CN1725915A - 有机光电组件、用于其的电极结构及提高其操作效率方法 - Google Patents

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Abstract

一种具有特定电极结构的光电组件，此光电组件可为有机发光二极管或是有机太阳能电池。此电极结构包括一导电层与一无机层，其中上述无机层至少由一个以氧为基本元素的碱金属的嵌入化合物或含碱土金属的嵌入化合物组成。上述嵌入化合物的化学式为Ax (MyOz)，其中x、y、z是大于0的正整数；A是碱金属或碱土金属元素；M是金属、过渡金属或金属合金；O则是氧原子。另外，可以在导电层与无机层之间，形成一层由碱金属氧化物或碱金属卤化物或碱土金属氧化物或碱土金属卤化物组成的缓冲层。

Description

有机光电组件、用于其的电极结构及提高其操作效率方法
技术领域
本发明涉及光电组件，特别是涉及有机发光二极管及有机光电池(photocell)。
背景技术
有机发光二极管(OLED)以及有机光电池在结构上极为相似，因为上述两者都有置于两个电极之间的光电次结构(optoelectronic sub-structure)。上述光电次结构可以将电能转换为光能，或是将光能转换为电能。通常，其中至少一个上述电极是由透明材料所组成，例如铟锡氧化物(ITO)，使得光可以到达光电次结构而达成光电转换；或是电光转换之后，光可以在光电次结构中产生并穿透上述透明电极。
有激发光二极管为已知技术。举例而言，Hung等人已公开一种电激发光组件(美国专利第5,776,623号)，其中厚度15纳米的铜酞菁(CuPc)层作为空穴注入层(HIL)；厚度60纳米的N，N′-二苯基-N，N′-双(1-萘基)-(1，1′-双苯基)-4，4′-二胺(NPB)层作为空穴传输层(HTL)；厚度75纳米的三-(8-羟基喹啉)铝(III)层(Alq3)层作为电子传输层(ETL)。另外，也可以沉积厚度0.5纳米的氟化锂层于上述Alq3层上。上述氟化锂层也可以用氟化镁、氟化钙、氧化锂或氧化镁层取代。
如图1a所示，Kido等人已公开一种电激发光组件10(美国专利弟6,013,384号)，其中光电次结构2a由一空穴传输层(HTL)13、一发光层14，以及一掺杂金属的有机化合物层15所组成。上述掺杂金属的有机化合物层15置于一阳极层12与一阴极层16之间；上述组件形成在一基板11上方。根据Kido等人所公开的技术，可以形成OLED组件的发光层、电子传输层及掺杂金属层的有机化合物包括：多环化合物、缩合多环烃化合物、缩合杂环化合物等。在掺杂金属的有机化合物层15中的掺杂物为功函数等于或低于4.2电子伏特的金属。上述发光层14可以由Alq3组成。上述空穴传输层13可以由芳基胺化合物组成。上述阳极12由铟锡氧化物(ITO)组成；上述阴极16则为铝金属层。
Weaver等人(美国专利申请案公开号2004/0032206A1)公开另一种具有碱金属化合物层的有机发光二极管。如图1b所示，上述有机发光二极管20置于预先涂布有铟锡氧化物阳极22的塑料基板21上。阴极包括两层：一层是金属氧化物层28；另一层是位于金属氧化物层28下方的镁金属层或镁合金层27。碱金属化合物层26可为碱金属氧化物或碱金属卤化物组成，例如氟化锂(LiF)或氧化锂(Li2O)。有机复合层2b通常包括一空穴传输层(HTL)23、一发光层(EML)24及一电子传输层(ETL)25。特别是在上述铟锡氧化物阳极22上形成一厚度约10纳米的铜酞菁(CuPc)层，以增加空穴注入效率及组件寿命。