CN101513126B - 有机电致发光器件 - Google Patents

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Abstract

有机电致发光器件配置有由透明电极或半透明电极构成的第一电极、面向第一电极的第二电极、以及被安置在第一电极和第二电极之间的至少一个有机层。所述有机电致发光器件还配置有辅助电极，所述辅助电极与第一电极电连接，由电阻值比第一电极的电阻值更低的材料组成，并且具有开口。所述辅助电极在第一电极的表面上形成为具有基于由准周期性二维阵列确定的格子点所决定的区域作为所述开口部分。

Description

有机电致发光器件
技术领域
本发明涉及一种有机电致发光器件，所述有机电致发光器件可用作在面状光源、段式显示装置、点阵显示装置、液晶显示装置等中使用的发光器件。
背景技术
近年来，已经研究在显示装置和照明装置中使用有机电致发光器件(下面，有时候称作有机EL器件)，所述有机电致发光器件具有两层结构，其中采用有机荧光染料作为发光层，并且将在电子照相感光器等中使用的染料和有机电荷传输化合物相互层压。
然而，使用有机EL器件等的显示装置和照明装置各自都具有以下问题：随着其发光面积的增加，由透明电极或半透明电极的布线电阻引起的电压降变得不可忽视，这增加了光亮度的变化。
为了解决这些问题，例如，JP-A-2004-14128(专利文献1)公开了一种使用有机EL器件的平面发光器件，其中将有机EL器件的透明电极与电阻低于透明电极的辅助电极电连接；其说明书描述了其中辅助电极以格子形状形成的面状发光器件。
然而，在专利文献1中描述的有机EL器件的使用造成了以下问题：在外部光反射过程中产生着色和由干涉所致的莫尔条纹，从而使可视性劣化。
专利文献1：JP-A-2004-14128
发明内容
本发明要解决的问题
本发明是鉴于现有技术的问题而进行的，其目的是提供一种有机电致发光器件，该有机电致发光器件能够降低由透明电极或半透明电极的电阻所致的电压降，以均匀地发射光，并且甚至充分地抑制在外部光反射过程中着色和由干涉所致的莫尔条纹的产生。
解决问题的手段
作为为实现上述目而深入研究的结果，本发明人已经发现了一种有机电致发光器件，所述有机电致发光器件配置有由透明电极或半透明电极构成的第一电极、面向第一电极的第二电极、以及被设置在第一电极和第二电极之间的至少一个有机层，该有机电致发光器件可以降低由透明电极或半透明电极的电阻所致的电压降以均匀地发射光，并且通过在第一电极的表面上，形成具有基于没有周期规则性的特定有序阵列安置的开口的辅助电极，充分地抑制了在外部光反射的过程中的着色和由干涉所致的莫尔条纹的产生。由此，完成了本发明。
因此，本发明的有机电致发光器件是这样一种有机电致发光器件，该有机电致发光器件配置有由透明电极或半透明电极构成的第一电极、面向第一电极的第二电极、以及被设置在第一电极和第二电极之间的至少一个有机层，其特征在于：
所述有机电致发光器件包括配置有开口的辅助电极，所述辅助电极与第一电极电连接，并且由电阻值低于第一电极的电阻值的材料组成；并且
所述辅助电极在第一电极的表面上形成为具有基于由准周期性二维阵列确定的格子点所限定的区域作为所述开口。
在本发明的有机电致发光器件中，辅助电极还可以在利用格子点作为生成点的沃罗努瓦(Voronoi)剖分的沃罗努瓦边界上形成，使得沃罗努瓦剖分的沃罗努瓦区域为开口。
此外，在本发明的有机电致发光器件中，辅助电极还可以在利用格子点作为生成点的德洛奈(Delaunay)三角剖分的德洛奈边界上形成，使得德洛奈三角剖分的德洛奈三角形区域为开口。
在本发明的有机电致发光器件中，优选准周期性二维阵列是与斐波那契(Fibonacci)数列相似或类似地排列的，即，采用斐波那契阵列的阵列。
此外，在本发明的有机电致发光器件中，优选准周期性二维阵列具有从斐波那契阵列抽取，使得格子点的平均格子间距离在10至30μm的范围内的单位阵列，并且是其中遍布单位阵列使得它们彼此不重叠的阵列。
在本发明的有机电致发光器件中，单位阵列优选是从斐波那契阵列抽取，使得斐波那契数列的级数(order)在300至1,000的范围内的阵列。
此外，在本发明的有机电致发光器件中，优选将辅助电极设置在第一电极的与有机层相反的一侧的表面上。
在本发明的有机电致发光器件中，优选将第一电极分隔成多个电分离单元，并且多个单元通过辅助电极相互电连接。
本发明的面状光源的特征在于包括所述有机电致发光器件。本发明的段式显示装置的特征也在于包括所述有机电致发光器件。此外，本发明的点阵显示装置的特征在于包括所述有机电致发光器件。本发明的液晶显示装置的特征也在于包括所述有机电致发光器件。
