CN101490866B - 具有短路保护的电光有源有机二极管 - Google Patents
具有短路保护的电光有源有机二极管 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101490866B CN101490866B CN2007800272042A CN200780027204A CN101490866B CN 101490866 B CN101490866 B CN 101490866B CN 2007800272042 A CN2007800272042 A CN 2007800272042A CN 200780027204 A CN200780027204 A CN 200780027204A CN 101490866 B CN101490866 B CN 101490866B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- electro
- optically active
- active organic
- organic diode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 193
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 72
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 11
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims description 9
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 9
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 claims description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 6
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 6
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 5
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 13
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 12
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Inorganic materials [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- CSSYLTMKCUORDA-UHFFFAOYSA-N barium(2+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Ba+2] CSSYLTMKCUORDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 10
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 8
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 7
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 6
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 4
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Chemical compound [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004768 lowest unoccupied molecular orbital Methods 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RICKKZXCGCSLIU-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[carboxymethyl-[[3-hydroxy-5-(hydroxymethyl)-2-methylpyridin-4-yl]methyl]amino]ethyl-[[3-hydroxy-5-(hydroxymethyl)-2-methylpyridin-4-yl]methyl]amino]acetic acid Chemical compound CC1=NC=C(CO)C(CN(CCN(CC(O)=O)CC=2C(=C(C)N=CC=2CO)O)CC(O)=O)=C1O RICKKZXCGCSLIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 Alpha-Naphthyl Chemical group 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010039921 Selenium deficiency Diseases 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RJWLRCHYHHXJLX-UHFFFAOYSA-N barium(2+);selenium(2-) Chemical class [Se-2].[Ba+2] RJWLRCHYHHXJLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000002322 conducting polymer Substances 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000000313 electron-beam-induced deposition Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 150000002220 fluorenes Chemical class 0.000 description 1