上述CuPc层上方可以形成一层厚度约30纳米且由N，N′-二苯基-N，N′-双(1-萘基)-(1，1′-双苯基)-4，4′-二胺(NPB)组成的空穴传输层23。上述NPB层上方可以形成一层厚度约30纳米且由掺杂fac-三(2-苯基吡啶)-铱(Ir(ppy)3)的4，4′-N，N′-二咔唑-联苯(CBP)组成的发光层24。上述发光层24上方可以形成一层厚度约10纳米且由铝(III)双-(2-甲基-8-喹啉)4-苯基苯酚盐(BAlq)组成的空穴阻挡层(未展示)。上述BAlq层上方可以形成一层厚度约40纳米且由8-三羟基喹啉铝(Alq3)组成的电子传输层25。上述Alq3层上方可以形成一层厚度约0.5至1纳米且由氟化锂组成的电子传输层25。然后，上述氟化锂层上方可以形成一镁合金层(包括镁与银)。
Raychaudhuri等人(美国专利第6,551,725号B2)公开一种有机发光二极管30，其中一缓冲结构置于有机层与阴极之间。如图1c所示，上述缓冲结构包括两层，其中包含碱金属卤化物的第一缓冲层37位于电子传输层36上方；包含金属或金属合金的第二缓冲层38位于第一缓冲层37上方，且上述金属或金属合金的功函数约介于2至4电子伏特之间。此外，空穴注入层33置于阳极32与有机复合层2c之间。上述空穴注入33层可以由porphorinic化合物或酞菁化合物组成。上述空穴注入层33也可以由碳氟化合物(CFx)组成，其中x是1或2；空穴传输层34则可由各种芳香胺类化合物组成。电子与空穴于发光层35再结合，以发出某个能量范围的电磁辐射。上述发光层35包括一主发光材料，且此主发光材料被掺杂一种或一种以上的荧光染料。根据Raychaudhuri等人所公开的技术，优选的主发光材料包括具有螯合金属的8-羟基喹啉金属螯合物。上述螯合金属包括铝、镁、锂或锌。阴极层39由溅射沉积法形成，以增加显示组件的电子注入层的导电性与反射性。
如有机光电池与太阳能电池等光电组件也是已知技术。如图2所示，太阳能电池40包括基板41、基板41上方的底部电极42(铟锡氧化物)、缓冲层43、锌酞菁层44(ZnPc)、富勒烯层45(C60)、顶部缓冲层46，以及顶部电极47。举例而言，上述底部电极42可以由3，4-聚乙烯二氧噻吩：聚苯乙烯suffonate(PEDOT：PSS)组成。上述顶部缓冲层46可以由2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(或称为浴铜灵或BCP)组成。上述锌酞菁层44与富勒烯层45组成此太阳能电池的一有机活化层。综上所述，如同有机发光二极管，如有机太阳能电池的光电池也包括顶部电极、有机光电次结构，以及底部电极。关于有机太阳能电池的原理，可参阅Forrest等人的美国专利第6,580,027号B2。另外，关于有机太阳能电池与有机发光二极管的共通性，可参阅Meissner等人的美国专利第6,559,375号B1。
有机太阳能电池与有机发光二极管都属于有机光电二极管。通常，有机光电二极管包括由一层或多层活化有机光电层分隔的第一电极与第二电极。在有机发光二极管中，电子与空穴分别透过电子传输层与空穴传输层而从电极注入到发光层。电子和空穴结合后会产生激子，而激子则会在能量释放过程中产生光。在有机太阳能电池中，环境光会在活化层与邻近层的接口产生激子。经过一个游离程序之后，上述激子会产生电子与空穴。上述电子与空穴经过一P型或N型传输层，而分别传输至不同电极，因此可以产生电流。