本发明的有机电致发光器件可以降低由透明电极或半透明电极的电阻所引起的电压降以均匀地发射光，并且可以充分地抑制在外部光反射过程中产生着色和由干涉所致的莫尔条纹。具体地，在本发明的有机电致发光器件中，由透明电极或半透明电极构成的第一电极具有辅助电极，所述辅助电极与其表面上形成的第一电极电连接。辅助电极由电阻值低于第一电极的电阻值(更高的电导率)的材料构成；因此，本发明可以降低由第一电极的电阻所引起的电压降。
典型地，使用阻光材料比如金属作为辅助电极。因此，从有机层发射出的光被辅助电极阻挡，由此导致光从在被安置于辅助电极上的开口发出。当与以格子形状、条状等形成辅助电极的情况一样，形成具有被安置在第一电极表面上的周期性开口的辅助电极时，由于周期规则性，产生在外部光反射过程中的着色和干涉所致的莫尔条纹。相反，根据本发明，形成辅助电极以使其具有基于准周期性二维阵列确定的格子点所限定的区域作为开口，并且在第一电极的表面上形成具有基于没有周期规则性的特定有序阵列安置的开口的辅助电极；因此，在外部光反射过程中的着色和由干涉所致的莫尔条纹的产生得到充分抑制。
根据本发明，由于开口是基于特定有序的阵列而这样设置的，因此还充分降低了由设置在辅助电极上的开口的密度(开口面积比)的偏差产生的光亮度的变化，这不同于任意设置开口的情况。因此，本发明的有机电致发光器件能够实现光的发射均匀。
此外，根据本发明，通过制造其中将第一电极分隔成多个电分离单元，所述单元与辅助电极电连接的结构，可以获得改善的光亮度。具体地，将第一电极分隔成电分离单元可以减少在第一电极的表面方向上导向的发光成分，由此可以提高光亮度。在多个单元之间的光亮度的变化得到充分降低，原因是所述单元通过辅助电极彼此电连接。
本发明的优点
根据本发明，可以提供一种有机电致发光器件，该有机电致发光器件可以降低由透明电极或半透明电极的电阻所致的电压降以均匀地发射光，并且可以充分抑制在外部光反射过程中产生着色和由干涉所致的莫尔条纹。
实施本发明的最佳方式
下面，根据本发明的优选实施方案，详细地描述本发明的有机电致发光器件。
本发明的有机电致发光器件是这样的一种有机电致发光器件，所述有机电致发光器件配置有由透明电极或半透明电极构成的第一电极、面向第一电极的第二电极、以及被设置在第一电极和第二电极之间的至少一个有机层，其特征在于：
所述有机电致发光器件包括配置有开口的辅助电极，所述辅助电极与第一电极电连接，并且由电阻值低于第一电极的电阻值的材料组成；并且
所述辅助电极在第一电极的表面上形成为具有基于由准周期性二维阵列确定的格子点所限定的区域作为所述开口。
(第一电极)
根据本发明的第一电极是由透明电极或半透明电极构成的电极，并且用作本发明的有机电致发光器件的阳极。作为第一电极，可以使用具有高电导率的金属氧化物、金属硫化物或金属薄膜；具有高的光透射率的那些可以被适当地使用，并且可以通过根据所使用的有机层适当地选择来使用。用于第一电极的材料包括例如氧化铟、氧化锌、氧化锡、由它们的复合物氧化锡铟(ITO)、氧化锌铟等中的每一种组成的导电玻璃(NESA等)、金、铂、银和铜。这些中，优选ITO氧化锡铟和氧化锡。
第一电极的膜厚度可以是考虑光透射性和电导率进行适当选择的；然而，它是例如，10nm至10μm，优选20nm至1μm，并且更优选50nm至500nm。
当第一电极处于其中该电极被分隔为多个电分离单元的结构形式时，在相邻单元之间的间隔为1至50μm，优选为5至30μm。低于下限的相邻单元之间的间隔趋向于不能够充分减少在第一电极的表面方向上导向的光。另一方面，大于上限趋向于降低光发射的效率，原因是它降低了光发射的实际面积。
此外，这样电分离的多个单元的形状没有特别的限制；其实例包括条状、三角形状和矩形状，比如四边形状。考虑到确保相邻单元之间的电连接，多个单元的形状优选是与辅助电极(将稍后描述)上的开口形状类似的形状。当第一电极处于其中该电极被分隔为多个电分离单元的结构形式时，在制备本发明的有机电致发光器件中，将在相邻单元之间填充用于在形成第一电极之后所形成的物体(例如，辅助电极或有机层)的材料。
用于形成上述的第一电极的方法包括真空沉积法、溅射法、离子电镀法和金属镀覆法。用于将第一电极分隔成多个电分离单元的方法包括：例如，包括在形成第一电极之后，使用光致抗蚀剂，通过蚀刻法进行图案形成的方法。
作为第一电极，可以使用有机物质比如聚苯胺或其衍生物以及聚噻吩或其衍生物的透明导电膜。第一电极的有机层侧表面还可以配置有导电聚合物(例如，酞菁衍生物或聚噻吩(polythiophenone)衍生物)、Mo氧化物、无定形碳、氟化碳、多胺化合物等的1nm至200nm的层，或由金属氧化物或氟化物、有机绝缘材料等组成、平均膜厚度为10nm以下的层。
(辅助电极)
本发明的有机电致发光器件必须包括与第一电极电连接并且配置有开口的辅助电极。必须在第一电极的表面上形成辅助电极，以使其具有基于由准周期性二维阵列确定的格子点所限定的区域作为开口。根据本发明，可以安置辅助电极以降低由透明电极或半透明电极的电阻所致的电压降，从而均匀地发射光，并且进一步充分抑制在外部光反射过程中的着色和由干涉所致的莫尔条纹的产生。