- 239000002784 hot electron Substances 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- MRNHPUHPBOKKQT-UHFFFAOYSA-N indium;tin;hydrate Chemical group O.[In].[Sn] MRNHPUHPBOKKQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- YWDGEUIDOIIHTK-UHFFFAOYSA-N selanylidenebarium Chemical compound [Ba]=[Se] YWDGEUIDOIIHTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical group 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
- H10K50/805—Electrodes
- H10K50/82—Cathodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
- H10K2102/301—Details of OLEDs
- H10K2102/341—Short-circuit prevention
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/17—Carrier injection layers
- H10K50/171—Electron injection layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/18—Carrier blocking layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
- H10K50/84—Passivation; Containers; Encapsulations
- H10K50/844—Encapsulations
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
一种电光有源有机二极管，例如有机发光二极管(OLED)，包括：阳极电极层(102)、阴极电极层(122)以及布置于其间的电光有源有机层(110)。覆盖层(124)布置成与该阴极层(122)的表面接触，使得该阴极层(122)置于该有机层(110)和该覆盖层(124)之间，所述覆盖层(124)是由相对于与所述覆盖层(124)接触的阴极层(122)材料基本上惰性的材料形成。该惰性的材料沉积在该阴极层(122)的所述表面上，使得整个表面被覆盖且表面缺陷消除。短路保护层(120)进一步布置于所述阴极电极(122)和所述电光有源有机层(110)之间并毗邻所述阴极电极(122)，且由无机半导体材料形成。该覆盖层(124)和该短路保护层(120)一起减小了在该阴极(122)和阳极(102)之间发生短路的风险，并因此提高了该电光有源有机二极管的可靠性。
Description
技术领域
本发明通常涉及诸如在有机太阳能电池中使用的以及用作有机发光二极管(OLED)的电光有源有机二极管。更具体而言，本发明涉及一种电光有源有机二极管，其包括阳极电极、阴极电极和布置在所述电极之间的电光有源有机层。
背景技术
电光有源有机二极管例如用作照明装置、显示装置以及有机太阳能电池装置中的有机发光二极管(OLED)。有机太阳能电池装置中的有机二极管布置成由光产生电，而在照明装置中，有机二极管布置成由电产生光。然而，这些仅仅是与特定电光有源有机材料相关的常见基本特性的不同体现。在一个领域(诸如照明装置和OLED领域)中的进步和发展因此可以被用于其他领域(诸如有机太阳能电池装置领域)中的改进。
目前为止，人们将大部分努力花在用于产生光的装置上，特别是在OLED上。这部分地是因为，迄今为止可获得的效率、可靠性和工作寿命被认为对于切实可行的有机太阳能电池装置而言太差，特别是鉴于传统太阳能电池装置中已经可以达到的水平。尽管这些特性在照明应用装置的领域中也是期望的，不过要求通常不完全这么高，且已经存在可购得的产品，诸如基于OLED技术的显示器。这部分地是因为，OLED发光且因此不需要诸如传统液晶显示器(LCD)中的背光。通常电光有源有机二极管的某些其他优点例如制作比较容易且低成本，使得电光有源有机二极管可以制成薄的挠性层且甚至可以做成透明的。
特别是在效率和寿命方面，最近的电光有源有机二极管已经显示出重大进步，然而在某些情形中增加的寿命导致有关可靠性的问题。在电光有源有机二极管领域中可靠性是普遍问题，且存在对改进的工作寿命的一般需求。尽管许多期望和有益的特性归因于有机本质，不过也由此衍生某些缺点，例如与很多无机材料相比，有机材料一般对苛刻物理处理和高温更为敏感。
可靠性问题的一个已知原因为电抗性阴极。为了实现电子注入和高效，低功函数的电极材料通常是期望的。然而，这些材料本质上是电抗性的。结果，相反地使用功函数更高但是效率更低的阴极材料，例如铝(Al)，其中铝是环境稳定的且还具有在传统半导体工业中是已知并充分研究的导电材料这一优点。为了提高效率，这种更高功函数阴极层有时配置有例如布置于阴极层和电光有源有机层之间的氟化锂(LiF)的附加薄无机注入层。