通常，在有机发光二极管或有机太阳能电池的有机层中并没有本征载流子。为了降低有机发光二极管的驱动电压，或为了增加有机太阳能电池的电流，可以在有机电子传输层与金属阴极之间置入一碱金属氧化物或碱金属卤化物层，例如是氟化锂、氟化铯、氧化锂或氟化镁(见前述Hung等人的美国专利)。在加入碱金属卤化物层之后，可以有效地降低电子注入能量障碍，因此增加电子的注入量。然而，因为碱金属卤化物是良好的绝缘材料，所以上述碱金属氧化物或碱金属卤化物层必须薄到可以产生穿隧效应。另外，例如铯、锂、镁的N型掺杂物具有强的供电子特性，因此可以利用共沉积法而置入有机电子传输层中(见前述Kido等人的美国专利)。如此，可以使上述有机电子传输层的费米能级更接近最低未占据分子轨道(LUMO)能级(见Forrest等人的美国专利所述关于有机光电池结构的最低未占据分子轨道能级)。然而，因为上述掺杂物金属的化学活性强，因此可能不适合有机发光二极管常用的热蒸镀制程。
因此，需要一种可以增加有机光电组件的操作效率的方法及组件结构。上述有机光电组件可为有机发光二极管或有机光电池。
发明内容
本发明使用至少一层以氧为基本元素的碱金属嵌入化合物或碱土金属嵌入化合物，作为有机光电组件的载体传输层。尤其是，上述载体传输层置于电子注入层或阴极与有机光电组件的有机次结构之间，以提升电子朝向有机次结构的传输率。以氧为基本元素的碱金属嵌入化合物或碱土金属嵌入化合物为无毒且化学性质稳定的化合物。此外，可以利用各种热蒸镀方法，将上述化合物沉积于有机光电组件上。
因此，本发明的第一目的为提供一种有机光电组件，此有机光电组件包括：第一电极；第二电极，与上述第一电极相对设置；一有机光电次结构，置于上述第一电极与上述第二电极之间；以及一无机层，大体上由至少一种以氧为基本元素的碱金属或碱土金属嵌入化合物所组成，且上述无机层与上述有机光电次结构连接。在另一优选实施例中，上述无机层与另一有机光电次结构相接而形成所谓堆栈串联结构(stack，cascade structure)。
根据本发明，上述以氧为基本元素的碱金属或碱土金属嵌入化合物选自由多个金属化合物组成的群组，上述金属化合物的化学式为Ax(MyOz)，其中x、y、z是大于0的正整数；A是碱金属或碱土金属元素；M是金属、过渡金属或金属合金；以及O是氧原子。
根据本发明，上述以氧为基本元素的碱金属或碱土金属嵌入化合物的化学式为Ax(MyOz)，其中x、y、z是大于0的正整数；A为选自元素周期表第1族以及第2族的元素；M为选自元素周期表的第3族以及第15族的元素；以及O是氧原子。
根据本发明，上述以氧为基本元素的碱金属或碱土金属嵌入化合物可为尖晶石(LiMn2O4)。
根据本发明，上述以氧为基本元素的碱金属或碱土金属嵌入化合物选自尖晶石(LiMn2O4)、氧化钴锂(LiCoO2)、铌酸锂(LiNbO3)、钨酸锂(Li2WO4)、钨酸铯(Cs2WO4)、锰酸铯(CsMnO4)、钒酸铯(CsVO4)、钛酸铯(CsTi6O13)、钛酸镁(MgTiO3)、钨酸镁(MgWO4)、氧化锆镁(MgZrO3)、以及氧化钴镍锂(Li(Ni0.8Co0.2)O2)。
根据本发明，上述第一电极包括一阳极；上述第二电极包括一阴极；以及上述无机层系置于上述阴极与上述有机光电次结构之间，且其中上述有机光电次结构包括：一空穴传输层，与上述阳极相邻；一电子传输区域，与上述无机层相邻；一发光区域，置于上述空穴传输层与上述电子传输区域之间。
根据本发明，上述有机光电组件还包括：一空穴注入层，置于上述阳极与上述空穴传输层之间。
根据本发明，上述阳极由一种或多种材料组成，且上述材料选自铟锡氧化物、掺杂铝的氧化锌、掺杂铟的氧化锌、氧化锡、氧化铟镁、氧化钨镍以及氧化锡镉。
根据本发明，上述阴极由一种或多种材料组成，且上述材料选自铝、银以及镁银合金。上述发光区域大体上由Alq3组成。