根据本发明的准周期性二维阵列是指与周期性阵列不同类型的有序阵列；其实例包括斐波那契阵列。斐波那契阵列是指与斐波那契数列相似或类似地排列的阵列，并且还指如图1所示的接近螺旋形的阵列，该阵列像在向日葵籽或松球等中发现的阵列。根据本发明，由斐波那契阵列确定的格子点包括基于斐波那契数列的阵列、从中移除一些点的格子点。
斐波那契阵列是指由下式表示的整数n的数列：
(x，y)＝(√n×cos((137.5×nπ)/180)，√n×sin((137.5×nπ)/180)
，并且该整数n被称作斐波那契数列的级数。
在斐波那契数列中，随着数列的级数的增加，由斐波那契数列确定的格子点的密度的变化性增加。这可能造成以下问题：在被设置在辅助电极上的开口之间的间隔的密度的变化性也增加，从而使辅助电极的布线电阻升高。
根据本发明，鉴于上述情况，优选的是，根据本发明的准周期性二维阵列具有从斐波那契阵列抽取使得格子点的平均格子间距离在10至30μm(更优选10至20μm)的范围内的单位阵列，并且是其中遍布单位阵列使得它们彼此不重叠的阵列。辅助电极的开口可以被安置在基于由准周期性二维阵列确定的格子点所限定的区域上，从而消除了被安置在辅助电极上的开口的排列的周期规则性，同时抑制辅助电极的布线电阻的升高。小于下限的平均格子点间距离趋向于不提供足够的光亮度，原因是降低了开口面积比。另一方面，大于上限趋向于不能够充分地降低光亮度的变化，原因是增大了辅助电极的布线电阻。在由斐波那契阵列确定的格子点中的最相邻格子点之间的距离，即，格子之间的最近的相邻距离，优选在5至15μm的范围内。
对从斐波那契阵列抽取的单位阵列的形状没有特别限制；然而，考虑到遍布单位阵列使得它们彼此不重叠，它优选为多边形，更优选为三角形、正方形、矩形或正六边形等(参见图2至4)。在图2至4中，A表示斐波那契数列的级数为300以下的区域，而B表示斐波那契数列的级数为1,000以下的区域。
此外，单位阵列优选是从斐波那契阵列抽取使得斐波那契数列的级数在300至1,000(更优选500至800)的范围内的阵列。斐波那契数列的级数的上述范围可以抑制在由一个单位阵列确定的格子点之间的距离的离散度，并且可以更确保降低由辅助电极之间的布线电阻的散布和开口密度(开口面积比)的偏差所致的光亮度的变化。
单位阵列优选为从斐波那契阵列抽取使得由一个单位阵列确定的格子点的数量在50至200(更优选50至100)的范围内的阵列。此外，根据本发明，考虑到确保消除在辅助电极上的开口的周期规则性，优选遍布从斐波那契阵列的不同部分抽取的多个不同单位阵列，使得它们彼此不重叠。
根据本发明的辅助电极形成为具有基于由如上所述的准周期性二维阵列确定的格子点所限定的区域作为开口。所述区域可以通过利用格子点作为生成点的沃罗努瓦剖分、德洛奈三角剖分等来限定。
沃罗努瓦剖分是指将具有几个定位的点(生成点)的平面剖分为区域(沃罗努瓦区域)，所述区域是通过把成对的任意相邻生成点之间引出的中垂线相连而形成的。沃罗努瓦区域之间的边界线被称作沃罗努瓦边界。当通过沃罗努瓦剖分限定所述区域时，根据本发明的辅助电极在(沿着)利用格子点作为生成点的沃罗努瓦剖分的沃罗努瓦边界上形成，使得沃罗努瓦剖分的沃罗努瓦区域成为开口。
德洛奈三角剖分是指将具有几个定位的点(生成点)的平面剖分为三角形区域(德洛奈三角形区域)，所述三角形区域是通过把钩住(hook)相邻的沃罗努瓦区域的生成点的线(德洛奈边界)相连而形成的。当通过德洛奈三角剖分限定所述区域时，根据本发明的辅助电极在(沿着)利用格子点作为生成点的德洛奈三角剖分的德洛奈边界上形成，使得德洛奈三角剖分的德洛奈三角形区域成为开口。
考虑到光的利用效率，辅助电极的线宽优选在1至200μm的范围内、更优选在10至100μm的范围内。
对用于辅助电极的材料没有特别的限制，只要它具有比用于第一电极的材料更高的电导率(更低的电阻值)即可；然而，通常使用电导率为107S/cm以上的导电材料。适当地使用金属材料比如铝、银、铬、金、铜和钽。其中，考虑到高电导率和材料处理的容易性，更优选铝、铬、铜和银。
使用金属作为辅助电极的材料使得来自有机层(稍后描述)的光被阻挡；因此，被辅助电极覆盖的面积与器件从中发射光的面积的比率优选在20至90％的范围内，更优选在30至80％的范围内。
此外，辅助电极的厚度可以被适当地选择，以使表面电阻成为所需的值；然而，它是例如10至500nm，优选为20至300nm，并且更优选为50至150nm。
辅助电极可以被安置在第一电极的表面上的有机层侧；然而，考虑到更确保第一电极和辅助电极之间的电连接，它优选被安置在第一电极的与有机层相反的表面上。
用于形成上述辅助电极的方法包括：例如，包括通过真空沉积法、溅射法、或包括热压粘合薄金属膜的层压法形成用于辅助电极的材料膜，之后利用光致抗蚀剂通过蚀刻法形成图案的方法。