US 6,525,466提出一种声称是可靠的且不需要注入层的OLED。该OLED含有例如Al和LiF的金属和绝缘体的混合物、合金或者复合物的阴极，该阴极与电光有源有机层接触。出于环境保护，在阴极顶部上存在可选的Al的导电盖层(capping layer)，即，使得阴极置于电光有源有机层和该盖层之间。
总而言之，在现有技术中，对于电光有源有机二极管，存在并提出了许多种方式来改善可靠性以及提高寿命，不过仍存在进一步改进的需要。
发明内容
本发明的目的是克服或者至少减轻现有技术中的问题。具体目的是改善电光有源有机二极管的可靠性。本发明由所附独立权利要求界定。优选实施例在从属权利要求以及下述说明书和附图中予以描述。
尽管不希望受任何具体理论约束，不过本发明部分地基于这样的发现，传统电光有源有机二极管特别是大面积的电光有源有机二极管不可靠的一个主要原因似乎是阴极和阳极电极之间发生的短路，以及这些短路对布置于其间的有机材料的损伤程度。另外看上去像是对这些短路有贡献的一个因素为，由于可能引起极高的局部场强度的阴极中的无意物理缺陷，特别是具有尖锐边缘的缺陷，导致在阴极内出现高场强度。尖锐边缘例如可以位于针孔或者位于阴极的粗糙或受损的(例如由于不期望的颗粒的存在)或者任何其他方式的缺陷的表面。增加的场强度的结果可能是局部上升的温度以及有时候软化和熔化阴极材料。由于在电光有源有机二极管中使用的有机材料以及一般有机材料只能耐受较低温度且通常具有较低熔化/热解温度，上升的温度可能导致电光有源有机层材料退化和/或软化，这与阴极和阳极之间许多杆(bar)的经常的高的静电压力相结合，似乎增加受损的有机材料以及通过该有机材料在阴极和阳极之间发生短路的风险，该短路通常发生在电光有源有机层例如由于上述原因变得非常薄或者其他方式受损的位置。结果，会出现较高的电流，这导致甚至更高的温度和更大的损伤。
因此，通过一种电光有源有机二极管来实现从下述说明将更加明显的上述及其他目的，该电光有源有机二极管包括阳极电极层、阴极电极层、布置于所述电极之间的电光有源有机层。覆盖层布置成与该阴极层的表面接触，使得该阴极层置于该电光有源有机层和该覆盖层之间，所述覆盖层由相对于与所述覆盖层接触的阴极层材料基本上惰性的材料形成，且所述惰性材料沉积在该阴极层的所述表面上，使得整个表面被覆盖。短路保护层进一步布置于所述阴极电极层和所述电光有源有机层之间，并毗邻所述阴极电极层，其中所述短路保护层由无机半导体材料形成。该短路保护层是导电的且厚度至少为。
“电光有源”在此是指将光转换成电和/或将电转换成光的能力。当“电光有源”用于描述层时，通常意味着该层包括例如子层形式的具有该能力的材料，当“电光有源”用于描述二极管时，通常意味着该层包括例如层形式的具有该能力的材料，这例如是对于有机发光二极管(OLED)的情形。
“阳极电极”通常为沉积在载体或基板上例如底层形式的用于空穴注入的电极。
“阴极电极”通常为例如沉积顶层形式的用于电子注入的电极。
当覆盖层被沉积并覆盖阴极表面时，诸如针孔、其他空洞和尖锐缺陷之类的表面缺陷被填充和覆盖，且在这些缺陷发生高场强度的风险减小。这减小了会引起短路的条件的风险。在万一仍存在迫近的短路的情形，防止阴极层和有机层之间直接接触的该短路保护层减小了对有机层的有害影响的风险以及在阴极和阳极之间发生短路的风险。因此，覆盖层和短路保护层一起减小了发生短路的风险，并因此提高了该电光有源有机二极管的可靠性。无机材料通常不像有机材料那么敏感并因此更加适用于保护目的。再者，半导体材料通常具有良好的透明性，这是布置在阴极电极和有机层之间的层的期望特性。
当无机半导体形成该短路保护层时，即，尽管导电性小于阴极以及尽管所使用的材料本身是半导体，通常在通过热蒸发被沉积之后，该层是导电的。导电性质使得可以成为更厚的层，这对于保护目的而言是有益的。更佳导电性通常意味着更厚的层是可行的且因此意味着更佳的短路保护。该厚度可用于实现传导，在迫近的短路的情形下这对于减小趋于增加且是有害的电流是有益的。
该无机半导体材料优选地具有比该阴极层的材料高的熔化温度。这使得该有机二极管可更好地耐受下述情形，即耐受产生熔化该电极材料的热的情形。在这种情形下保持完整且刚性的短路保护层进一步防止该有机层变得与电极材料直接接触，并将作用于有机层上的力和压力分布在大表面上，这减小了有机层受压缩和损伤的风险。
该无机半导体材料可具有大于2.7eV，且优选地大于3eV的带隙。这意味着蓝色电致发光不会被吸收，且因而在短路保护层和有机层之间的界面不可能产生光电子。此外，针对在短路保护层和阴极层之间的界面产生的热电子，短路保护层是稳定的。光电子在短路保护层内被热化且因此不会损伤有机层。带隙大于约2.7eV的有益副作用在于，该短路保护层还用作激子阻挡层。
该无机半导体材料可具有介于0.5eV和3.5eV之间的电子亲合势。这可以调适和最小化电子到有机层的最低未占据分子轨道(LUMO)内的注入势垒，且该短路保护层可另外用作电子注入层。
该无机半导体材料可具有大于1，优选地大于10，且更优选地大于30的介电常数。高介电常数的材料减小了在例如缺陷的尖锐边缘处的场强，因此有助于减小最终会导致短路的高场强的风险。
该无机半导体材料可包括碱土金属或镧系元素的硫族化物或二元氧化物，优选地包括BaO、BaSe、La2O3或Ce2O3。
该覆盖层可以是导电的和/或介电常数大于1，优选地大于10，且更优选地大于30的材料。
该覆盖层可包括优选地为环氧树脂或丙烯酸类型的胶，和/或包括优选地为氮化硅(SiN)、碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)或氧化铝(Al2O3)的薄膜封装材料。
该有机二极管还包括布置在该覆盖层上的第二覆盖层。
可存在包括该电光有源有机二极管的诸如灯的照明装置、显示装置或者有机太阳能电池装置。
附图说明
现在将参考附图更详细地描述本发明的这个方面以及其他方面，附图示出本发明的当前优选实施例。