根据本发明，上述发光区域与上述电子传输区域大体上由Alq3组成。上述空穴传输层大体上由NPB组成。上述空穴注入层大体上由铜酞菁(CuPc)组成。
根据本发明，上述有机光电组件还包括一绝缘层，上述绝缘层的厚度大体上介于0.3与5纳米之间，且置于上述阴极与上述无机层之间。上述绝缘层大体上由碱金属氧化物或碱金属卤化物组成，例如氟化锂。上述有机光电组件包括一发光组件。
根据本发明，上述有机光电组件包括一光电池与一有机光电层。上述有机光电层包括：一空穴传输层，与上述第一电极相邻；一电子传输层，与上述无机层相邻；以及一活化层，置于该空穴传输层与该电子传输层之间，用以响应于电磁辐射而产生电子-空穴对。
本发明的第二目的为提供一种用于光电组件的电极结构，上述光电组件包括一个伴随电子流的有机光电次结构，上述电极结构包括：一导电层，用于提供伴随该电子流的电流；一无机层，用于促进该电子流，其中上述无机层由至少一个由化学式Ax(MyOz)代表的材料组成，其中x、y、z是大于0的正整数；A选自碱金属及碱土金属元素；M选自金属、过渡金属、以及金属合金；O则是氧原子。
根据本发明，上述电极结构另包括：一绝缘层，其厚度大体上介于0.3与5纳米之间，且置于上述导电层与上述无机层之间；上述绝缘层大体上由碱金属氧化物或碱金属卤化物组成。
本发明的第三目的为提供一种提高光电组件的操作效率的方法，上述光电组件包括第一电极、第二电极以及一个置于上述第一电极与第二电极之间的有机光电次结构，其中上述光电组件的操作效率为部分基于上述有机光电次结构中的电子传输过程。上述方法包括下列步骤：提供一无机层，上述无机层邻近上述有机光电次结构，且上述无机层大体上由一金属氧化物组成，其中上述金属氧化物掺杂具有供电子的特性的掺杂物，以增进上述电子传输过程。上述掺杂物选自碱金属或碱土金属元素。
根据本发明，上述掺杂的金属氧化物选自由化学式Ax(MyOz)代表的化合物所组成的群组，其中x、y、z是大于0的正整数；A为碱金属或碱土金属元素；M选自金属、过渡金属以及金属合金；O则是氧原子。
根据本发明，上述光电组件包括一发光组件，且上述光电次结构包括一发光区域、一个用于提供电子的电子传输区域、一个用于提供空穴的空穴传输区域，使得至少部分的上述电子与上述空穴于上述发光区域结合而产生电磁辐射。上述第一电极包括一邻近上述空穴传输区域的阳极，上述第二电极包括一邻近上述电子传输区域的阴极，而且由金属氧化物所组成的上述无机层置于上述电子传输区域与上述阴极之间，以增进上述电子传输过程。
根据本发明，上述光电组件包括一光电池，而且上述光电次结构包括一活化层，以回应于电磁辐射而产生电子-空穴对；一电子传输区域，用于将该等电子-空穴对所产生的至少部分电子传输至该第一电极；以及一空穴传输区域，用于将该等电子-空穴对所产生的至少部分空穴传输至该第二电极。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出优选实施例，并配合图3a至图6，作详细说明如下。
附图说明
图1a为展示已知机发光二极管。
图1b为展示另一已知有机发光二极管。
图1c为展示另一已知有机发光二极管。
图2为展示已知光电池。
图3a为展示根据本发明一优选实施例的有机光电组件的剖面图。
图3b为展示根据本发明另一优选实施例的有机光电组件的剖面图。
图4为展示根据本发明一优选实施例的电极结构的剖面图。
图5a为展示根据本发明一优选实施例的有机复合层的剖面图。
图5b为展示根据本发明另一优选实施例的有机复合层的剖面图。
图5c为展示根据本发明另一优选实施例的有机复合层的剖面图。
图5d为展示根据本发明另一优选实施例的有机复合层的剖面图。