(第二电极)
根据本发明的第二电极是面向第一电极安置，并且用作本发明的有机电致发光器件的阴极的电极。用于第二电极的材料优选是具有低功函的材料；其所用的实例包括金属，比如锂、钠、钾、铷、铯、铍、镁、钙、锶、钡、铝、钪、钒、锌、钇、铟、铈、钐、铕、铽和镱，以及它们中两种以上的合金；它们中的至少一种与金、银、铂、铜、锰、钛、钴、镍、钨和锡中的一种或多种的合金；以及石墨和夹层石墨。这些合金包括镁-银合金、镁-铟合金、镁-铝合金、铟-银合金、锂-铝合金、锂-镁合金、锂-铟合金和钙-铝合金。
第二电极的膜厚度可以是考虑电导率和耐久性而适当选择的；然而，它是例如10nm至10μm，优选为20nm至1μm，并且更优选为50nm至500nm。
形成上述第二电极的方法包括真空沉积法、溅射法和包括热压粘合薄金属膜的层压法。第二电极可以处于两层以上的层压结构形式。在第二电极和有机层之间，可以安置由导电聚合物构成的层，或由金属氧化物或氟化物、有机绝缘材料等构成的平均膜厚度为10nm以下的层。
(有机层)
根据本发明的有机层是被安置在第一电极和第二电极之间的层。有机层可以是含有至少一个发光材料层的层，但是还可以由多个层构成。有机电致发光器件的操作主要由以下过程组成：从电极注入电子和空穴的过程、其中电子和空穴穿过有机层的过程、其中电子和空穴复合以产生单重态激子或三重态激子的过程，以及其中激子发射光的过程。然而，当有机层由多个层构成时，可以使多种材料分担各个过程中所需的功能，并且可以将它们独立地最佳化。除红、蓝和绿这三种原色之外，来自有机层的发光色包括例如中间色和白色。这三种原色的发光色对于全色器件是优选的，而对于面状光源，白色和中间色的发光色是优选的。
根据本发明，作为用于有机层的发光材料，不仅可以使用低分子发光材料(i)，而且可以使用高分子发光材料(ii)。用于有机层的其它材料根据发光材料的种类而变化；因此，其描述将分为使用低分子发光材料(i)的情形和使用高分子发光材料(ii)的情形。
(i)使用低分子发光材料
在使用低分子发光材料的情况下，用于有机层的材料包括荧光-和磷光发射材料、空穴传输材料、电子阻挡材料、空穴阻挡材料和电子传输材料，这在“Yuki EL Display(有机电致发光器件(0rganic EL Display))”(ShizuoTokito，Chihaya Adachi和Hideyuki Murata，第一版，2004年发行第一期，Ohmsha Ltd.)第17-48、83-99和101-120页中有描述。具体地，空穴传输材料的实例为下列文献中所述的那些：JP-A-63-70257、JP-A-63-175860、JP-A-02-135359、JP-A-02-135361、JP-A-02-209988、JP-A-02-311591、JP-A-03-37992、JP-A-03-152184、JP-A-11-35687、JP-A-11-217392和JP-A-2000-80167。
此外，低分子发光材料(三重态发光配合物)的实例包括含有铱作为中心金属的Ir(ppy)3和Btp2Ir(acac)、含有铂作为中心金属的PtOEP以及含有铕作为中心金属的Eu(TTA)3phen。具体地，其实例为下列文献中描述的那些：Nature，(1998)，395：151；Appl.Phys.Lett.(1999)，75(1)：4；Proc.SPIE-Int.Soc.Opt.Eng.(2001)，4105(有机发光材料和器件IV(Organic Light-EmittingMaterials and Devices IV))，119；J.Am.Chem.Soc.，(2001)，123：4304；Appl.Phys.Lett.，(1997)，71(18)：2596；Syn.Met.，(1998)，94(1)：103；Syn.Met.，(1999)，99(2)：1361；Adv.Mater.，(1999)，11(10)：852；和Jpn.J.Appl.Phys.，34：1883(1995)。
适当选择含有这些用于有机层的材料的层的厚度，使得发光效率和驱动电压变为所需值；然而，它通常为5至200nm。空穴传输层的厚度为例如10至100nm，优选20至80nm。发光层的厚度为例如10至100nm，优选20至80nm。空穴阻挡层的厚度为例如5至50nm，优选10至30nm。电子注入层的厚度为例如10至100nm，优选20至80nm。
除了真空法比如真空沉积、团簇沉积(cluster deposition)和分子束沉积之外，如果构成这些层的材料具有溶解性或可以形成乳液，则用于形成层的方法还包括：包括使用涂布或印刷法形成膜的方法。
(ii)使用高分子发光材料