图1示意性示出一实施例的电光有源有机二极管中的层的截面图。
图2a通过示例而示意性示出如图1的电光有源有机二极管中的双层电光有源有机层的截面图。
图2b示意性示出作为图2a所示有机层的备选双层的截面图。
图3示意性示出另一实施例的电光有源有机二极管中的层的截面图。
具体实施方式
图1示意性示出一实施例的电光有源有机二极管中层的截面图。有机二极管包括基板100、阳极层102、电光有源有机层110、无机短路保护层120、阴极层122和覆盖层124。
基板100通常透明且例如可由陶瓷例如玻璃或硅，塑料或金属制成。基板可以是刚性或挠性的。
阳极层102为通常具有较高功函数和电学传导材料的空穴注入层，且通常透明以便光通过，这在图1中用箭头示出。适合于阳极层的透明材料的一个当前主流例子为氧化铟锡(ITO)。其他例子包括金属、金属氧化物、掺杂的无机半导体、掺杂的导电聚合物或小分子等。阳极层102的厚度通常在约
至的范围。阳极层102可以通过本领域中已知的各种薄膜沉积技术(例如真空蒸发、溅射、电子束沉积或者化学气相沉积)沉积在基板100上。
电光有源有机层110可包括子层，但包括至少一个有源的发射/吸收层以用于将电转换为光/将光转换为电。有机层110的总厚度可以大于约
但是优选地大于更厚的电光有源有机层意味着在短路可能发生之前更大的余量以及需要损伤更多的材料。为了补偿粗糙的底层表面，例如ITO基板，有机层通常需要大于特定厚度。更平滑的底层通常允许更薄的有机层。
将结合图2a和2b进一步描述有机层110的结构和材料。
在图1，箭头表示光从有机层110发射以及光穿过阳极102和基板100出射。应当注意到，在备选实施例中，发射光是穿过透明阴极或者穿过阴极和阳极而出射，且在其他备选实施例中，可以存在光的吸收。
短路保护层120为无机半导体材料，其具有介于约0.5eV和约3.5eV的电子亲合势、大于约2.6eV且优选地大于约3eV的带隙以及比阴极层122材料的熔点高的熔点。
已经发现适用于短路保护层120的材料例如包含在碱土金属或者镧系元素的硫族化物或者二元氧化物中，例如氧化钡(BaO)、硒化钡(BaSe)、氧化镧(La2O3)和氧化铈(Ce2O3)。例如在通过热蒸发被沉积之后，当该示例性的材料形成短路保护层120时，通常存在O或Se的空位以及因此存在氧不足或者硒不足，这可能是尽管短路保护层本身由未掺杂半导体材料形成但却呈现允许较厚层的电导率的一个原因。
其他例子可包括涉及碱土金属或者镧系元素的硫族化物和/或二元氧化物的混合物、或者碱土金属与低电子亲合势金属(诸如碱金属、碱土金属和/或镧系元素)的硫族化物和/或二元氧化物的混合物。
该无机半导体材料的介电常数可以大于1，例如大于10或者甚至30。例如BaO具有约34的介电常数。短路保护层120的厚度可以在约
至的范围，优选地在约
至
的范围，且通常在约
至
的范围。至少
的厚度通常是期望的。
当短路保护层120沉积在有机层110上时，这应该按照对有机层无害的方式来完成。用于沉积短路保护层120的这些方法例如包括热蒸发。对于诸如BaO、La2O3和Ce2O3之类的碱土金属或镧系元素的二元氧化物的情形，短路保护层120可以通过下述方式形成，首先例如通过热蒸发沉积碱土金属或镧系元素，随后例如通过将氧配给到用于蒸发的容器内来执行原位氧化，以将碱土金属或镧系元素转变为相应的二元氧化物。当二元氧化物的直接热蒸发所需的温度非常高时，这尤为有用。阴极层122通常为金属性材料或者金属且可以是具有相当低功函数的材料。然而，为了实现环境稳定和不易反应，通常选择具有更高功函数且更稳定的材料，或者低功函数材料可以与更稳定材料形成合金或组合。低功函数材料的例子为钙(Ca)、镁(Mg)和钡(Ba)。更高功函数但是更稳定材料的例子为铝(Al)、铜(Cu)或银(Ag)。当光经由阳极而不是经由阴极通过时，阴极的材料通常应该是良好的反射镜，即，对讨论中的光是反射的。例如，Al和Ag在该上下文中被考虑是良好的反射镜材料。阴极的不那么低的功函数在一定程度上可以通过短路保护层120来补偿，该短路保护层120可另外用作电子注入层。
阴极层122的厚度可以在约300至
的范围。阴极层122可以通过例如包括热蒸发的许多传统技术的任意一种沉积在短路保护层120上。
相对于阴极层122的材料，覆盖层124优选地为不同的但是基本化学惰性的材料。覆盖层124通常沉积于并完全覆盖阴极层122的一层表面。阴极层122表面内的诸如针孔、空洞以及其他缺陷之类的尖锐边缘缺陷和损伤可以被覆盖层124覆盖并填充。经常被表面缺陷损坏的一种常见阴极材料为Al。覆盖层124的材料可具有大于1，例如大于10或者甚至30的高介电常数。该材料可进一步是导电的。
实际上发现，消除表面缺陷及其有害影响的覆盖层124的期望覆盖和填充特性可通过许多不同材料之一来达成，这些材料为无机和有机的，通常通过化学气相沉积形成。然而，这些材料优选为薄膜封装材料或胶。薄膜封装材料的例子为氮化硅(SiN)、碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)以及氧化铝(Al2O3)，通常通过诸如感应耦合PECVD(IC-PECVD)之类的等离子体增强气相沉积(PECVD)来沉积。胶优选为环氧树脂类型，使用两种溶液，通常室温可固化，或者是紫外可固化粘合剂，通常为环氧树脂或丙烯酸类型的一种溶液。当使用胶时，通过减小胶涂布时的粘度，例如加热到高于室温诸如70℃，可以增强填充和覆盖特性。
除了其填充和覆盖特性之外，覆盖层124例如通过对氧气和水气是惰性的而可具有环境保护特性，并因此保护例如阴极层122和短路保护层120的内层免受在制造或使用环境中是有害的但难以避免的这些或其他物质伤害。
一般而言，覆盖层124的厚度并不关键，只要足够的材料被沉积以填充缺陷和覆盖阴极层122表面即可。然而，厚度可以约为或更大。