图6为展示根据本发明一优选实施例的有机发光二极管的剖面图，此有机发光二极管用于显示以氧为基本元素的碱金属嵌入化合物或碱土金属嵌入化合物的效果。
图7a为展示电流密度对电压的变化图，用以说明本发明一优选实施例的有机发光二极管优于已知有机发光二极管。
第7b为展示辉度对电压的变化图，用以说明本发明一优选实施例的有机发光二极管优于已知有机发光二极管。
第7c为展示亮度(luminance yield)对电流密度的变化图，用以说明本发明一优选实施例的有机发光二极管优于已知有机发光二极管。
第7d为展示功率效率对亮度的变化图，用以说明本发明一优选实施例的有机发光二极管优于已知有机发光二极管。
符号说明
2a～有机光电次结构；2b～有机复合层；2c～有机复合层；2～活化有机层；4b～阴极；10～电激发光组件；11～基板；12～阳极层；13～空穴传输层；14～发光层；15～有机化合物层；16～阴极层；20～有机发光二极管；21～塑料基板；22～铟锡氧化物阳极；23～空穴传输层；24～发光层；25～电子传输层；26～碱金属化合物；27～金属层；28～金属氧化物层；30～有机发光二极管；31～基板；32～阳极；33～空穴注入层；34～空穴传输层；35～发光层；36～电子传输层；37～第一缓冲层；38～第二缓冲层；39～阴极层；40～有机太阳能电池；41～基板；42～底部电极；43～缓冲层；44～锌酞菁层；45～富勒烯层；46～顶部缓冲层；47～顶部电极；100～有机光电组件；100’～有机光电组件；110～第一电极；120～空穴注入层；130～有机复合层；132～空穴传输层；133～；134～发光层；135～电子传输层/发光层的结合层；136～电子传输层；140～化合物层；146～缓冲层；150～第二电极；200～电极结构；450～电流收集器；500～N型掺杂物；600～有机发光二极管；610～阳极；620～空穴注入层；632～空穴传输层；635～电子传输层/发光层的结合层；640～化合物层；650～阴极。
具体实施方式
图3a为展示根据本发明一优选实施例的有机光电组件的剖面图。如图3a所示，有机光电组件100包括第一电极110、一空穴注入层120、一有机复合层130、一化合物层140，以及第二电极150，其中化合物层140包括一个以氧为基本元素的碱金属嵌入化合物或碱土金属嵌入化合物。概括而言，有机复合层130包括一空穴传输层、一发光层以及一电子传输层；也就是类似图1a至图1c所示的已知有机发光二极管的有机复合层。有机复合层130也可以包括一富勒烯层或一酞菁层；也就是类似图2所示的已知光电池的有机复合层。确切而言，上述以氧为基本元素的碱金属嵌入化合物或碱土金属嵌入化合物的化学式为Ax(MyOz)，其中x、y、z是大于0的正整数；A是碱金属或碱土金属元素；M是金属、过渡金属或金属合金；O则是氧原子。举例而言，上述以氧为基本元素的碱金属嵌入化合物或碱土金属嵌入化合物可以是尖晶石(LiMn2O4)、氧化钴锂(LiCoO2)、铌酸锂(LiNbO3)、钨酸锂(Li2WO4)、钨酸铯(Cs2WO4)、锰酸铯(CsMnO4)、钒酸铯(CsVO4)、钛酸铯(CsTi6O13)、钛酸镁(MgTiO3)、钨酸镁(MgWO4)、氧化锆镁(MgZrO3)或氧化钴镍锂(Li(Ni0.8Co0.2)O2)。
根据本发明，在有机发光二极管当中，第一电极110为由下列任一金属氧化物或下列金属氧化物的组合所形成的阳极，包括：铟锡氧化物、掺杂铝的氧化锌、掺杂铟的氧化锌、氧化锡、氧化铟镁、氧化钨镍或氧化锡镉。另外，第二电极150为由下列任一金属或下列金属的合金所形成的阴极，包括：铝、银或镁银合金。