在使用高分子发光材料的情况下，用于有机层的材料包括在“KobunshiEL Zairyo(高分子EL材料(High Molecular EL Materials))”(大西敏博和小山珠美，第一版，2004年发行第一期，Kyoritsu Shuppan股份有限公司)第33-58页中描述的材料；有机电致发光器件可以以其中这些材料各自被层压到电荷注入层和电荷传输层上的结构形式进行构造。更具体地，聚合物化合物的空穴传输材料、电子传输材料和发光材料的实例包括在以下专利文献中公开的聚芴及其衍生物和共聚物、聚亚芳基及其衍生物和共聚物、聚亚芳基亚乙烯基及其衍生物和共聚物、以及芳族胺及其衍生物的(共)聚合物：WO99/13692、WO99/48160、GB2340304A、WO00/53656、WO01/19834、WO00/55927、GB2348316、WO00/46321、WO00/06665、WO99/54943、WO99/54385、US5777070、WO98/06773、WO97/05184、WO00/35987、WO00/53655、WO01/34722、WO99/24526、WO00/22027、WO00/22026、WO98/27136、US573636、WO98/21262、US5741921、WO97/09394、WO96/29356、WO96/10617、EP0707020、WO95/07955、JP-A-2001-181618、JP-A-2001-123156、JP-A-2001-3045、JP-A-2000-351967、JP-A-2000-303066、JP-A-2000-299189、JP-A-2000-252065、JP-A-2000-136379、JP-A-2000-104057、JP-A-2000-80167、JP-A-10-324870、JP-A-10-114891、JP-A-09-111233和JP-A-09-45478中。在使用上述低分子发光材料的情况下被用于有机层中的发光材料和电荷传输材料可以被混合到高分子发光材料和电荷传输材料中。上述的低分子发光材料也可以被包含在高分子发光材料和电荷传输材料的结构中。
电荷注入层的具体实例包括：含有导电聚合物的层；被安置在第一电极和空穴传输层之间的含有这样的材料的层，该材料具有在用于第一电极的材料的电离势和包含在空穴传输层中的空穴传输材料的电离势之间的电离势中间值；以及被安置在第二电极和电子传输层之间的含有这样的材料的层，该材料具有在用于第二电极的电子亲和势和包含在电子传输层中的电子传输材料的电子亲和势之间的电子亲和势中间值。
当电荷注入层是含有导电聚合物的层时，将含有导电聚合物的层安置成与在至少一个电极(第一电极或第二电极)和发光层之间的电极相邻。
导电聚合物的电导率优选为10-7S/cm以上且在103S/cm以下，并且更优选为10-5S/cm以上且在102S/cm以下，尤其优选为10-5S/cm以上且在101S/cm以下，以降低发光像素之间的漏电流。导电聚合物通常掺杂有适量的离子，以使聚合物的电导率在10-5S/cm以上且在103S/cm以下的范围内。
作为掺杂离子，在空穴注入层的情况下，使用阴离子，或者在电子注入层的情况下，使用阳离子。阴离子的实例包括聚苯乙烯磺酸根离子、烷基苯磺酸根离子和樟脑磺酸根离子。阳离子的实例包括锂离子、钠离子、钾离子和四丁基铵离子。
在电荷注入层中使用的材料可以根据电极和用于相邻层的材料进行适当地选择；其实例包括导电聚合物，比如聚苯胺及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚吡咯及其衍生物、聚亚苯基亚乙烯基及其衍生物、聚亚噻吩基亚乙烯基及其衍生物、聚喹啉及其衍生物、聚喹喔啉及其衍生物、以及在主链和侧链中含有芳族胺结构的聚合物；金属酞菁(例如铜酞菁)；和碳。
可以与第一电极和/或第二电极相邻地安置厚度为10nm以下的绝缘层，以促进电荷注入。用于绝缘层的材料包括金属氟化物、金属氧化物和有机绝缘材料；优选的是碱金属、碱土金属等的氟化物和金属氧化物。
对在靠近第二电极一侧的有机层中包含的电子传输聚合物材料没有特别的限制，只要它是传输从电极注入的电子的聚合物材料即可；根据需要，可以使用π-和σ-共轭聚合物和在聚合物中含有电子传输基团的聚合物材料。
此外，还可以将低分子电子传输材料与其一起使用。
作为空穴传输材料和电子传输材料，可以适当地使用除电荷传输以外还具有发光机制的那些材料。根据本发明，这些层还可以通过掺杂发光材料而使用。
含有上述有机层材料的层的厚度具有根据所用材料变化的最佳值；然而，它可以被适当地选择，使得驱动电压和发光效率为适度值。发光层的厚度为例如5至300nm，优选30至200nm，并且更优选40至150nm。电荷注入层的厚度为例如1nm至100nm，优选2nm至10nm。电子传输层的厚度为例如1nm至1μm，优选2nm至500nm，并且更优选5nm至200nm。