图2a通过示例而示意性示出电光有源有机层110的截面图。电光有源有机层110在此具有双层结构，并包括例如N，N′-二苯基-N，N′-二(α-萘基)-l，l′联苯-4，4″二胺(aNPD)的空穴传输层113(HTL)以及例如Alq3的组合的电子传输和发射层115(ETL/EML)。该示例性结构本身是已知的且在传统OLED中使用。这是所谓的小分子结构的示例。采用这种结构的OLED可称为小分子发光二极管(smoLED或SM-LED)。在smoLED中有机层113、115通常通过热蒸发或者有机气相沉积来沉积。
除了此处描述之外，应理解，smoLED电光有源有机层110可包括更多或更少的层以及例如传统smoLED中使用的其他有机材料的层。
图2b示意性示出电光有源有机层210的截面图，该电光有源有机层210具有不同于图2a的电光有源有机层110的另一双层组成。有机层210在此包括例如聚(3，4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)的有机HIL 211以及例如聚芴(PF)的组合ETL/EML 215。该示例性结构本身是已知的且在传统OLED中使用。这是所谓的大分子或聚合物结构的示例。采用这种结构的OLED可称为聚合物发光二极管(polyLED或PLED)。在polyLED中有机层211、215通常通过旋涂或者印刷技术来沉积。
除了此处描述之外，应理解，polyLED有机层可包括更多或更少的层以及例如传统polyLED中使用的其他有机材料的层。
因此应理解，本发明不依赖于任何特定的电光有源有机层、电光有源有机层结构、电光有源有机层的组成或材料，本发明的原理可应用并兼容于诸如在传统OLED以及其他电光有源有机二极管中使用的绝大多数电光有源有机层。
图3示意性示出一实施例的电光有源有机二极管中的层的截面图，其中第二覆盖层326沉积在覆盖层324上并覆盖该覆盖层324。其余的层300、302、310、320和322对应于结合图1解释的实施例的相应层100、102、110、120和122。第二覆盖层326通常为这样材料的环境保护层，即，该材料对覆盖层324是化学惰性的，并且特别是对于在使用和生产环境中难以完全避免的氧气、水分和其他大气物质是环境稳定且具有抗性。当胶用于覆盖层324时，胶可额外地用于附着第二覆盖层326，例如胶合玻璃盖罩，作为针对例如水的向内扩散的保护。
第二覆盖层326的材料的其他例子为金属、诸如全氟化油的有机疏水材料、以及吸水或不吸水的胶(例如环氧树脂)。
本发明的电光有源有机二极管可以在照明装置、有机太阳能电池装置中使用，电光有源有机二极管可以是有机发光二极管(OLED)且可以用于灯、显示装置中，例如用在平板电视、计算机监视器、数码相机、移动电话以及诸多其他电子小物件中。
现在将示例性解释一些更具体的实施例。
在第一示例中，OLED包括沉积在玻璃基板上的150nm ITO层，随后是100nm aNPD层和80nm Alq3层。20nm BaO层沉积在该Alq3层上且随后是100nm Al层。蒸发的20nm Alq3层覆盖该Al层并消除其表面内的缺陷。用于Al蒸发的容器在蒸发该Alq3层之前被排气。
在第二示例中，OLED包括沉积在玻璃基板上的150nm ITO层，随后是100nm aNPD层和80nm Alq3层。20nm BaO层沉积在该Alq3层上且随后是100nm Al层。旋涂的100nm PEDOT层在真空炉内干燥15分钟之后，覆盖该Al层并消除其表面内的缺陷。
在第三示例中，OLED包括沉积在玻璃基板上的150nm ITO层，随后是100nm aNPD层和80nm Alq3层。20nm BaO层沉积在该Alq3层上且随后是100nm Al层。100nm PECVD沉积的SiN层覆盖该Al层并消除其表面内的缺陷。
在第四示例中，OLED包括沉积在玻璃基板上的150nm ITO层，随后是100nm aNPD层和80nm Alq3层。20nm BaO层沉积在该Alq3层上且随后是100nm Al层。300nm PECVD沉积的SiN层覆盖该Al层并消除其表面内的缺陷。环氧树脂胶的第二覆盖层沉积在该SiN层上。玻璃板布置在该胶层上。
在第五示例中，OLED包括沉积在玻璃基板上的150nm ITO层，随后是100nm aNPD层和80nm Alq3层。20nm BaO层沉积在该Alq3层上且随后是100nm Al层。30nm Cr层覆盖该Al层并消除其表面内的缺陷，且100nm Al层沉积在该Cr层上。
在第六示例中，OLED包括沉积在玻璃基板上的150nm ITO层，随后是100nm aNPD层和80nm Alq3层。6nm Ba通过蒸发而沉积在该Alq3层上。在蒸发之后，氧气配给到容器内(10-5mbar，2分钟)。随后，另外6nm Ba被蒸发并暴露于氧气。随后是100nm Al层。100nmPECVD沉积的SiN层覆盖该Al层并消除其表面内的缺陷。
本领域技术人员意识到，本发明绝不限于上述实施例和示例。相反，在所附权利要求书的范围内可以进行许多调整和变动。
Claims (22)
1.一种电光有源有机二极管，包括：
阳极电极层(102)；
阴极电极层(122)；
电光有源有机层(110)，布置于所述阳极电极层(102)和所述阴极电极层(122)之间；和
覆盖层(124)，布置成与该阴极电极层(122)的表面接触，使得该阴极电极层(122)置于该电光有源有机层(110)和该覆盖层(124)之间，所述覆盖层(124)是由相对于与所述覆盖层(124)接触的阴极电极层(122)材料基本上惰性的材料形成，所述惰性的材料沉积在该阴极电极层(122)的所述表面上，使得整个表面被覆盖；
其特征在于
短路保护层(120)，布置于所述阴极电极层(122)和所述电光有源有机层(110)之间，并毗邻所述阴极电极层(122)，其中所述短路保护层(120)由无机半导体材料形成，该短路保护层是导电的且厚度至少为
2.如权利要求1所述的电光有源有机二极管，其中该无机半导体材料具有比该阴极电极层(122)的材料高的熔化温度。
3.如权利要求1所述的电光有源有机二极管，其中该无机半导体材料具有大于2.7eV的带隙。