在某些实施例中，还可以在以氧为基本元素的碱金属嵌入化合物或碱土金属嵌入化合物层140与第二电极150之间形成一层或多层缓冲层146。上述一层或多层缓冲层可由厚度约0.3至5纳米的非导电层构成，即如图3b所示的缓冲层146。上述缓冲层146也可由一种或多种碱金属氧化物(或碱金属卤化物)或是碱土金属氧化物(或碱土金属卤化物)组成，厚度约0.3至5纳米。
根据本发明，在光电池当中，第一电极110是一底部电极(类似于图2所示的底部电极42)，且由下列任一金属氧化物或下列金属氧化物的组合所形成，包括：铟锡氧化物、掺杂铝的氧化锌、掺杂铟的氧化锌、氧化锡、氧化铟镁、氧化钨镍或氧化锡镉。另外，第二电极150是一顶部电极(类似于图2所示的顶部电极47)，且由下列任一金属或下列金属的合金所形成，包括：铝、银、镁银合金或类似金属或合金。
根据本发明，即如在有机发光二极管当中所运用的缓冲层，也可以在以氧为基本元素的碱金属嵌入化合物或碱土金属嵌入化合物层140与光电池的顶部电极之间形成一层或多层缓冲层146。
因此，本发明提供一种用于有机光电组件的电极结构。根据本发明，如图4所示，电极结构200包括一电流收集器或扩散器(disperser)450与以氧为基本元素的碱金属嵌入化合物或碱土金属嵌入化合物层140，且该化合物层140与该电流收集器或扩散器450连接。此外，一厚度约0.3至5纳米的非导电层146置于上述化合物层140与上述电流收集器450之间。非导电层146可由一层或多层碱金属氧化物(或碱金属卤化物)或是碱土金属氧化物(或碱土金属卤化物)组成。在优选实施例中，上述非导电层146大体上由氟化锂组成。
图3a及图3b所示的有机复合层130也可以具有不同的结构，如下所述：
例如，图5a为展示根据本发明一优选实施例的有机复合层的剖面图。上述有机复合层130包括一空穴传输层132、一发光层134，以及一电子传输层136。
例如，图5b为展示根据本发明一优选实施例的有机复合层的剖面图。上述有机复合层130包括一空穴传输层132与一电子传输层/发光层的结合层135。因此，上述结合层135具有一个与上述化合物层140相邻的电子传输区域，以及一个与上述空穴传输层132相邻的发光区域。
例如，图5c为展示根据本发明另一优选实施例的有机复合层的剖面图。其中，可利用已知掺杂技术，将具有强电子贡献特性的N型掺杂物500掺入电子传输层136。
图5d为展示根据本发明另一优选实施例的有机复合层的剖面图。当图5d所示的光电组件100作为光电池时，上述有机复合层130可包括一空穴传输层132、一活性层133(active layer)，以及一电子传输层136。其中，活性层133回应于某个能量范围的电磁辐射而产生电子-空穴对。
图6为展示根据本发明一优选实施例的有机发光二极管600的剖面图，此有机发光二极管能展现以氧为基本元素的碱金属嵌入化合物或碱土金属嵌入化合物的效率提升效果。上述有机发光二极管600包括一阳极610、一空穴注入层620、一空穴传输层632、一电子传输层/发光层的结合层635、一化合物层640以及一阴极650。
具体而言，上述阳极610包括一厚度约75纳米的铟锡氧化物层；上述空穴注入层620包括一厚度约15纳米的铜酞菁(CuPc)层；上述空穴传输层632包括一厚度约60纳米的N，N′-二苯基-N，N′-双(1-萘基)-(1，1′-双苯基)-4，4′-二胺(NPB)层；上述电子传输层/发光层的结合层635包括一厚度约75纳米的三-(8-羟基喹啉)铝(III)层(Alq3)；上述化合物层640是一化学式为Ax(MyOz)的嵌入化合物层，且优选为尖晶石(LiMn2O4)层；上述阴极650包括一厚度约200纳米的铝层。