用于形成包含至此提及的有机层材料中的聚合物材料的层(发光层、电荷传输层或电荷注入层)的方法包括：例如，涉及通过包括涂布或印刷在内的方法由溶液形成膜的方法。该方法还可以被用作用于形成没有聚合物材料的层(发光层、电荷传输层或电荷注入层)的方法。该方法对于生产是非常有利的，因为它只需要在涂覆之后干燥溶液以移除溶剂，并且同样的方法可以适用于将电荷传输材料和发光材料混合的情况。涂布和印刷方法的实例包括涂覆法，比如旋涂法、流延法、微凹版式涂布法、凹版式涂布法、棒涂法、辊涂法、绕线棒涂布法、浸涂法、喷涂法、丝网印刷法、柔性版印刷法、胶印法、毛细管涂布法、喷嘴涂布法和喷墨印刷法。通过与用于溶液的方法相同的方法，可以将电荷注入材料以分散在水或醇中的乳液形式形成膜。
在涂布法和印刷法中，对用于有机层的材料的溶剂没有特别的限制，然而，它优选为能够溶解或均匀分散聚合物材料的溶剂。当聚合物材料是可溶解在非极性溶剂中的材料时，溶剂的实例包括氯溶剂比如氯仿、二氯甲烷和二氯乙烷；醚溶剂，比如四氢呋喃；芳族烃溶剂，比如甲苯、二甲苯、四氢化萘、苯甲醚、正己基苯和环己基苯；脂族烃溶剂，比如十氢化萘和双环己基；酮溶剂，比如丙酮、甲基乙基酮和2-庚酮；以及酯溶剂，比如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙基乙酸溶纤剂和丙二醇单甲醚乙酸酯。
当多个层被层压在一起时，最初形成的层优选是不溶化的，以防止上下层的混合。用于不溶化的方法包括：包括通过使用具有可溶性基团的可溶性前体或聚合物，以利用热处理将前体转化为共轭聚合物或使可溶性基团分解来降低它们的溶解性，进行不溶化的方法；包括使用在分子中具有交联基团的空穴传输聚合物的方法；以及包括将在暴露于热、光、电子束等之后发生交联反应的单体或大分子单体共混的方法。
被提及的是在侧链中含有乙烯基、(甲基)丙烯酸酯基、氧杂环丁烷基、环丁二烯基、二烯基等作为交联基团的聚合物。对这些基团的引入比率没有特别的限制，只要在将电子传输聚合物形成膜时在所使用的溶剂中发生不溶化即可；然而，它为例如0.01至30质量％，优选0.5至20质量％，并且更优选1至10质量％。
发生交联反应的单体和大分子单体的实例包括聚苯乙烯当量形式的重均分子量为2,000以下并且包含乙烯基、(甲基)丙烯酸酯基、氧杂环丁烷基、环丁二烯基、二烯基等中的至少两种的化合物。此外，其实例还包括酸酐和能够实现分子间的交联反应的化合物，比如柠檬酸。作为其实例，可以适当地使用在“UV·EB Kokagijutsu No Genjo To Tembo(UV/EB固化技术：现状和展望)”(由Kunihiro Ichimura监制并且由CMC出版股份有限公司发行，第1版，2002年发行第1期，第二章)中描述的那些。
此外，当使用聚合物化合物作为用于有机层的材料时，其纯度影响器件的性能，比如电荷传输和发光特性；因此，优选在聚合之前将单体通过包括蒸馏、升华纯化、重结晶等或柱色谱的方法进行纯化，然后进行聚合。聚合物之后，优选使用分离、纯化、干燥和其它常规操作比如酸洗、碱洗、中和、水洗、有机溶剂洗涤、再沉淀、离心、萃取、柱色谱和透析将其进行精制处理。
(有机电致发光器件)
典型地，通过在支持基板上形成上述的第一电极、第二电极、辅助电极和有机层，可以制备本发明的有机电致发光器件。该支持基板可以是在制备有机电致发光器件中不经历变化的基板；其实例包括比如玻璃、塑料、聚合物膜基板和硅基板的基板。当从支持基板侧发出来自有机层的光时，优选使用透明基板作为支持基板。本发明的有机电致发光器件的器件结构不受特别限制，并且可以是顶部发射型或底部发射型。在支持基板上形成第一电极等的顺序可以根据器件结构进行适当地选择。此外，可以在本发明的有机电致发光器件中任选地安置保护层。除玻璃、塑料、聚合物膜和硅之外，用于保护层的材料还包括光固化性树脂，比如丙烯酸类树脂。这些保护层材料可以单独或以它们的两种以上的组合形式使用。当从保护层侧发出来自有机层的光时，采用透明材料作为用于保护层的材料。
上述本发明的有机电致发光器件可以适当地用作在液晶显示器背光或照明用的曲面状或平面状的面状光源中使用的发光器件；用于内部装潢或广告的段式显示装置；点阵显示装置；液晶显示装置等，并且可以特别适用于照明用的曲面状或平面状的面状光源。
实施例
下面，参考实施例和比较例，更具体地描述本发明。然而，本发明并不意在限于下列实施例。作为在合成实施例1和2中使用的由下列结构式(A)至(C)表示的化合物A至C，使用根据在WO2000/046321公布说明书中描述的方法合成的那些化合物。
[式1]
Figure G2007800319138D00141
[式2]
Figure G2007800319138D00142
[式3]
Figure G2007800319138D00151
(合成实施例1)