4.如权利要求1所述的电光有源有机二极管，其中该无机半导体材料具有大于3eV的带隙。
5.如权利要求1所述的电光有源有机二极管，其中该无机半导体材料具有介于0.5eV和3.5eV之间的电子亲合势。
6.如权利要求1所述的电光有源有机二极管，其中该无机半导体材料具有大于1的介电常数。
7.如权利要求1所述的电光有源有机二极管，其中该无机半导体材料具有大于10的介电常数。
8.如权利要求1所述的电光有源有机二极管，其中该无机半导体材料具有大于30的介电常数。
9.如权利要求1所述的电光有源有机二极管，其中该无机半导体材料包括碱土金属或镧系元素的硫族化物或二元氧化物。
10.如权利要求9所述的电光有源有机二极管，其中该无机半导体材料包括BaO、BaSe、La2O3或Ce2O3。
11.如权利要求1所述的电光有源有机二极管，其中该覆盖层(124)是导电的。
12.如权利要求1所述的电光有源有机二极管，其中该覆盖层(124)是介电常数大于1的材料。
13.如权利要求1所述的电光有源有机二极管，其中该覆盖层(124)是介电常数大于10的材料。
14.如权利要求1所述的电光有源有机二极管，其中该覆盖层(124)是介电常数大于30的材料。
15.如权利要求1所述的电光有源有机二极管，其中该覆盖层(124)包括胶。
16.如权利要求15所述的电光有源有机二极管，其中所述胶为环氧树脂或丙烯酸类型。
17.如权利要求1所述的电光有源有机二极管，其中该覆盖层(124)包括薄膜封装材料。
18.如权利要求17所述的电光有源有机二极管，其中该薄膜封装材料为氮化硅、碳化硅、二氧化硅或氧化铝。
19.如权利要求1所述的电光有源有机二极管，还包括布置在该覆盖层(324)上的第二覆盖层(326)。
20.一种照明装置，包括如前述权利要求中任一项所述的电光有源有机二极管。
21.一种显示装置，包括如权利要求1至19中任一项所述的电光有源有机二极管。
22.一种有机太阳能电池装置，包括如权利要求1至19中任一项所述的电光有源有机二极管。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP06117444.7 | 2006-07-19 | ||
| EP06117444 | 2006-07-19 | ||
| PCT/IB2007/052790 WO2008010165A2 (en) | 2006-07-19 | 2007-07-12 | Electro-optically active organic diode with short protection |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101490866A CN101490866A (zh) | 2009-07-22 |
| CN101490866B true CN101490866B (zh) | 2011-04-06 |
Family
ID=38823561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2007800272042A Active CN101490866B (zh) | 2006-07-19 | 2007-07-12 | 具有短路保护的电光有源有机二极管 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7985966B2 (zh) |
| EP (1) | EP2047539B1 (zh) |
| JP (1) | JP5361718B2 (zh) |
| CN (1) | CN101490866B (zh) |
| TW (1) | TW200812425A (zh) |
| WO (1) | WO2008010165A2 (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9178093B2 (en) | 2011-07-06 | 2015-11-03 | Flextronics Ap, Llc | Solar cell module on molded lead-frame and method of manufacture |
| CN104124383A (zh) * | 2013-04-28 | 2014-10-29 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 柔性有机电致发光器件及其制备方法 |
| JP6049556B2 (ja) | 2013-07-01 | 2016-12-21 | 株式会社東芝 | 太陽電池、太陽電池モジュール及び太陽電池の製造方法 |
| US20150349159A1 (en) * | 2014-05-28 | 2015-12-03 | National Tsing Hua University | Bendable solar cell capable of optimizing thickness and conversion efficiency |
| CN106784350A (zh) | 2016-12-23 | 2017-05-31 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种有机电致发光显示面板及其制作方法、显示装置 |
| CN112331794B (zh) * | 2019-11-04 | 2023-02-17 | 广东聚华印刷显示技术有限公司 | 复合阴极结构及其制备方法、发光器件和显示装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1003229A1 (en) * | 1998-11-20 | 2000-05-24 | Hewlett-Packard Company | Structure to improve the reliability of organic and polymer light emitting devices and method for producing same |