图6所示的有机发光二极管的实验结果如图7a至图7d所示。其中，图7a至图7d中的其中一条曲线代表具有尖晶石(LiMn2O4)层的有机发光二极管；而一条曲线代表不具有尖晶石(LiMn2O4)层的有机发光二极管。
图7a为展示电流密度对电压的变化图，用以说明本发明一优选实施例的有机发光二极管优于已知有机发光二极管。
图7b为展示辉度对电压的变化图，用以说明本发明一优选实施例的有机发光二极管优于已知有机发光二极管。
图7c为展示亮度(luminance yield)对电流密度的变化图，用以说明本发明一优选实施例的有机发光二极管优于已知有机发光二极管。
图7d为展示功率效率对辉度的变化图，用以说明本发明一优选实施例的有机发光二极管优于已知有机发光二极管。
综上所述，本发明提供一种增进有机光电组件的操作效率的方法；其中，上述有机光电组件具有一个有机复合层或活性有机次结构，且此活性有机次结构置于第一电极与第二电极之间。本发明增进此活性有机次结构中电子传输的过程，以提升有机光电组件的操作效率。
尤其是，在此活性有机次结构中形成一高效率的电子传输层；其中，此电子传输层由一个以氧为基本元素的碱金属嵌入化合物或碱土金属嵌入化合物组成。此外，此电子传输层与作为电流收集器或扩散器450的电极连接。
虽然本发明已以多个优选实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作任意的变化与改进，因此本发明的保护范围当以后附的权利要求界定者为准。

Claims (28)

1.一种有机光电组件，包括：
第一电极；
第二电极，与该第一电极相对设置；
一有机光电次结构，置于该第一电极与该第二电极之间；以及
一无机层，大体上由一个以氧为基本元素的碱金属嵌入化合物或碱土金属嵌入化合物组成，且该无机层与该有机光电次结构连接。
2.权利要求1的有机光电组件，其中该以氧为基本元素的碱金属嵌入化合物或碱土金属嵌入化合物选自由多个金属化合物组成的群组，该金属化合物的化学式为Ax(MyOz)，其中
x、y、z是大于0的正整数；
A是碱金属或碱土金属元素；
M是金属、过渡金属或金属合金；以及
O是氧原子。
3.权利要求1的有机光电组件，其中该以氧为基本元素的碱金属嵌入化合物或碱土金属嵌入化合物的化学式为Ax(MyOz)，其中
x、y、z是大于0的正整数；
A为选自元素周期表的第1族以及第2族的元素；
M为过渡金属或包含过渡金属的合金；以及
O是氧原子。
4.权利要求1的有机光电组件，其中该以氧为基本元素的碱金属嵌入化合物或碱土金属嵌入化合物为尖晶石(LiMn2O4)。
5.权利要求1的有机光电组件，其中该以氧为基本元素的碱金属嵌入化合物或碱土金属嵌入化合物选自尖晶石(LiMn2O4)、氧化钴锂(LiCoO2)、铌酸锂(LiNbO3)、钨酸锂(Li2WO4)、钨酸铯(Cs2WO4)、锰酸铯(CsMnO4)、钒酸铯(CsVO4)、钛酸铯(CsTi6O13)、钛酸镁(MgTiO3)、钨酸镁(MgWO4)、氧化锆镁(MgZrO3)以及氧化钴镍锂(Li(Ni0.8Co0.2)O2)。
6.权利要求1的有机光电组件，其中：
该第一电极包括一阳极；
该第二电极包括一阴极；以及
该无机层置于该阴极与该有机光电次结构之间，且其中该有机光电次结构包括：
一空穴传输层，与该阳极相邻；
一电子传输区域，与该无机层相邻；以及
一发光区域，置于该空穴传输层与该电子传输区域之间。
7.权利要求6的有机光电组件，还包括：
一空穴注入层，置于该阳极与该空穴传输层之间。
8.权利要求6的有机光电组件，其中该阳极由一种或多种材料组成，且该材料选自铟锡氧化物、掺杂铝的氧化锌、掺杂铟的氧化锌、氧化锡、氧化铟镁、氧化钨镍以及氧化锡镉。
9.权利要求6的有机光电组件，其中该阴极由一种或多种材料组成，且该材料选自铝、银以及镁银合金。
10.权利要求6的有机光电组件，其中该发光区域大体上由Alq3组成。
11.权利要求6的有机光电组件，其中该电子传输区域大体上由Alq3组成。
12.权利要求6的有机光电组件，其中该空穴传输层大体上由NPB组成。
13.权利要求7的有机光电组件，其中该空穴注入层大体上由铜酞菁(CuPc)组成。
14.权利要求1的有机光电组件，还包括一绝缘层，该绝缘层的厚度大体上介于0.3与5纳米之间，且置于该阴极与该无机层之间。
15.权利要求14的有机光电组件，其中该绝缘层大体上由碱金属氧化物或碱金属卤化物组成。
16.权利要求14的有机光电组件，其中该绝缘层大体上由氟化锂(LiF)组成。
17.权利要求6的有机光电组件，包括一发光组件。
18.权利要求1的有机光电组件，其中该有机光电次结构包括：
一空穴传输层，与该第一电极相邻；
一电子传输层，与该无机层相邻；以及
一活化层，置于该空穴传输层与该电子传输层之间，以回应于电磁辐射而产生电子-空穴对。
19.权利要求18的有机光电组件，包括一光电池。
20.一种用于有机光电组件的电极结构，该有机光电组件包括一个具有电子流的有机光电次结构，该电极结构包括：
一导电层，用于提供电流；以及
一无机层，用于促进该电子流，其中该无机层由至少一个化学式为Ax(MyOz)的材料组成，其中
x、y、z是大于0的正整数；
A选自碱金属以及碱土金属元素；
M选自金属、过渡金属以及合金；以及
O是氧原子。
21.权利要求20的用于有机光电组件的电极结构，包括：
一绝缘层，该绝缘层的厚度大体上介于0.3与5纳米之间，且置于该导电层与该无机层之间。
22.权利要求21的用于有机光电组件的电极结构，其中该绝缘层大体上由碱金属氧化物或碱金属卤化物组成。
23.一种提高光电组件的操作效率的方法，该光电组件包括第一电极、第二电极以及一个置于该第一电极与该第二电极之间的有机光电次结构，其中该光电组件的操作效率至少与该有机光电次结构中的电子传输过程部分相关，该方法包括：
提供一无机层，该无机层邻近该有机光电次结构，且该无机层大体上由一金属氧化物组成，其中该金属氧化物掺杂具有供电子特性的掺杂物，以增进该电子传输过程。
24.权利要求23的提高光电组件的操作效率的方法，其中该掺杂物选自碱金属或碱土金属元素。
25.权利要求23的提高光电组件的操作效率的方法，其中该掺杂的金属氧化物选自由化学式为Ax(MyOz)的化合物组成的群组，其中
x、y、z是大于0的正整数；
A碱金属或碱土金属元素；
M选自金属、过渡金属以及合金；以及
O是氧原子。
26.权利要求23的提高光电组件的操作效率的方法，其中该光电组件包括一发光组件，且该有机光电次结构包括一发光区域、一个用于提供电子的电子传输区域、一个用于提供空穴的空穴传输区域，使得至少部分该电子与该空穴于该发光区域结合而产生电磁辐射。
27.权利要求26的提高光电组件的操作效率的方法，其中该第一电极包括一邻近该空穴传输区域的阳极，该第二电极包括一邻近该电子传输区域的阴极，且由金属氧化物组成的无机层置于该电子传输区域与该阴极之间，以增进该电子传输过程。
28.权利要求23的提高光电组件的操作效率的方法，其中该光电组件包括一光电池，且该有机光电次结构包括一活化层，以响应于电磁辐射而产生电子-空穴对；一个电子传输区域，用于将该等电子-空穴对所产生的电子传输至该第一电极；以及一个空穴传输区域，用于将该等电子-空穴对所产生的空穴传输至该第二电极。
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