首先，将0.91g的氯化甲基三辛基铵(来自Aldrich，商品名：Aliquat336)、5.23g的化合物A和4.55g的化合物C装到反应容器(200ml可分离烧瓶)中，之后用氮气吹扫反应系统。向其中添加70ml甲苯和2.0mg乙酸钯，并且向其中进一步添加15.1mg的三(邻-甲苯基)膦，随后回流以提供混合溶液。
接着，向所得混合溶液中滴加19ml的碳酸钠水溶液，然后在回流下通宵搅拌。向其中添加0.12g的苯基硼酸，然后搅拌7小时。之后，向其中添加300ml甲苯，并且分离反应溶液。用乙酸水溶液和水洗涤有机相，并且向其中添加N，N-二乙基二硫代氨基甲酸钠水溶液，然后搅拌4小时。
随后，将搅拌之后的混合溶液分离，通过硅胶-氧化铝柱子，用甲苯洗涤，并且滴加到甲醇中以沉淀出聚合物。将所得聚合物过滤，在减压下干燥，然后溶解在甲苯中。将所得甲苯溶液再次滴加到甲醇中以产生沉淀物，然后将沉淀物在减压下过滤并且干燥，以提供聚合物化合物1。所得的聚合物化合物1的聚苯乙烯当量形式的重均分子量(Mw)为3.2×105，并且其聚苯乙烯当量形式的数均分子量(Mn)为8.8×104。
(合成实施例2)
首先，将22.5g的化合物B和17.6g的2，2’-联吡啶装到反应容器中，之后用氮气吹扫反应系统。向其中添加1,500g四氢呋喃(脱水溶剂)以提供混合溶液，所述四氢呋喃是用氩气鼓泡预先脱气的。向所得的混合溶液中添加31g的双(1，5-环辛二烯)镍(0)，然后在室温搅拌10分钟，并且在60℃反应3小时。在这点上，反应在氮气氛中进行。
接着，将所得反应溶液冷却，并且将25质量％的氨水(200ml)/甲醇(900ml)/离子交换水(900ml)的混合溶液倒入该溶液中，然后搅拌约1小时。然后，将所产生的沉淀物通过过滤收集，在减压下干燥，并且溶解于甲苯中。将所得甲苯溶液过滤以移除不溶物。然后，将该甲苯溶液通过填充有氧化铝的柱子进行纯化。
然后，将纯化的甲苯溶液用1N盐酸水溶液洗涤，静置并分离，之后回收甲苯溶液。将这种甲苯溶液用约3质量％的氨水洗涤，静置并分离，然后回收甲苯溶液。然后将该甲苯溶液用离子交换水洗涤，静置并且分离，之后回收经洗涤的甲苯溶液。
随后，将该洗涤的甲苯溶液倒入甲醇中，以产生沉淀物。将该沉淀物用甲醇洗涤，然后在减压下干燥以提供聚合物化合物2。所得的聚合物化合物2的聚苯乙烯当量形式的重均分子量为8.2×105，并且其聚苯乙烯当量形式的数均分子量为1.0×105。
(制备实施例)
按如下所述那样制备用于形成辅助电极的光掩模。首先从斐波那契阵列(最近的相邻格子间距离：10μm)抽取多个单位阵列，使得它们具有14μm的平均格子间距离，以及500至800的范围内的斐波那契数列的级数。然后，从其中遍布单位阵列使得它们彼此不重叠的阵列中确定格子点；利用格子点作为生成点进行沃罗努瓦剖分。基于沃罗努瓦剖分的结果，制备光掩模(254mm×254mm)，其中将线宽为40μm的细线状遮光部分安置在沃罗努瓦剖分的沃罗努瓦边界上。
(实施例)
采用玻璃基板(200mm×200mm)作为支持基板。通过DC溅射法，在120℃，使用Cr靶并且使用Ar作为溅射气体，在该支持基板上沉积膜厚度为1,000nm的Cr。此处的成膜压力为0.5Pa，溅射功率为2.0kW。将抗蚀剂涂覆到Cr膜上，然后在110℃烘焙90秒，通过在制备实施例中获得的光掩模以200mJ的能量进行曝光，用0.5质量％的氢氧化钾水溶液显影，并且在130℃后烘焙110秒。通过在40℃的用于Cr的蚀刻溶液中浸渍120秒，进行Cr的图案化。最后，在2质量％的氢氧化钾水溶液中进行浸渍，以剥离抗蚀剂残留物，从而形成由Cr构成的辅助电极。
然后在其上形成辅助电极的基板上形成第一电极。具体地，使用作为用于第一电极的材料的ITO烘焙靶和作为溅射气体的Ar，以在120℃通过DC溅射法沉积出膜厚度为3,000nm的ITO。此处的膜形成压力为0.25Pa，并且溅射功率为0.25kW。然后，在200℃的烘箱中进行40分钟的退火处理。随后，使用60℃的弱碱洗涤剂、冷水和50℃的温水，将其上形成第一电极的基板进行超声波洗涤，从温水中取出以进行干燥，并且进行20分钟的UV/O3清洁。
在清洁的基板上，通过旋涂将溶液形成为厚80nm的膜，所述溶液通过用孔径为0.45μm的过滤器过滤聚(3，4)亚乙二氧基噻吩/聚苯乙烯磺酸悬浮液(来自Starck Vitec Co.，商品名：Baytron P CH8000)，然后用孔径为0.2μm的过滤器进一步过滤而获得，然后将所述膜在空气气氛中和在200℃下进行15分钟的热处理，以形成空穴注入层(即，电荷注入层)。将在合成实施例1和2中获得的聚合物化合物1和聚合物化合物2溶解在甲苯中，以制备1质量％的聚合物溶液。在其上形成空穴注入层的基板上，通过旋涂将所制备的溶液形成为厚80nm的膜，然后在氮气氛中，在热板上进行130℃的热处理60分钟，以形成发光层。随后，在其上形成发光层的基板上，通过真空沉积分别依次沉积出厚度为2nm、5nm和200nm的LiF、Ca和Al，以形成第二电极。在这点上，金属的气相沉积是在真空度达到1×10-4Pa以下之后开始的。最后，在惰性气体中，用玻璃板覆盖在其上形成第二电极的基板之上的第二电极的表面，之后用光固化性树脂进一步涂布基板的四个侧面。然后将光固化性树脂固化以形成保护层。由此，制备出有机EL器件。
由此获得的有机EL器件显示在图5中。具体地，在图5中所示的有机EL器件包括支持基板1、辅助电极2、第一电极3、电荷注入层4、发光层5、第二电极6和保护层7。由电荷注入层4和发光层5构成的有机层11被保持在第一电极3和第二电极6之间。辅助电极2形成在第一电极3的与有机层11相反的表面上。
<有机EL器件的评价>
在对实施例中获得的整个有机EL器件施加8伏电压的过程中，当在视觉上观察其发光表面的外观时，该发光表面的光亮度没有变化，并且没有遇到在外部光反射过程中的着色现象和莫尔条纹的产生。因此，证实了本发明的有机电致发光器件可以降低由透明电极或半透明电极的电阻所致的电压降以均匀地发射光，并且可以充分地抑制在外部光的反射过程中的着色和由干涉所致的莫尔条纹的产生。
工业适用性
如上所述，根据本发明，可以提供一种有机电致发光器件，该有机电致发光器件可以降低由透明电极或半透明电极的电阻所致的电压降以均匀地发射光，并且可以充分地抑制在外部光的反射过程中的着色和由干涉所致的莫尔条纹的产生。
因此，本发明的有机电致发光器件可用作在面状光源、段式显示装置、点阵显示装置、液晶显示装置等中使用的发光器件。
附图简述
图1是显示斐波那契阵列的平面图；
图2是显示从斐波那契阵列抽取的单位阵列的一个实施方案的示意性平面图；
图3是显示从斐波那契阵列抽取的单位阵列的另一个实施方案的示意性平面图；
图4是显示从斐波那契阵列抽取的单位阵列的另一个实施方案的示意性平面图；以及
图5是显示在实施例中获得的有机电致发光器件的层压结构的示意性横截面图。
标记的说明
1    支持基板
2    辅助电极
3    第一电极
4    电荷注入层
5    发光层
6    第二电极
7    保护层
11   有机层
A    斐波那契数列的级数为300以下的区域
B    斐波那契数列的级数为1,000以下的区域

Claims (12)

1.一种有机电致发光器件，所述有机电致发光器件配置有由透明电极或半透明电极构成的第一电极、面向第一电极的第二电极、以及被设置在第一电极和第二电极之间的至少一个有机层，其特征在于：
所述有机电致发光器件包括配置有开口的辅助电极，所述辅助电极与第一电极电连接，并且由电阻值低于第一电极的电阻值的材料组成；并且
所述辅助电极在第一电极的表面上形成为具有基于由准周期性二维阵列确定的格子点所限定的区域作为所述开口。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其中所述辅助电极在利用所述格子点作为生成点的沃罗努瓦剖分的沃罗努瓦边界上形成，使得所述沃罗努瓦剖分的沃罗努瓦区域成为所述开口。
3.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其中所述辅助电极在利用所述格子点作为生成点的德洛奈三角剖分的德洛奈边界上形成，使得所述德洛奈三角剖分的德洛奈三角形区域为所述开口。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的有机电致发光器件，其中所述准周期性二维阵列是按斐波那契阵列排列的。
5.根据权利要求4所述的有机电致发光器件，其中所述准周期性二维阵列具有从斐波那契阵列抽取使得所述格子点的平均格子间距离在10至30μm的范围内的单位阵列，并且是其中遍布所述单位阵列使得它们彼此不重叠的阵列。
6.根据权利要求5所述的有机电致发光器件，其中所述单位阵列是从所述斐波那契阵列抽取使得所述斐波那契数列的级数在300至1,000的范围内的阵列。
7.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其中第一电极被分隔为多个电分离单元，并且所述多个单元通过所述辅助电极相互电连接。
8.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其中所述辅助电极被设置在第一电极的与所述有机层相反一侧的表面上。
9.一种面状光源，其特征在于包括根据权利要求1至8中任一项所述的有机电致发光器件。
10.一种段式显示装置，其特征在于包括根据权利要求1至8中任一项所述的有机电致发光器件。
11.一种点阵显示装置，其特征在于包括根据权利要求1至8中任一项所述的有机电致发光器件。
12.一种液晶显示装置，其特征在于包括根据权利要求1至8中任一项所述的有机电致发光器件。
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