| EP1137327A1 (en) * | 1999-06-07 | 2001-09-26 | TDK Corporation | Organic el display |
| EP1651011A1 (en) * | 2003-07-02 | 2006-04-26 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Organic electroluminescent device and display using same |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3253740B2 (ja) * | 1993-04-05 | 2002-02-04 | パイオニア株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
| US6433355B1 (en) | 1996-06-05 | 2002-08-13 | International Business Machines Corporation | Non-degenerate wide bandgap semiconductors as injection layers and/or contact electrodes for organic electroluminescent devices |
| JP3691192B2 (ja) * | 1997-01-31 | 2005-08-31 | 三洋電機株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
| US5739545A (en) | 1997-02-04 | 1998-04-14 | International Business Machines Corporation | Organic light emitting diodes having transparent cathode structures |
| JP3266573B2 (ja) * | 1998-04-08 | 2002-03-18 | 出光興産株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
| US6198219B1 (en) | 1999-01-13 | 2001-03-06 | Tdk Corporation | Organic electroluminescent device |
| JP2000276075A (ja) * | 1999-03-26 | 2000-10-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電流制御型発光素子の駆動回路 |
| US6525466B1 (en) | 1999-04-09 | 2003-02-25 | Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona | Cathode including a mixture of a metal and an insulator for organic devices and method of making the same |
| US6559594B2 (en) | 2000-02-03 | 2003-05-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting device |
| US6765348B2 (en) | 2001-01-26 | 2004-07-20 | Xerox Corporation | Electroluminescent devices containing thermal protective layers |
| JP4646494B2 (ja) * | 2002-04-11 | 2011-03-09 | 出光興産株式会社 | 新規含窒素複素環誘導体及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子 |
| JP4174332B2 (ja) * | 2003-01-23 | 2008-10-29 | 財団法人国際超電導産業技術研究センター | 酸化物超電導体の製造方法及び酸化物超電導体とその前駆体支持用基材 |
| US20060145603A1 (en) * | 2003-06-25 | 2006-07-06 | Yoshio Taniguchi | Organic electroluminescence element, process for fabricating the same and electrode film |
| JP4366686B2 (ja) * | 2003-10-29 | 2009-11-18 | 富士電機ホールディングス株式会社 | 有機ｅｌ素子の製造方法 |
| JP5137292B2 (ja) * | 2003-12-26 | 2013-02-06 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 発光素子、発光装置および電気器具 |
-
2007
- 2007-07-12 JP JP2009520104A patent/JP5361718B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2007-07-12 CN CN2007800272042A patent/CN101490866B/zh active Active
- 2007-07-12 US US12/373,766 patent/US7985966B2/en active Active
