠置数层EL层，这样工艺操作就变得繁杂，从而诸如针孔的部分缺陷的可能性有所增加。由此，容易引起元件间的不均匀，以及元件的短路等缺陷的产生。
叠置数层的EL层意味着需要花更长的时间去制作这些元件，从量产的角度考虑，对增加产率有不利的影响。因而引起成本的上升。
总而言之，在利用常规的电荷产生层的有机EL元件中，虽然电流效率得到提高，但又有元件的成品率和成本的问题。
发明内容
因此，本发明的目的是将一种新的概念引入常规有机EL元件的结构，以提供具有良好成品率和高可靠性以及高电流效率的有机EL元件。
本发明的发明者，多次重复研究的结果，已设计出通过结合具有载流子的导电(或半导电)的分散微粒子(下面称为“导电微粒子”)以及使用SCLC以表现电导率和发光的有机半导体能实现上述目的的装置。其最基本结构展示在图1A和1B中。
图1A示出的有机EL元件包括第一电极101，第二电极102，电场发光层(下面简称为“EL层”)103，以及导电微粒子104。其中导电微粒子104分散在EL层103中。另外，EL层103指的是含有通过施加电场而发光的有机化合物的层。
这里重要的是导电微粒子104是基本上能够欧姆连接到EL层103的材料。换句话说，导电微粒子104和EL层103的材料之间的势垒应该被除去或使其极其小。
通过采用上述结构，空穴和电子两个都容易从分散在EL层中的导电微粒子注入到EL层中。图1B表示此时的状态。如图所示，导电微粒子104中的一个导电微粒子104’，通过施加电场，空穴和电子双方方向相反地从导电微粒子注入到EL层中(当然，这个现象在其他的导电微粒子中同样发生)。由于空穴从第一电极101(在图1B中，101是阳极)，电子从第二电极102(在图1B中，102是阴极)同时注入到EL层中，因此电流会在元件整体中流动。从而，单从现象上看，导电微粒子和电荷产生层是同样的概念，但是本发明的特征是不用电荷产生层而用导电微粒子。
通过使用本发明的这样的基本结构，和使用电荷产生层的非专利对比文件5所示的有机EL元件一样，虽然与普通元件相比需要更高的驱动电压，但是有机EL元件的电流效率会因此得以提高。并且，因为只要在EL层中以不至于产生短路的范围(换句话说，均匀地)分散导电微粒子就可以，所以可以省略叠置数层EL层的繁杂的工艺操作。从而，与非专利对比文件5所示的通过使用一般电荷产生层的有机EL元件相比，本发明的有机EL元件更容易制造。
本发明的有机电致发光元件包括：第一电极；第二电极；以及提供在第一电极和第二电极之间的电场发光层，所述电场发光层含有通过施加电压而发光的有机化合物，其特征是所述电场发光层中分散有导电微粒子。
另外，在图1A和1B所示的元件的情形中，因一部分导电微粒子分布不均匀及由绝缘击穿引起短路的危险性，所以，优选的是有机EL元件有如图2A所示的结构，具体是，有机EL元件包括第一电极201，第二电极202，EL层203，以及导电微粒子204。其优选为导电微粒子204分散在EL层203中，并且，在第一电极201和EL层203之间，以及第二电极202和EL层203之间各提供有绝缘层205a和205b。通过使用这样的结构，容易防止元件短路的同时，因绝缘层205a和205b的存在还可以防止电流漏泄，另外，还可以期待进一步的高效率。
所以，本发明的有机电致发光元件包括：第一电极；第二电极；以及提供在第一电极和第二电极之间，含有有机化合物，并通过施加电压发光的电场发光层，其中所述电场发光层中分散有导电微粒子，并且，所述第一电极和电场发光层之间，以及所述第二电极和电场发光层之间，各提供有绝缘层。
更优选的结构是，使图2A所示的本发明的有机EL元件的绝缘层205a和205b的厚度足够的厚，从而使得载流子不能从第一电极和第二电极注入。这样，就没有载流子从外部注入，载流子的注入源只存在于EL层203内部(也就是，载流子只从导电微粒子204注入)，所以，使用交流驱动使有机电致发光元件工作运转(图2B)。使用此结构，可以极有效地防止元件的短路，特别是，可以提供有优越的成品率和工作稳定性的元件。
所以，本发明的有机电致发光元件包括：第一电极；第二电极；以及提供在第一电极和第二电极之间，含有有机化合物，并通过施加电压发光的电场发光层，其特征是所述第一电极和电场发光层之间，以及所述第二电极和电场发光层之间，各提供有防止从第一电极和从第二电极注入载流子到电场发光层的绝缘层。
另外，本发明的有机电致发光元件包括：第一电极；第二电极；以及提供在第一电极和第二电极之间，含有有机化合物，并通过施加电压发光的电场发光层，其特征是所述电场发光层中分散有导电微粒子，并且，所述第一电极和电场发光层之间，以及所述第二电极和电场发光层之间，各提供有绝缘层。而且，所述有机电致发光元件通过交流驱动工作运转。
顺便提及，无论本发明的有机EL发光元件的结构是图1A和1B或图2A和2B，从制作的简便角度看，优选的是，EL层的结构为单层结构(即有双极性的层)。另外，在使用交流驱动的图2b所示的结构的情形中，双极性的层是特别优选的。
混合具有电子输运性的有机化合物和具有空穴输运性的有机化合物形成EL层是使EL层具有双极性的一个方法。另一个方法是使用有π-共轭系统或σ-共轭系统并有双极性的高分子化合物。特别是后者，其有一个优势是可以和导电微粒子同时实施湿涂敷因而容易形成EL层，从简便形成膜的角度看，是有效的办法。
另外，上述所有的导电微粒子的材料，只要是能注入载流子的材料即可作导电微粒子的材料，所以不需要是电阻率低的材料，有一定的载流子的材料即可。因此，只要是含电导率为10-10S/m或更多的材料就可以作导电微粒子。
在实施湿涂敷的同时涂敷构成EL层的物质和导电微粒子是形成膜的程序当中最简便的办法。平均直径落在2nm至50nm的范围内的金属微粒子和无机半导体微粒子适合作这个办法的材料。作为金属微粒子，由金或银作为成分的微粒子是优选的。作为无机半导体微粒子，CdS，CdSe，ZnO，ZnS，CuI，ITO等是优选的。也可使用表面覆盖有有机化合物的微粒子以便使这些微粒子稳定。除了以上所述的微粒子以外，使用碳微粒子，或经界面活性剂表面处理过的碳微粒子，或纳米碳管或富勒烯(fullerene又称足球烯)也很有效。
附图说明
图1A～1B是示出本发明基本结构的视图；
图2A～2B是示出本发明基本结构的视图；
图3A～3C是示出电荷产生层的概念的视图；
图4是示出本发明工作运转原理的视图；
图5A～5C是示出本发明工作运转原理的视图；
图6A～6B是示出使用常规电荷产生层的有机EL元件的视图。
具体实施方式
下面将参考工作运转原理和具体结构实例来详细描述本发明的实施方案。需要注意的是，有机EL元件中，为了实现发光，只要使阳极和阴极中的一个透明就可以。因此，有机EL元件不仅可以在衬底上形成透明电极，即采用从衬底侧获取光的常规结构，实际上，有机EL元件而且可以是从与衬底相对侧获取光的结构，以及采用从电极两侧获得光的结构。
首先，用图3A-3C和图4说明图1A和1B所示本发明的有机EL元件的工作运转原理。图3A示出常规的有机EL元件的结构，即EL层303夹在阳极301和阴极302之间的元件结构。此有机EL元件通过施加电压V使电流密度J的电流流动，其结果是发出与J相应的亮度L的光。这里，J即SCLC，大体上决定了EL层303的材料的情形中，J通过固定因子只决定于膜的厚度d和电压V(参照上述公式1)。
图3B示出非专利对比文件5所述的具有电荷产生层的元件的一个实例。图3B的元件是叠置3层EL层(303a～303c)而成。通过夹电荷产生层304a和304b于其间和施加3倍电压V的电压3V，使膜的厚度为d的各个EL层分别被施加V的电压，其结果是，电流密度J的电流在元件整体流动。所以，各个EL层发出与J相应的亮度L的光，由此得到发出共计3L亮度的光的有机EL元件。
这里，比如，进一步减少图3B的电荷产生层304a和304b的厚度以至最终不能形成层(膜)，而是形成如图3C所示的簇状的电荷产生层区305a和305b。这种情形中，如果用与电荷产生层304a和304b相同的材料形成簇状的电荷产生层区，就有可能得到与图3B相同的有机EL元件。
将图3C的结构中的簇状电荷产生层区305a和305b平均分散在整个EL层中即为本发明的有机EL元件。图4示出本发明有机EL元件的工作运转模式图。
注意，图1A和图1B的参考号被引证于图4中。
如图4所示，如果导电微粒子104以d的间距大致均匀分散，根据图3C所示的基本原理，通过施加大于V的电压V′，使足够获得发光的电流密度J的电流流动。这时，当然可以使元件的膜的厚度D比常规的有机EL元件的膜的厚度等级d增大。并且，与使用常规的电荷产生层的有机EL元件不同，本发明的有机EL元件不需要数层的层叠，所以，只在单层有机EL元件中分散导电微粒子即可简使地制作出本发明的有机EL元件。
另外，如果使绝缘层205a和205b的厚度薄得足够让载流子注入，图2A所示本发明的有机EL元件可以象图4所示的工作原理那样工作运转。而且，即使设计成使绝缘层205a和205b的厚度厚得足够不让载流子从第一电极201和第二电极202注入，通过交流驱动可获得发光(图2B的元件)。这样的元件能够最有效地防止元件的诸如短路等缺陷。图2B的元件的工作运转原理将在图5A-5C中说明。
图5A-5C示出本发明的有机EL元件，在图2B所示的有机EL元件的第一电极201和第二电极202上加添交流电源。所以，此处引用用在图2的符号。另外，这里的EL层203使用有双极性的发光体。第一电极的电位定为V1，第二电极的电位定为V2。
对上述图5的元件施加交流电压的情形中，首先，在施加V1＞V2的偏压的瞬间，来自各导电微粒子204向第一电极201方向的电子以及向第二电极202的方向的空穴，各自注入到电场发光膜203(图5A)。这时，在EL层203中相对中央的区域(比如复合的空穴和电子501)电子和空穴复合然后发光，但是，一部分的电子和空穴不发生复合而是向电极的方向流动(比如空穴502和电子503)。
另一方面，因有绝缘层205a和205b的存在，载流子不会从第一电极201和第二电极202注入到EL层203。其结果，一部分的电子或空穴蓄积在绝缘层205a和EL层203的界面，以及绝缘层205b和EL层203的界面(图5B)。
因施加的电压因是交流偏压，下一个瞬间V1＜V2的电压就会施加于EL元件。这时，虽没有在图中示出，来自各导电微粒子204的载流子向相反于图5A时的方向注入到EL层203，而蓄积在图5B的载流子向相反于上述的方向流动(图5C)。其结果，蓄积的载流子可以贡献给复合。
图5的有机EL元件和图1所示元件的不同之处在于，因绝缘层205a和205b的存在，载流子不从外部电极被注入，载流子的注入全部由埋藏于内部的导电微粒子204完成。也就是说，只有表观的交流电流流动。(表观的交流电流指近于本征EL的物理性状)。据此，图5的有机EL元件可以容易地防止元件的短路，因而是极有用的。
本发明的元件因有绝缘层205a和205b的存在，所以不发生电流漏泄。因而，可以期待更高的效率是本发明元件的特长之一。
另外，作为上述交流偏压的波形，优选的是，正弦波，矩形波和三角波，然而，交流偏压的波形并不限于这些波形。另外，作为电压的最大值，优选的是，300V或更少。
上面已经描述了本发明的基本工作运转原理和结构。现在，下面将列举用在本发明的作为优选的导电性微粒子的材料构成和作为优选的EL的材料构成。然而，本发明并不限制于这些优选材料。
以导电微粒子为例，金的微粒子，覆盖有以硫醇为基的诸如烷硫醇等有机化合物的胶体金微粒子，银的微粒子，白金的微粒子，用双亲媒性有机化合物保护的金属微粒子，ITO微粒子，覆盖有甲硅烷耦合剂的ITO微粒子，如CdS，CdSe，ZnO，ZnS，CuI等无机半导体微粒子，碳微粒子，经表面活性剂处理过的碳微粒子，纳米碳管，富勒烯(fullerene又称足球烯)等。
接下来，将在下文中示出电场发光层材料结构的实例。电场发光层可以利用一般被利用的构成有机EL元件的材料。但从有机电致发光元件通过交流偏压工作运转的角度考虑，优选的是，形成有双极性的电场发光层。
作为得到有双极性的电场发光层的方法，一个方法是混合空穴输运材料和电子输运材料来形成有双极性的层。关于空穴输运材料，优选一种芳族胺为基础(也就是，其中具有苯环-氮键的)化合物。广泛使用的材料包括，例如，除了4，4’-双(二苯胺)-联苯(缩写成TAD)之外，还有其衍生物，例如，4，4’-双[N-(3-苯甲基(methylphenyl))-N-苯基氨基]-联苯(缩写成TPD)，4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]-联苯(缩写成α-NPD)。也使用星形芳族胺化合物，包括：4，4’，4”-三(N，N-联苯-氨基)-三苯基胺(缩写成TDATA)；以及4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三苯基胺(缩写成MTDATA)。而且，金属络合物通常被用作电子输运材料。其优选的例子包括：具有喹啉主链或苯并喹啉主链的金属络合物，例如三(8-喹啉醇合)铝(缩写成Alq)、三(4-甲基-8-喹啉醇合)铝(缩写成Almq)以及双(10-羟基苯并[h]-喹啉醇合)铍(缩写成Bebq)；和混合配位体的络合物如双(2-甲基-8-喹啉醇合)-(4-羟基-联苯基)-铝(缩写成BAlq)。其他例子包括具有以噁唑为基础或噻唑为基础的配位体的金属络合物，如双[2-(2-羟苯基)-苯并噁唑醇合]锌(缩写成Zn(BOX)2)和双[2-(2-羟苯基)-苯并噻唑醇合]锌(缩写成Zn(BTZ)2)。其他能运输电子的非金属络合物的材料是噁二唑衍生物，如2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(缩写成PBD)以及1，3-双[5-(对叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(缩写成OXD-7)；三唑衍生物如3-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(缩写成TAZ)以及3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(缩写成p-EtTAZ)；以及菲咯啉衍生物，如红菲绕啉(缩写成BPhen)和浴铜灵(缩写成BCP)。
另外，使用高分子化合物的用于EL元件的材料大多有双极性，适合作为有双极性的电场发光层的材料。具体有，聚对亚苯基为基础的材料如聚(2，5-二烷氧基-1，4-亚苯基)(缩写成RO-PPP)，聚对亚苯基亚乙烯基为基础的材料如聚(2，5-二烷氧基-1，4-亚苯基亚乙烯基)(缩写成RO-PPV)，以及聚芴为基础的材料如聚(9，9-二烷基芴)(缩写成PDAF)。
在用直流驱动的情形中，第一电极和第二电极中的一方为阳极另一方为阴极。从阳极获取光的情形中，普遍使用ITO(铟锡氧化物)IZO(铟锌氧化物)等透明导电无机化合物作为阳极的材料。诸如金等的超薄膜也在使用范围内。在阳极可以不透明的情形中(即从阴极获取光的情形)，可以使用不透射光但功函数比较大的金属，合金和导体，比如，W，Ti，TiN等。至于阴极，通常使用功函数小的金属或合金，也可使用碱金属或碱土金属，稀土金属，或含有这些金属元素的合金。例如，Mg:Ag合金，Al:Li合金，Ba，Ca，Yb，Er等。从阴极获取光的情形中，还可以使用上述金属，合金的超薄膜。
另外，在增加绝缘层的厚度且通过交流使元件工作运转的情形中，只要是普通的导体就可作第一电极和第二电极，比如，铝，铬，钛等。但因需要至少(第一电极和第二电极中)一方具有透明性，所以优选的是，至少有一方使用ITO等透明导电膜。
另外，诸如氧化铝和氟化钙等无机绝缘体，以及聚合对二甲苯等绝缘性有机材料适用于绝缘层，但获取光的一侧的绝缘层至少需要有透明性。
实施例
实施例1
实施例1示出一个利用湿涂敷的方法制作图1A和1B的有机EL元件的具体实例，首先，在玻璃衬底上用ITO形成有100nm左右厚度的第一电极，然后在其上用旋涂涂敷聚(亚乙基二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(简称(PEDOT/PSS))的水溶液来形成50nm厚的空穴注入层。
其次，将聚[2-甲氧基-5-(2-乙基-己氧基)-1，4-亚苯基亚乙烯基](缩写成MEH-PPV)以及经烷硫醇稳定过的平均直径为5nm的金纳米微粒子混合到甲苯的溶液中，然后用超声波充分地分散该溶液。然后，在上述空穴注入层上旋涂该溶液来形成300nm厚的电场发光层。
最后，淀积Al:Li合金来形成有100n厚度的第二电极，由此可以得到本发明的有机EL元件。该元件虽以ITO为阳极用直流驱动发光，也可以用交流电压驱动来获得发光。
实施例2
实施例2示出一个图2A和2B的有机EL元件的具体实例。首先，在形成有100nm左右厚度的作为第一电极的ITO的玻璃衬底上，旋涂聚乙烯酚来形成有200nm厚度的绝缘层。另外，使用异丙醇作为溶剂。
其次，调制甲苯溶液，其中甲苯溶液包括：50wt％的作为粘结剂的聚碳酸酯，29wt％的作为空穴输运材料的TPD，20wt％的作为电子输运材料的2，5-双(1-萘基)-1，3，4-噁二唑(缩写成BND)，1.0wt％的作为发光颜料的香豆精6。将此甲苯溶液混合于含有经烷硫醇稳定过的金纳米微粒子(平均直径5nm)的甲苯溶液中，然后，在上述绝缘层上旋涂混合好的甲苯溶液来形成有300nm厚度的电场发光层，
再其次，旋涂聚乙烯酚来形成200nm厚的绝缘层。最后，气相淀积铝来形成200nm厚的电极，由此可以得到本发明的有机EL元件。另外，该元件通过交流驱动发光。
实施例3
本实施例3示出一个利用涂敷法制作本发明的有机EL元件的具体实例，该实例使用含有发光颜料和金纳米微粒子的聚合复合膜，完全不用气相淀积而用粘接的方法制作元件。
首先，在形成有100nm左右厚度的作为第一电极的ITO的塑料衬底上(聚合酯衬底和聚酰亚胺衬底等)旋涂聚乙烯酚来形成有200nm厚度的绝缘层。另外，使用异丙醇作为溶剂。
其次，调制甲苯溶液，其中甲苯溶液包括：50wt％的作为粘结剂的聚碳酸酯，29wt％的作为空穴输运材料的TPD，20wt％的作为电子输运材料的2，5-双(1-萘基)-1，3，4-噁二唑(缩写成BND)，1.0wt％的作为发光颜料的香豆精6。将此甲苯溶液混合于含有经烷硫醇稳定过的金纳米微粒子(平均直径5nm)的甲苯溶液中，然后，在上述绝缘层上旋涂混合好的甲苯溶液来形成有300nm厚度的电场发光层，到此形成的其上形成有膜的衬底在下文中称作″第一衬底″。
准备另一塑料衬底，用和第一衬底相同的操作方法在其上按塑料衬底/ITO/绝缘层/电场发光层/的顺序结构形成另一个其上形成有膜的衬底，该衬底在下文中称为″第二衬底″。然后，在预先备好的第一衬底的周围，安置相当于1.0μm厚度的间隔膜，再然后，使电场发光层位于内侧地粘接第二衬底到第一衬底。
在电热板上的不锈钢板上放置粘接好的具有膜的衬底，然后在其上放置另一不锈钢板以加重。在这种状态下，加热至80℃。然后在加重的状态下冷却此衬底，然后取出衬底，在两侧的ITO电极处(即第一电极和第二电极)连接上导线即完成了本发明的有机EL元件。另外，本元件通过交流驱动发光。
通过实施本发明，在提高有机EL元件的电流效率的同时，可以提供具有高成品率低成本的有机EL元件。

Claims (12)

1.一种有机电致发光元件包括：第一电极；第二电极；以及提供在第一电极和第二电极之间的电场发光层，该电场发光层含有通过施加电压发光的有机化合物，
其中所述电场发光层中分散有导电微粒子，并且
该导电微粒子被有机化合物覆盖。
2.根据权利要求1的有机电致发光元件，还包括：
布置在所述第一电极和电场发光层之间的绝缘层，用于防止从第一电极注入载流子到电场发光层，以及
布置在所述第二电极和电场发光层之间的绝缘层，用于防止从第二电极注入载流子到电场发光层。
3.根据权利要求1的有机电致发光元件，其中还包括：
布置在所述第一电极和电场发光层之间的绝缘层，以及
布置在所述第二电极和电场发光层之间的绝缘层，
其中所述有机电致发光元件通过交流偏压工作运转。
4.根据权利要求1的有机电致发光元件，其中电场发光层具有双极性。
5.根据权利要求1的有机电致发光元件，其中电场发光层包括具有双极性的混合层，所述混合层由具有电子输运性的有机化合物和具有空穴输运性的有机化合物混合而成。
6.根据权利要求1的有机电致发光元件，其中电场发光层包括具有π-共轭系统和σ-共轭系统至少之一及具有双极性的聚合物。
7.根据权利要求1的有机电致发光元件，其中所述导电微粒子包括电导率等于或大于10-10S/m的材料。
8.根据权利要求1的有机电致发光元件，其中所述导电微粒子包含平均直径落在2nm和50nm之间的金属微粒子。
9.根据权利要求8的有机电致发光元件，其中金属微粒子至少包括一种选自金，银以及铂的元素。
10.根据权利要求1的有机电致发光元件，其中所述导电微粒子包含平均直径落在2nm和50nm之间的无机半导体微粒子。
11.根据权利要求10的有机电致发光元件，其中所述无机半导体微粒子至少包括一种选自硫化镉，硫化硒，氧化锌，硫化锌，碘化铜以及铟锡氧化物的化合物。
12.根据权利要求1的有机电致发光元件，其中所述导电微粒子至少包括一种选自碳微粒子，经表面活性剂表面处理过的碳微粒子，以及纳米碳管和富勒烯的微粒子。
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