- 2007-07-12 WO PCT/IB2007/052790 patent/WO2008010165A2/en active Application Filing
- 2007-07-12 EP EP07805134.9A patent/EP2047539B1/en active Active
- 2007-07-16 TW TW096125882A patent/TW200812425A/zh unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1003229A1 (en) * | 1998-11-20 | 2000-05-24 | Hewlett-Packard Company | Structure to improve the reliability of organic and polymer light emitting devices and method for producing same |
| EP1137327A1 (en) * | 1999-06-07 | 2001-09-26 | TDK Corporation | Organic el display |
| EP1651011A1 (en) * | 2003-07-02 | 2006-04-26 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Organic electroluminescent device and display using same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2047539A2 (en) | 2009-04-15 |
| TW200812425A (en) | 2008-03-01 |
| CN101490866A (zh) | 2009-07-22 |
| WO2008010165A3 (en) | 2008-03-20 |
| JP2009544163A (ja) | 2009-12-10 |
| WO2008010165A2 (en) | 2008-01-24 |
| US7985966B2 (en) | 2011-07-26 |
| JP5361718B2 (ja) | 2013-12-04 |
| EP2047539B1 (en) | 2018-03-14 |
| US20090309095A1 (en) | 2009-12-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10950391B2 (en) | Photoelectric conversion device and manufacturing method and apparatus thereof | |
| Liu et al. | Toward see‐through optoelectronics: Transparent light‐emitting diodes and solar cells | |
| Huseynova et al. | Transparent organic light‐emitting diodes: advances, prospects, and challenges | |
| CN101490867B (zh) | 具有无机半导体连接层的堆叠式电光活性有机二极管 | |
| TWI503050B (zh) | 用於透光裝置的導電結構 | |
| CN101490866B (zh) | 具有短路保护的电光有源有机二极管 | |
| US20050236973A1 (en) | Electroluminescent assembly | |
| US9786868B2 (en) | Electronic structure having at least one metal growth layer and method for producing an electronic structure | |
| CN109860407A (zh) | 一种有机发光器件及其制备方法 | |
| CN101490865B (zh) | 具有短路保护层的高掺杂电光有源有机二极管 | |
| Liu et al. | Low-cost organic light-emitting devices for general illumination |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: The city of Eindhoven in Holland Patentee after: KONINKLIJKE PHILIPS N.V. Address before: Holland Ian Deho Finn Patentee before: Koninklijke Philips Electronics N.V. |
|
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20180619 Address after: Beijing City, Haidian District Qinghe Street No. 68 Huarun colorful city shopping center two 9 floor room 01 Patentee after: BEIJING XIAOMI MOBILE SOFTWARE Co.,Ltd. Address before: The city of Eindhoven in Holland Patentee before: KONINKLIJKE PHILIPS N.V. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |