ES2636486T3 - Procedimiento para producir un dispositivo electroluminiscente orgánico - Google Patents
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Abstract
Un método para producir un dispositivo electroluminiscente orgánico proporcionando una estructura de laminación que comprende: una capa (1) de electrodo anódico; una capa de electrodo catódico opuesta a la capa (1) de electrodo anódico; y capas provistas entre la capa (1) de electrodo anódico y la capa de electrodo catódico, incluyendo dichas capas una capa (3) de inyección de orificios proporcionada adyacente a la capa (1) de electrodo anódico y una estructura (2) orgánica que incluye al menos una capa emisora de luz o al menos una unidad emisora de luz que tiene al menos una capa emisora de luz; en el que al menos una de la capa (1) de electrodo anódico y la capa de electrodo catódico es transparente; caracterizado porque la capa (3) de inyección de orificios incluye una capa mixta de óxido metálico y un compuesto orgánico; en el que la capa mixta se forma por codeposición del óxido metálico y el compuesto orgánico; y en el que el óxido metálico se vaporiza con uno de un método de deposición de vapor por calentamiento resistivo, un método de deposición de vapor por haz de electrones y un método de deposición de vapor por haz de láser.
Description
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DESCRIPCION
Procedimiento para producir un dispositivo electroluminiscente organico Antecedentes de la invencion
1. Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a un metodo para producir un dispositivo electroluminiscente organico (en adelante, abreviado como un "dispositivo EL organico") que puede usarse como una fuente de luz plana o como un dispositivo de visualizacion.
2. Descripcion de la tecnica relacionada
Se ha prestado atencion a un dispositivo electroluminiscente organico en el que una capa emisora de luz esta constituida a partir de un compuesto organico, porque un dispositivo de este tipo puede asegurar una visualizacion de area grande a un bajo voltaje de accionamiento. Para aumentar altamente la eficiencia de los dispositivos EL organicos, Tang et al. de Eastman Kodak Company, como se describe en Appl. Phys. Lett., 51, 913 (1987) han conseguido con exito un dispositivo EL que puede exhibir una alta luminancia y suficiente eficiencia durante el uso practico, es decir, una luminancia de 1.000 cd/m2 y una eficiencia cuantica externa del 1% a una tension aplicada de no mas de 10 voltios, cuando el dispositivo EL producido tiene una estructura en la que se laminan capas compuestas organicas que tienen diferentes propiedades de transporte portador para introducir de este modo orificios y electrones con un buen equilibrio desde una capa de electrodo de anodo y una capa de electrodo catodico, respectivamente, y el espesor de las capas de compuestos organicos se controla para que no sea superior a 2.000 A.
En el desarrollo de tales dispositivos EL de alto rendimiento, se ha reconocido ya que la tecnologla para introducir electrones desde una capa de electrodo catodico y orificios desde una capa de electrodos de anodo en una capa organica de los dispositivos EL sin generar una barrera de energla es importante. En Tang et al., descrito anteriormente, para reducir una barrera de energla que puede causar un problema cuando los electrones se introducen desde un electrodo metalico a un compuesto organico que se considera generalmente como un material electricamente aislante, el magnesio (Mg) que tiene una funcion de trabajo baja (3.6 eV: 1 eV = 1.60218 x 10-19 J). La funcion de trabajo a la que se hace referencia en este documento se basa en los datos descritos en CRC Handbook of Chemistry and Physics, 64a edicion. Sin embargo, dado que el magnesio es susceptible de ser oxidado e inestable y tambien tiene mala adherencia a la superficie del material organico, Tang et al. han sugerido el uso de magnesio aleado con plata (Ag: funcion de trabajo de 4.6 eV), ya que la plata es relativamente estable, y por lo tanto tiene una alta funcion de trabajo y buena adhesion a la superficie del material organico. El magnesio y la plata se codepositan para formar una aleacion. Debe hacerse referencia a las patentes de Kodak relativas a dispositivos EL organicos, porque la historia hasta que Tang et al. desarrollo el uso de la aleacion de magnesio se describe en ella en detalle.
Haciendo referencia a las patentes Kodak, las patentes Kodak concedidas inicialmente, tales como las Patentes de los Estados Unidos Nos. 4,356,429 y 4,539,507, ensenan que el metal de baja funcion de trabajo util en la formacion de una capa de electrodos catodicos de los dispositivos EL organicos incluye Al, In, Ag, Sn, Pb, Mg, Mn y similares. A saber, la baja funcion de trabajo de metal no se define con referencia a sus valores de funcion de trabajo en estas patentes. Las patentes de Kodak recientemente publicadas tales como las Patentes de los Estados Unidos Nos. 4,885,211, 4,720,432 y 5,059,862 ensenan que el voltaje de accionamiento requerido puede reducirse con la reduccion de la funcion de trabajo del metal usado en la capa de electrodo catodico. Ademas, se describe tambien que el metal de baja funcion de trabajo se define como un metal que tiene una funcion de trabajo de menos de 4.0 eV y cualquier metal que tenga una funcion de trabajo superior a 4.0 eV puede usarse como una mezcla con el metal de baja funcion de trabajo que tiene una funcion de trabajo de menos de 4.0 eV que es mas bien qulmicamente inestable, para formar su aleacion, dando as! una estabilidad qulmica a la capa de electrodo catodico aleado resultante.
El metal estabilizador se denomina segundo metal de funcion de trabajo mas alto, y sus ejemplos candidatos incluyen Al, Ag, Sn y Pb que se describen como metal de baja funcion de trabajo en las patentes de Kodak iniciales citadas anteriormente. Las inconsistencias en las revelaciones entre las patentes iniciales y posteriores muestran que las patentes de Kodak han sido inventadas como resultado de repetidos ensayos y errores en la etapa inicial de desarrollo. Ademas, en las patentes de Kodak descritas anteriormente, se describe que los metales alcalinos que tienen la funcion de trabajo mas baja, deben ser eliminados de los ejemplos candidatos del metal catodico, aun cuando pueden presentar una excelente funcion en principio, porque tienen una reactividad excesivamente alta para conseguir la conduction estable de los dispositivos El.
Por otra parte, un grupo de investigadores de Toppan Printing Co. (vease 51a reunion periodica, Society of Applied Physics, Preprint 28a-PB-4, p.1040) y un grupo de investigadores de Pioneer Co. (vease 54th reunion periodica, Society of Applied Physics, Preprint 29p-ZC-15, p.1127) han descubierto que si el litio (Li; funcion de trabajo: 2.9 eV),
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que es un metal alcalino y tiene una funcion de trabajo mas baja que la de Mg, y se excluye de las reivindicaciones de las patentes de Kodak, y se utiliza y se alea con aluminio (Al: funcion de trabajo: 4,2 eV) para formar una capa de electrodo catodico de inyeccion de electrones estabilizada, puede obtenerse un voltaje de accionamiento inferior y una luminancia emisiva mas alta en comparacion con las del dispositivo EL que usa la aleacion de Mg-Ag en los dispositivos EL. Ademas, como se indica en IEEE Trans. Electron Devices, 40, 1342 (1993), los inventores de la presente invencion han encontrado que una capa de electrodo catodico de dos capas producida por deposito de litio (Li) solo a un espesor muy pequeno de aproximadamente 10 A sobre una capa de compuesto organico, seguido por la laminacion de plata (Ag) sobre la capa de Li depositada es eficaz para conseguir un bajo voltaje de accionamiento en dispositivos EL.
Ademas, recientemente, los inventores de la presente invencion han encontrado con exito, como se describe en Appl. Phys. Lett., 73 (1998) 2866, "SID97DIGEST, p.775", la Publicacion de Patente Japonesa No Examinada (Kokai) No. 10-270171 y su contrapartida US Patente de los Estados Unidos No. 6,013,384, que en dispositivos EL, si un metal alcalino tal como litio, un metal alcalinoterreo tal como estroncio o un metal de tierras raras tal como samario son dopados en una capa organica adyacente a la capa de electrodo catodico en lugar de dopar la misma en el metal de la capa de electrodo catodico, se puede reducir un voltaje de accionamiento. Esto se considera porque una molecula organica en la capa organica adyacente al electrodo se cambia al correspondiente anion radical como funcion del dopado metalico, reduciendo as! en gran medida un nivel de barrera a la inyeccion de electrones desde la capa de electrodo catodico. En este caso, incluso si se utiliza como metal de la capa de electrodo catodico un metal de funcion de trabajo superior que tiene una funcion de trabajo superior a 4.0 eV tal como aluminio, se hace posible reducir un voltaje de accionamiento en dispositivos EL. Ademas, se ha confirmado, como se describe en la Publicacion de Patente Japonesa no Examinada (Kokai) No. 2002-332567, que materiales de electrodo de funcion de trabajo mas alto, tales como ITO, que se usan convencionalmente en la formacion de la capa de electrodo de anodo y se consideran como los mas indeseables para la formacion de la capa de electrodo catodico, se puede usar como material de catodo para proporcionar un dispositivo emisor de luz accionable.
Ademas, los inventores de la presente invencion han propuesto dispositivos EL organicos en la Publicacion de Patente Japonesa no Examinada (Kokai) Nos. 11-233262 y 2000-182774. Estos dispositivos EL se caracterizan porque una capa organica en una porcion adyacente a la capa de electrodo catodico esta formada a partir de un compuesto complejo organometalico que contiene al menos un ion metalico de un ion de metal alcalino, un ion de metal alcalinoterreo y un ion de metal de tierras raras o se forma a partir de una capa mixta del compuesto complejo organometalico y un compuesto organico transportador de electrones y la capa de electrodo catodico se forma a partir del material de electrodo que incluye un metal termicamente reducible capaz de reducir un ion de metal alcalino, un ion de metal alcalinoterreo y un ion de metal de tierras raras,, contenido en el compuesto complejo organometalico en la capa mixta, al vaclo, al metal correspondiente (vease The 10th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence, p.61; Jpn. J. Appl., phys., Vol. 38 (1999) L1348, Part 2, No. 11B, 15 de noviembre, Referencia 12, Jpn. J. Appl., Phys., Vol. 41 (2002) pp. l800).
En la capa de inyeccion de electrones que tiene la estructura anterior, durante la deposicion en fase de vapor de los metales reducibles termicamente tales como aluminio y zirconio bajo vaclo, los metales reducibles termicamente pueden ser vaporizados en estado atomizado, es decir, en condiciones altamente reactivas, y se deposita sobre el compuesto complejo organometalico, reduciendo as! los iones metalicos en el compuesto complejo al estado metalico correspondiente y liberando los metales reducidos en el mismo. Ademas, los metales reducidos y liberados pueden causar un dopaje in situ y una reduction del compuesto organico transportador de electrones existente cerca de los metales reducidos y liberados (la reduccion causada en este documento significa la reduccion definida por Lewis y por lo tanto la aceptacion de electrones). Por consiguiente, como en el procedimiento de dopado de metal directo descrito anteriormente, el compuesto organico transportador de electrones puede cambiarse a aniones de radicales. A saber, de acuerdo con este metodo, el aluminio se selecciona, no por su nivel de la funcion de trabajo como en los metodos convencionales, sino por la capacidad de reduccion termica en condiciones de vaclo. Ademas, se ha observado y descrito un fenomeno similar con respecto a los compuestos inorganicos que contienen un ion metalico de baja funcion funcional tales como iones de metales alcalinos (vease Appl. Phys. Lett., Vol. 70, p.152 (1997) e IEEE Trans. Electron Devices, Vol. 44, No. 8, p.1245 (1997)).
Como puede apreciarse a partir de las descripciones historicas descritas anteriormente de las tecnologlas de inyeccion de electrones, en el desarrollo de dispositivos EL organicos, se ha intentado continuamente mejorar los electrodos de inyeccion de electrones y mejorar el metodo de formacion de una capa de inyeccion de electrones en una interfaz con la capa de electrodo catodico. Como resultado, la eficiencia de emision de los dispositivos EL podrla ser drasticamente mejorada y tambien se hizo posible conducir los dispositivos EL a baja tension. Por consiguiente, en la actualidad, se ha reconocido que la inyeccion de electrones es una tecnologla importante para mejorar las propiedades del dispositivo EL en la production de los dispositivos EL organicos.
Ademas, para la inyeccion de orificios en la capa organica, se utiliza ampliamente un oxido de indio-estano (ITO) como material de electrodo de oxido transparente que tiene una funcion de trabajo relativamente mayor en la formacion de una capa de electrodo de anodo en los dispositivos EL organico. El ITO ha sido ya ampliamente utilizado en la produccion de los dispositivos de visualization de cristal llquido, y bajo esta circunstancia, se puede decir que la idoneidad del electrodo transparente como ITO para dispositivos EL se considera como resultado de la suerte inesperada, porque el ITO es un material que es relativamente apropiado para la inyeccion de orificios en la
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capa organica debido a su funcion de trabajo mas alta y tambien, sin decirlo, la luz tiene que ser extralda en forma plana en los dispositivos EL. Ademas de eso, el ITO esta ampliamente disponible ahora porque la industria de LCD utiliza ITO recubierto de sustrato de vidrio en su escala de produccion en masa.
Ademas, Tang et al. de Eastman Kodak Company han mejorado adicionalmente la compatibilidad de la capa organica con una capa de electrodo de anodo mediante la insercion de una capa de ftalocianina de cobre (en lo sucesivo, CuPc) que tiene un espesor de no mas de 200 A entre la capa de electrodo anodico y el compuesto organico transportador de orificios, permitiendo as! el funcionamiento de los dispositivos EL a baja tension y en un estado mas estable (vease las Patentes Kodak, citadas anteriormente). Ademas, un grupo de investigadores de Pioneer Co., Ltd., han obtenido efectos similares usando compuestos de arilamina tipo estrella propuestos por Shirota et al., de la Universidad de Osaka (vease Appl. Phys. Lett., 64, 807 1994)). Tanto el CuPc como los compuestos de arilamina en estrella tienen la caracterlstica de tener un potencial de ionizacion (Ip) menor que el de ITO y su movilidad de orificios es relativamente grande, y por lo tanto pueden mejorar la estabilidad del dispositivo EL durante la conduccion continua, como una funcion de compatibilidad interfacial mejorada, ademas de una propiedad accionada por baja tension.
Ademas, un grupo de investigadores de Toyota CRDL, Inc., ha propuesto un dispositivo EL organico en el que un oxido metalico como oxido de vanadio (VOx), oxido de rutenio (RuOx) u oxido de molibdeno (MoOx), que tienen una funcion de trabajo mas grande que el ITO, se deposita en un espesor de 50 a 300 A por pulverizacion sobre una capa de ITO para reducir de ese modo una barrera de energla generada durante la inyeccion de orificios de la capa de ITO (capa de electrodo de anodo) a la capa organica 2824411). En este dispositivo EL, el voltaje de accionamiento puede reducirse considerablemente en comparacion con el uso exclusivo de ITO.
De manera similar, el cesionario de la presente invencion, tal como se describe en la Solicitud de Patente Japonesa abierta a inspeccion publica No. 10-49771 (Solicitud de Patente Japonesa abierta a inspeccion publica No. 11251067 (correspondiente a la Patente de los Estados Unidos No. 6,423,429B2) y 2001-244079 (correspondiente a la Patente de los Estados Unidos No. 6,589,673 B1), ha tenido exito con respecto a la inyeccion de orificios de la capa de electrodo de anodo para mejorar la propiedad de inyeccion de orificios de un dispositivo EL si una clase de compuesto de acido de Lewis y un compuesto organico de transporte de orificios son adecuadamente seleccionados y se mezclan en una proporcion apropiada utilizando un metodo de codeposicion para formar una capa de inyeccion de orificios (vease Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 41 (2002) L358).
En este dispositivo EL, ya que un compuesto de acido de Lewis capaz de actuar como un agente de oxidacion para el compuesto organico esta siendo dopado en una capa del compuesto organico adyacente a la capa de electrodo de anodo, el compuesto organico se retiene como moleculas en el oxidado y como resultado, se puede reducir una barrera de energla durante la inyeccion de orificios, asegurando de este modo reducir aun mas el voltaje de accionamiento de los dispositivos EL en comparacion con los dispositivos EL de la tecnica anterior. Ademas, si se selecciona una combination adecuada del compuesto organico y del compuesto de acido de Lewis en esta capa de dopado qulmico, se puede evitar un aumento del voltaje de accionamiento, incluso si se aumenta un espesor de esta capa a un orden de micrometres a la capa de la tecnica anterior constituida unicamente por compuestos organicos no dopados y, por lo tanto, una dependencia del voltaje de accionamiento sobre el espesor de capa de la capa qulmica de dopado puede eliminarse en los dispositivos EL (vease Preprint de la 47a reunion periodica de Japanese Society of Polymer, Vol.47, No.9, p.1940 (1998)). Ademas, como se describe en la Publication de Patente Japonesa no Examinada (Kokai) N° 2001-244079 (Solicitud de Patente Japonesa No. 2000-54176), la capa de dopado de acido de Lewis anteriormente descrita puede usarse para ajustar una longitud de trayectoria optica del EL para permitir de este modo que la capa actue como una capa de control de un perfil de espectro de emision que se puede utilizar para mejorar una pureza de color de la imagen de visualization.
Con respecto a las tecnologlas de inyeccion de orificios descritas anteriormente, sus caracterlsticas y desventajas se resumiran de la siguiente manera. En primer lugar, la capa de inyeccion de orificios que tiene mezclado un compuesto de acido de Lewis, sugerido por el cesionario de la presente invencion, tiene caracterlsticas que no pudieron observarse en otras capas de inyeccion de orificios tales como la caracterlstica de que un voltaje de accionamiento de los dispositivos EL no es sustancialmente aumentada junto con el aumento del espesor de la capa de inyeccion de orificios debido a la baja resistividad de la capa de inyeccion de orificios y la capa se considera que es la capa de inyeccion de orificios mas eficaz entre las capas de inyeccion de orificios disponibles. Por otra parte, generalmente, muchos de los compuestos de acido de Lewis son qulmicamente inestables y por lo tanto sufren de una estabilidad de almacenamiento pobre. Ademas, los inventores de la presente invencion han encontrado que los compuestos de acido de Lewis pueden deteriorar ligeramente el rendimiento actual (o eficiencia cuantica) de los dispositivos EL. De manera similar, los inventores de la presente invencion han encontrado que la capa de inyeccion de orificios no puede actuar como capa de amortiguacion para reducir un dano del proceso durante la formation de las capas de electrodo. La capa de inyeccion de orificios utilizando un compuesto organico que tiene un potencial de ionizacion pequeno, sugerido por Tang et al. y Shirota et al., pueden mejorar la compatibilidad con la capa de electrodo de anodo, sin embargo, debido al llmite superior del espesor de capa aplicable, no se puede cambiar ilimitadamente un diseno de capa (incluyendo el espesor de capa) de los dispositivos EL.
De manera similar, la lamination de un oxido metalico que tiene una funcion de trabajo grande sobre la capa de electrodos de anodo, sugerida por Toyota CRDL Inc., sufre de limitation en el espesor de capa aplicable debido a la
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baja transmitancia de luz del oxido metalico y la limitacion de que sustancialmente todos los compuestos ejemplificados solo pueden depositarse con un metodo de pulverizacion.
Tal como se describe en JOURNAL OF PHYSICS D. APPLIED PHYSICS; IOP PUBLISHING, BRISTOL, GB, vol. 29, No. 11, 14 Noviembre 1996 (1996-11-14) paginas 2750-2753, Tokito et al., desarrollaron un dispositivo electroluminiscente organico que comprende un anodo transparente, un catodo, una capa de inyeccion de orificios adyacente al anodo que incluye un oxido de metal y un oxido organico compuesto depositado encima de la capa de inyeccion de orificios.
El documento EP-A-1 351 558 describe un denominado dispositivo electroluminiscente de tipo multifoton. Este dispositivo incluye al menos dos unidades emisoras de luz proporcionadas entre un electrodo catodico y un electrodo de anodo. Cada una de las unidades emisoras de luz incluye al menos una capa emisiva de luz. Las unidades emisoras de luz estan divididas entre si por al menos una capa de generacion de carga. La capa de generacion de carga es una capa aislada electricamente que tiene una resistividad no inferior a 1.0 x 102 Q cm.
Ademas, se hace referencia a la solicitud postpublicada WO 2005/031798 A que describe tambien un dispositivo electroluminiscente organico que comprende una estructura de laminacion.
En cualquier caso, hasta ahora, la capa de inyeccion de orificios de la presente invencion no se ha sugerido aun, la cual se caracteriza por no tener dependencia del espesor de capa del voltaje de accionamiento debido a una baja resistividad de la capa de inyeccion de orificios, (eficiencia cuantica) y que tiene una propiedad o funcion como capa de disminucion del dano en el proceso durante la formacion de las capas de electrodo, ademas de la funcion como capa de inyeccion de orificios.
Resumen de la invencion
La presente invencion se concibe en vista de los problemas anteriormente descritos de los dispositivos EL organicos de la tecnica anterior y se refiere a un metodo para producir un dispositivo EL organico como se describe en la reivindicacion 1. El objeto de la presente invencion es reducir un voltaje de accionamiento del dispositivo EL reduciendo una barrera de energla generada durante la inyeccion de orificios de una capa de electrodo de anodo a una capa de compuesto organico en el dispositivo EL y, al mismo tiempo, utilizando la resistividad mucho mas baja de la capa de inyeccion de orificios introducido en el dispositivo eL de acuerdo con la presente invencion, a diferentes escalas que la de otras capas organicas disponibles, para controlar un espesor de capa de la capa de inyeccion de orificios sin ser sustancialmente restringido por su llmite superior, disminuyendo en gran medida el riesgo del cortocircuito electrico entre la capa del electrodo del catodo y la capa del electrodo del anodo sin aumentar el voltaje de accionamiento.
Ademas, otro objeto de la presente invencion es permitir que la capa de inyeccion de orificios, que es una capa mixta de un oxido metalico y un compuesto organico, actue como una barrera para disminuir cualquier dano debido a partlculas de alta energla originadas durante la formacion de electrodos utilizando un metodo de pulverizacion.
Ademas, los inventores de la presente invencion han sugerido un metodo para producir un dispositivo EL organico que tiene una estructura novedosa que es diferente de la estructura de dispositivos EL organicos de la tecnica anterior. Este dispositivo EL se caracteriza porque dos o mas unidades emisoras de luz, que corresponden a una parte de las capas intercaladas por la capa de electrodo catodico y la capa de electrodo de anodo en los dispositivos de la tecnica anterior, se comparten con "una capa denominada" y la capa de generacion de carga puede actuar como una capa para generar orificios y electrones durante la aplicacion del voltaje, dando como resultado una emision de luz multiple y simultanea en el dispositivo EL como se observa cuando dos o mas dispositivos EL de la tecnica anterior son conectados en serie.
En el dispositivo EL anterior, se esperaba que la capa de generacion de carga pudiera actuar como una capa de inyeccion de electrones o una capa de inyeccion de orificios cuando esta dispuesta adyacente a la capa de electrodo catodico o la capa de electrodo de anodo porque la capa de generacion de carga puede actuar como una capa de inyeccion de orificios a la unidad emisora de luz adyacente y dispuesta en un lado de la capa de electrodo catodico de la misma y tambien la capa de generacion de carga puede actuar como una capa de inyeccion de electrones a la unidad emisora de luz adyacente y dispuestos en un lado de la capa de electrodo de anodo del mismo. En consecuencia, la presente invencion utiliza esta estructura de la capa de generacion de carga en una capa adyacente a la capa de electrodo de anodo, permitiendo de este modo la conduccion a baja tension y la conduccion estable de los dispositivos EL.
Ademas, la presente invencion proporciona tambien un dispositivo EL organico sin considerar la funcion de trabajo de los electrodos (la capa de electrodo de anodo para la presente invencion), aunque se considero que tal funcion de trabajo era un factor importante para controlar un voltaje de accionamiento y una eficacia de emision de luz en dispositivos EL de la tecnica anterior. En otras palabras, la presente invencion puede ensanchar un intervalo de la selectividad del material de electrodo en la formacion de la capa de electrodo de anodo en los dispositivos EL. Por consiguiente, en los dispositivos EL de la presente invencion, cualquier material de electrodo se puede usar en la formacion de la capa de electrodo de anodo siempre que tengan conductividad electrica. Generalmente, es bien conocido por los expertos en la tecnica que si el electrodo esta formado a partir de un metal que tiene una funcion de
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trabajo inferior a la de ITO (aproximadamente 5.0 eV), tal como aluminio que tiene una funcion de trabajo de aproximadamente 4.2 eV, se puede aumentar el voltaje de accionamiento en el dispositivo EL, y tambien se puede deteriorar la estabilidad de conduccion de los dispositivos EL.
Por otra parte, cuando la capa mixta descrita anteriormente se usa como una capa de inyeccion de orificios adyacente a la capa de electrodo de anodo en el dispositivo EL de la presente invention, se pueden introducir orificios en una estructura organica que incluye una capa emisora de luz, en ausencia de una barrera de energla e independientemente de los tipos de material de electrodo utilizados, durante la aplicacion del voltaje, porque las arilaminas y otras moleculas organicas ya estan en un estado cationico radical en la capa mixta.
La presente invencion tambien se concibe en vista de estas circunstancias y, por lo tanto, la presente invencion dispone, adyacente a la capa de electrodo de anodo, una capa de inyeccion de orificios que tiene una nueva estructura capaz de disminuir una barrera de energla generada durante la inyeccion de orificios de la capa de electrodo de anodo, logrando as! un dispositivo EL organico que tiene una capacidad de conduccion de bajo voltaje y una estabilidad de conduccion.
Breve description de los dibujos
La figura 1 es una vista esquematica de la capa de inyeccion de orificios que ilustra una formation del complejo de transferencia de carga y una transferencia de orificios durante la aplicacion del voltaje en el mismo;
La Figura 2 es un espectro de absorcion obtenido con el uso exclusivo del compuesto de arilamina, 2-TNATA, a- NPD, espiro-TAD o espiro-NPB, o el oxido metalico, V2O5 (pentoxido de vanadio) y la capa mixta de cada compuesto de arilamina y pentoxido de vanadio;
La Figura 3 es un espectro de absorcion obtenido con la capa mixta de a-NPD y Re2O7 (heptoxido de dironio);
La figura 4 es una vista esquematica que muestra la estructura de lamination del dispositivo EL organico de acuerdo con un ejemplo de referencia;
La Figura 5 es una vista esquematica que muestra la estructura de laminacion del dispositivo EL organico de acuerdo con el Ejemplo 1;
La Figura 6 es una vista esquematica que muestra la estructura de laminacion del dispositivo EL organico de acuerdo con el Ejemplo 2;
La figura 7 es un grafico que muestra una curva caracterlstica de una densidad de corriente (mA/cm2) a un voltaje de accionamiento (V) con respecto a los dispositivos EL organicos de acuerdo con el ejemplo de referencia y los ejemplos 1 y 2;
La figura 8 es un grafico que muestra una curva caracterlstica de una luminancia (cd/m2) a un voltaje de accionamiento (V) con respecto a los dispositivos EL organicos segun el ejemplo de referencia y los ejemplos 1 y 2;
La figura 9 es un grafico que muestra una curva caracterlstica de una eficiencia de corriente (cd/A) a una densidad de corriente (mA/cm2) con respecto a los dispositivos EL organicos segun el ejemplo de referencia y los ejemplos 1 y
2;
La figura 10 es un grafico que muestra una curva caracterlstica de una eficiencia de potencia (lm/W) a una luminancia (cd/m2) con respecto a los dispositivos EL organicos de acuerdo con el ejemplo de referencia y los ejemplos 1 y 2;
La figura 11 es un grafico que muestra un espectro de emision de luz con respecto a los dispositivos EL organicos segun el ejemplo de referencia y los ejemplos 1 y 2;
La Figura 12 es una vista esquematica que muestra la estructura de laminacion del dispositivo EL organico de acuerdo con el Ejemplo 3;
La figura 13 es un grafico que muestra una curva caracterlstica de una densidad de corriente (mA/cm2) a un voltaje de accionamiento (V) con respecto al dispositivo EL organico segun el ejemplo 3;
La figura 14 es un grafico que muestra una curva caracterlstica de una luminancia (cd/m2) a un voltaje de accionamiento (V) con respecto al dispositivo EL organico segun el ejemplo 3;
La figura 15 es un grafico que muestra una curva caracterlstica de una eficiencia de corriente (cd/A) a una densidad de corriente (mA/cm2) con respecto al dispositivo EL organico segun el ejemplo 3;
La figura 16 es un grafico que muestra una curva caracterlstica de una eficiencia de potencia (lm/W) a una luminancia (cd/m2) con respecto al dispositivo EL organico segun el ejemplo 3;
La Figura 17 es un grafico que muestra un espectro de emision de luz con respecto al dispositivo EL organico segun
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el Ejemplo 3;
La Figura 18 es una vista esquematica que muestra la estructura de laminacion del dispositivo EL organico de acuerdo con el Ejemplo 4;
La figura 19 es un grafico que muestra una curva caracterlstica de una densidad de corriente (mA/cm2) a un voltaje de accionamiento (V) con respecto al dispositivo EL organico segun el ejemplo 4;
La figura 20 es un grafico que muestra una curva caracterlstica de una luminancia (cd/m2) a un voltaje de accionamiento (V) con respecto al dispositivo EL organico segun el ejemplo 4;
La figura 21 es un grafico que muestra una curva caracterlstica de una eficiencia de corriente (cd/A) a una densidad de corriente (mA/cm2) con respecto al dispositivo EL organico segun el ejemplo 4;
La figura 22 es un grafico que muestra una curva caracterlstica de una eficiencia de potencia (lm/W) a una luminancia (cd/m2) con respecto al dispositivo EL organico segun el ejemplo 4;
La Figura 23 es un grafico que muestra un espectro de emision de luz con respecto al dispositivo EL organico segun el Ejemplo 4;
La figura 24 es una vista esquematica que muestra la estructura de laminacion del dispositivo EL organico segun el ejemplo 5;
La figura 25 es un grafico que muestra una curva caracterlstica de una densidad de corriente (mA/cm2) a un voltaje de accionamiento (V) con respecto al dispositivo EL organico segun el ejemplo 5;
La figura 26 es un grafico que muestra una curva caracterlstica de una luminancia (cd/m2) a un voltaje de accionamiento (V) con respecto al dispositivo EL organico segun el ejemplo 5;
La figura 27 es un grafico que muestra una curva caracterlstica de una eficiencia de corriente (cd/A) a una densidad de corriente (mA/cm2) con respecto al dispositivo EL organico segun el ejemplo 5;
La figura 28 es un grafico que muestra una curva caracterlstica de una eficiencia de potencia (lm/W) a una luminancia (cd/m2) con respecto al dispositivo EL organico segun el ejemplo 5;
La figura 29 es un grafico que muestra un espectro de emision de luz con respecto al dispositivo EL organico segun el ejemplo 5;
La Figura 30 es una vista en planta que muestra un dispositivo que tiene una estructura intercalada utilizada en la evaluacion de la resistividad;
La figura 31 es una vista en seccion transversal tomada a lo largo de la llnea A-A del dispositivo EL de la figura 30;
La Figura 32 es una vista en planta que muestra un dispositivo que tiene una estructura de disposition coplanar utilizada en la evaluacion de la resistividad;
La figura 33 es una vista en seccion transversal tomada a lo largo de la llnea B-B del dispositivo EL de la figura 32;
La figura 34 es un grafico que muestra una curva caracterlstica de una densidad de corriente (A/cm2) a un campo electrico (V/cm) con respecto al dispositivo EL organico de acuerdo con el Ejemplo de Referencia; y
La Figura 35 es un grafico que muestra la relation entre una proportion de mezcla (fraction molar) de V2O5 y a-NPD en la capa de codeposicion y una resistividad (Qm).
Description de las realizaciones preferidas
La figura 1 es una vista esquematica que muestra la estructura del dispositivo EL organico de acuerdo con una realization de la presente invention. El dispositivo EL ilustrado se caracteriza porque una capa 3 de inyeccion de orificios intercalada entre una capa 1 de electrodo anodico (anodo) y una estructura 2 organica que incluye una capa emisora de luz tiene una capa mixta de un oxido metalico y un compuesto organico, y estos dos compuestos reaccionan entre si para hacer una reaction de oxidation-reduction, formando de este modo un complejo de transferencia de carga que tiene cationes radicales y aniones radicales. A saber, la capa mixta puede actuar como una capa de inyeccion de orificios, porque los cationes radiales (orificios) en la capa mixta se mueven en la direction de una capa de electrodo catodico (catodo) del dispositivo EL tras la aplicacion de tension al dispositivo EL.
A saber, en el dispositivo EL organico de acuerdo con la realizacion descrita, la capa 3 de inyeccion de orificios incluye:
(a) un compuesto organico que tiene un potencial de ionization de menos de 5.7 eV y que tambien muestra una propiedad transportadora de orificios, es decir, propiedad donadora de electrones; y
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(b) se produce un oxido metalico capaz de reaccionar con el compuesto organico (a) para hacer una reaccion de oxidacion-reduccion y, por tanto, se produce un complejo de transferencia de carga sobre la reaccion de oxidacion- reduccion entre el compuesto organico (a) y el oxido metalico (b).
En general, es deseable que el compuesto organico donante de electrones (a) tenga un potencial de ionizacion inferior a 5.7 eV, debido a que un potencial de ionizacion tan pequeno permite que el compuesto organico se cambie facilmente al estado cationico radical. Cuando el potencial de ionizacion del compuesto organico es de 5.7 eV o mas, se hace diflcil producir una reaccion de oxidacion-reduccion entre el compuesto (a) y el oxido metalico (b) y formar un complejo de transferencia de carga de la presente invencion.
Mas especlficamente, el compuesto organico (a) es un compuesto de arilamina, y el compuesto de arilamina es preferiblemente el compuesto de arilamina representado por la siguiente formula general (I):
Ar2
A>i ---- N — Ar3
en la que Ari, Ar2 y Ar3 representan cada uno independientemente un grupo hidrocarbonado aromatico que puede estar sustituido con cualquier grupo sustituyente.
Ejemplos del compuesto de arilamina descrito anteriormente incluyen, pero no se limitan a, los compuestos de arilamina descritos, por ejemplo, en la Publication de Patente Japonesa no Examinada (Kokai) Nos. 6-25659, 6203963, 6-215874, 7-145116, 7 224012, 7-157473, 8-48656, 7-126226, 7-188130, 8-40995, 8-40996, 8-40997, 7126225, 7-101911 y 7-97355.
Ejemplos tlpicos de compuestos de arilamina adecuados incluyen N,N,N',N'-tetrafenil-4,4,-diaminofenilo, N,N'-difenil- N,N'-di(3-metilfenil)-4,4'-diaminobifenilo, 2,2-bis(4-di-p-tolilaminofenil)propano, N,N,N',N'-tetra-p-tolil-4,4'- diaminobifenilo, bis(4-di-ptolilaminofenil)fenilmetano, N,N'-difenil-N,N'-di(4-metoxifenil)-4,4'-diaminobifenilo, N,N,N',N'-tetrafenil-4,4,-diaminodifenileter, 4,4'bis(difenilamino)quadrifenilo, 4-N,N-difenilamino-(2-
difenilvinil)benceno, 3-metoxi-4'-N,N-difenilaminostilbenzeno, N-fenilcarbazol, 1,1-bis(4-dip-
triaminofenilo)ciclohexano, 1, 1 -bis(4-di-p-triaminofenil)-4-fenilciclohexano, bis(4-dimetilamino-2-metilfenil) fenilmetano, N,N,N-tri(p-tolil)amina, 4-(diptolilamino)-4'-[4-(di-p-tolilamino)estiril]estilbeno, N,N,N',N'-tetrafenil-4,4'- diaminobifenil, N-fenilcarbazol, 4,4'-bis[N-(1-naftil)-N-fenilamino]bifenilo, 4,4"-bis[N-(1-naftil)-N-fenilamino] p-terfenilo, 4,4'-bis[N-(2-naftil)-N-fenilamino]bifenilo, 4,4'-bis[N-(3-acenaftenil)-N-fenilamino]bifenilo, 1,5-bis[N-(1-naftil)-N-
fenilamino]naftaleno, 4,4'-bis[N-(9-antril)-N-fenilamino]bifenilo, 4,4"-bis[N-(1-antril)-N-fenilamino] p-terfenilo, 4,4'- bis[N-(2-fenantril)-N-fenilamino]bifenilo, 4,4'-bis[N-(8-fluorantenil)-N-fenilamino]bifenilo, 4,4'-bis[N-(2-
pirenil)fenilamino]bifenilo, 4,4'-bis[N-(2-perilenil)-N-fenilamino]bifenilo, 4,4'-bis[N-(1-coronenil)-N-
fenilamino]bifenilo,2,6-bis(di-p-tolilamino)naftaleno, 2,6-bis[di-(1 -naftil)amino]naftaleno, 2,6-bis[N-(1 -naftil)-N-(2- naftil)amino]naftaleno, 4,4''-bis[N,N-di(2-naftil)amino]terfenilo, 4,4'-bis {N-fenil-N-[4-(1-naftil)fenil]amino}bifenilo, 4,4'- bis[N-fenil-N-(2-pirenil)amino]bifenilo, 2,6-bis[N,N-di(2-naftil)amino]fluorano, 4,4''-bis(N,N-di-p-tolilamino)terfenilo, bis(N-1-naftil)(N-2-naftil)amina, 4,4'-bis[N-(2-naftil)-N-fenilamino]bifenilo (a-NPD) representado por la siguiente formula (II):
, espiro-NPD representada por la siguiente formula (III):
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espiro-TAD representado por la siguiente formula (IV):
2-TNATA representado por la siguiente formula (V):
y otros. Ademas, pueden utilizarse adecuadamente todos los compuestos de arilamina bien conocidos usados en la produccion de los dispositivos EL organicos convencionales.
Ademas, desde el punto de vista de la estabilidad termica de los dispositivos EL, es deseable que el compuesto de arilamina utilizado en la presente invencion sea un compuesto de arilamina que tenga una temperatura de transicion 10 vltrea no inferior a 90°C.
Observese que los compuestos de arilamina descritos anteriormente con referencia a las formulas (II) a (V) son ejemplos adecuados del compuesto de arilamina que tiene una temperatura de transicion vltrea no inferior a 90°C.
Ademas, se puede usar un compuesto de porfirina que incluye un derivado de ftalocianina como compuesto organico que se puede mezclar con el oxido metalico de la presente invencion.
15 Ademas, en el dispositivo EL organico de acuerdo con la realizacion descrita, el ejemplo mas adecuado de la capa de inyeccion de orificios a disponer adyacente a la capa de electrodo de anodo incluye una capa mixta formada a partir de un compuesto de arilamina (a) y (b) un oxido metalico capaz de formar un complejo de transferencia de
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carga tras una reaccion de oxidacion-reduccion de este oxido metalico con el compuesto de arilamina (a).
Ademas, en la realizacion anteriormente descrita de la presente invencion, si dos tipos de los compuestos utilizados en la construccion de la capa de inyeccion de orificios forman un complejo de transferencia de carga sobre una reaccion de oxidacion-reduccion entre estos compuestos se pueden confirmar comparando el espectro de absorcion de cada compuesto y su mezcla. El espectro de absorcion de los compuestos puede medirse utilizando un dispositivo analltico espectroscopico (un analisis del espectro de absorcion). Con referencia a la figura 2, se representan dos tipos de compuestos (compuesto de arilamina y oxido metalico, descritos anteriormente) con respecto a sus espectros de absorcion, y se aprecia a partir del grafico trazado que el compuesto de arilamina y el oxido metalico, exhiben un pico del espectro de absorcion en una region IR cercana de aproximadamente 800 a 2.000 nm, pero la capa mixta de estos compuestos puede exhibir un pico notable del espectro de absorcion en una region cercana al iR de aproximadamente 800 a 2.000 nm. Estos resultados demuestran que se produce un complejo de transferencia de carga en la capa mixta sobre la reaccion de oxidacion-reduccion, acompanada de transferencia de electrones, entre estos dos tipos de compuestos.
Con respecto a los espectros de absorcion de las capas mixtas trazadas en las figuras 2 y 3, se observo que el espectro de absorcion de cada una de las capas mixtas no es un producto de la simple acumulacion del espectro de cada uno de los compuestos que constituyen la capa mixta, y los espectros de absorcion de cada mezcla presentan un tercer y/o nuevo pico en una region IR cercana de aproximadamente 800 a 2.000 nm. Los inventores de la presente invencion han estudiado y descubierto que la reaccion de oxidacion-reduccion generada en la capa mixta puede facilitar una inyeccion de carga desde el electrodo en los dispositivos EL a la aplicacion de voltaje y como resultado se puede bajar un voltaje de accionamiento de los dispositivos EL.
En el dispositivo EL organico de acuerdo con la realizacion descrita de la presente invencion, las capas que constituyen el dispositivo EL se laminan de acuerdo con la secuencia de formacion de capas que es similar a la de los dispositivos EL organicos convencionales. A saber, sobre un sustrato de vidrio, se laminan en este orden una capa de electrodo de anodo, una capa de inyeccion de orificios, una estructura organica que incluye una capa de emision de luz y una capa de electrodo catodico. La capa de electrodo catodico puede formarse a partir del metal o ITO usando un metodo de formacion de capas tal como deposicion de vapor de calentamiento resistivo o pulverizacion. En tal caso, como se describe en el Ejemplo 3 siguiente, se deposita aluminio sobre el sustrato para formar una capa de electrodo de anodo, seguido de la formacion de la capa mixta de la presente invencion como una capa de inyeccion de orificios y finalmente se deposita ITO para formar un electrodo catodico transparente, logrando as! un dispositivo EL organico que tiene una estructura de emision superior en la que se extrae luz de un lado de superficie en capas (lado ITO) del dispositivo EL. Generalmente, se ha reconocido que el aluminio (Al) no es adecuado para la formacion del electrodo de inyeccion de orificios debido a su bajo valor de funcion de trabajo. Sin embargo, de acuerdo con la presente invencion, si se utiliza la capa mixta propuesta como capa de inyeccion de orificios, resulta inesperadamente posible eliminar la limitacion anterior relativa al uso de metales de baja funcion de trabajo como Al.
A la inversa, de acuerdo con otra realizacion de la presente invencion, las capas que constituyen el dispositivo EL organico pueden laminarse de acuerdo con la secuencia de formacion de capas que es inversa a la de los dispositivos EL organicos convencionales. A saber, en un sustrato, se laminan en este orden una capa de electrodo catodico, una estructura organica que incluye una capa de emision de luz, una capa de inyeccion de orificios y una capa de electrodo de anodo. La capa de electrodo de anodo puede formarse a partir del metal o ITO usando un metodo de formacion de capas tal como deposicion de vapor de calentamiento resistivo o pulverizacion, despues de la formacion de la capa de inyeccion de orificios. En este caso, se espera que la capa de inyeccion de orificios (capa mixta) de la presente invencion pueda actuar como capa de disminucion de danos durante la formacion de la capa de electrodo de anodo, particularmente cuando la capa de electrodo de anodo se forma como una capa de ITO transparente usando un proceso de pulverizacion. De hecho, la funcion eficaz como la capa de disminucion de dano de la capa de inyeccion de orificios se evidencia en el Ejemplo 5, descrito a continuacion.
Ademas, en la memoria descriptiva adjunta a la Solicitud de Patente Japonesa No. 2001-142672, los inventores de la presente invencion han descrito que una capa de ITO transparente y electricamente conductora que actua como una capa de electrodo catodico puede formarse sobre la capa de inyeccion de electrones dopada en metal utilizando un metodo de pulverizacion que se introduce para reducir un dano de la capa organica.
Ejemplos
La presente invencion se describira adicionalmente con referencia a los ejemplos operativos de la misma. Sin embargo, hay que tener en cuenta que la presente invencion no se limita a estos ejemplos de trabajo. En los siguientes ejemplos, se llevo a cabo la formacion de capas del compuesto organico, el oxido metalico, el metal y el electrodo iTo transparente usando el aparato de deposicion en fase vapor de Anelva Co. y el aparato de pulverizacion de FTS Corp. La velocidad de deposicion del material de deposicion en fase de vapor y en el espesor de las capas depositadas se llevo a cabo utilizando un monitor de espesor con un oscilador de cuarzo, unido al aparato de deposicion en fase vapor, “CRTM-8000” de ULVAC. Ademas, para determinar un espesor de capa real despues de la formacion de la capa, se utilizo un medidor de paso de aguja, "P10" de Tencor Co. Ademas, se evaluaron las caracterlsticas del dispositivo EL organico con el medidor de fuente "2400" de KEITHLEY y el medidor
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de luminancia "BM-8" de TOPCON. Un voltaje de CC se aplico escalonadamente a una velocidad creciente de 0.2 voltios por 2 segundos al dispositivo EL para determinar la luminancia y la corriente electrica despues de un lapso de un segundo desde la finalizacion de cada aumento del voltaje. Ademas, se determino el espectro del dispositivo EL utilizando el analizador multicanal optico "PMA-11" de HAMAMATSU PHOTONICS, accionado a una corriente electrica constante.
Ejemplo de referenda
En este ejemplo de referencia, se produjo el dispositivo EL organico de la tecnica anterior que tenia la estructura de laminacion de la Figura 4.
Un sustrato 11 de vidrio tiene recubierto un ITO (oxido de indio-estano, Nippon Sheet Glass Co., Ltd.) que tiene una resistencia de la lamina de aproximadamente 10 Q/h como una capa de electrodo 12 de anodo transparente. Alfa (a)-NPD que tiene una propiedad transportadora de orificios (propiedad donadora de electrones), representado por la siguiente formula (II):
se deposita sobre el sustrato 11 de vidrio recubierto con ITO bajo vaclo de aproximadamente 10-6 Torr y con una velocidad de deposition de aproximadamente 2A/s para formar una capa 13 de transporte de orificios que tiene un espesor de aproximadamente 600 A. A continuation, se deposita un complejo de aluminio de tris(8-quinolinolato) (en lo sucesivo, denominado "Alq") representado por la siguiente formula (VI):
se deposita sobre la capa 13 de transporte de orificios bajo las mismas condiciones de deposicion en vaclo al vapor que las aplicadas a la formation de la capa 13 de transporte de orificios para formar una capa 14 emisora de luz que tiene un espesor de aproximadamente 400A.
A continuacion, se codeposita la batocuproina (en lo sucesivo, denominada "BCP") representada por la siguiente formula (VII):
y metal alcalino, cesio (Cs) en una relation molar de BCP: Cs de aproximadamente 4:1 para formar una capa 15 de
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inyeccion de electrones (capa de dopado de metal/capa de transporte de electrones de baja resistencia) que tiene un espesor de aproximadamente 300 A sobre la capa 14 de emision de luz. Notese que los inventores de la presente invencion han descrito la formation de dicho electron en la Publication de Patente Japonesa no Examinada (Kokai) No. 10-270171. La capa 15 de inyeccion de electrones resultante constituye una estructura 18 organica que incluye una capa emisora de luz, en combination con la capa 13 de transporte de orificios y la capa 14 de emision de luz.
Despues de la formacion de la capa 15 de inyeccion de electrones, se deposita aluminio (Al) a una velocidad de deposition de aproximadamente 10 A/s para formar una capa 16 de electrodo catodico (catodo/electrodo catodico) que tiene un espesor de aproximadamente 1.000 A. De esta forma se obtiene el dispositivo EL organico que tiene un area cuadrada de emision de luz de 0.2 cm (longitud) por 0.2 cm (anchura).
En el dispositivo EL organico de este ejemplo de referencia, se aplico una tension DC continua entre la capa 12 de electrodo de anodo transparente (ITO) y la capa 16 de electrodo catodico (Al) y se midio la luminancia de la luz verde emitida desde la capa 14 emisora de luz (Alq). Los resultados se trazaron con slmbolos de clrculo blanco en las figuras 7 a 10, en los que la figura 7 representa un grafico de la curva caracterlstica de densidad de corriente (mA/cm2) - voltaje (V) del dispositivo EL, la figura 8 representa un grafico de curva de intensidad (cd/m2) - voltaje (V) del dispositivo EL, la figura 9 representa un grafico de la curva caracterlstica de corriente (cd/A) - densidad de corriente (mA/cm2) del dispositivo EL y la figura 10 representa un grafico de curva caracterlstica de eficiencia de potencia (lm/W) - y curva caracterlstica de luminancia (cd/m2) del dispositivo EL. Observese que las figuras 7 a 10 contienen cada una de ellas los resultados obtenidos en los siguientes ejemplos (Ejemplos 1 y 2) ademas de los resultados de este ejemplo de referencia. Ademas, el espectro de emision de luz del dispositivo EL producido en este ejemplo de referencia se trazo con una llnea gruesa en la figura 11.
Ejemplo 1
En este ejemplo, se fabrica el dispositivo EL organico que tiene la estructura de lamination de la figura 5.
Un sustrato 21 de vidrio esta recubierto con una ITO (oxido de indio-estano; Nippon Sheet Glass Co., Ltd.) que tiene una resistencia de hoja de aproximadamente 10 D/h como capa 22 de electrodo de anodo transparente (capa de electrodo de anodo). Un oxido metalico, V2O5, y un compuesto organico que tiene una propiedad de transporte de orificios, a-NPD, se codepositan en una relation molar de V2O5: a-NPD de aproximadamente 4:1 sobre el sustrato 21 de vidrio recubierto con ITO para formar una capa 27 mixta que tiene un espesor de aproximadamente 100A que actua como una capa de inyeccion de orificios.
A continuation, una capa 23 de transporte de orificios (a-NPD), una capa 24 emisora de luz (Alq), una capa 25 de inyeccion de electrones (capa de dopado de metal, una capa de transporte de electrones de baja resistencia) y una capa 26 de electrodo catodico (catodo) son secuencialmente laminadas como en la production del dispositivo EL del Ejemplo de Referencia descrito anteriormente. Observese que esta constituida una estructura 28 organica que incluye una capa emisiva de luz a partir de la capa 23 de transporte de orificios, de la capa 24 emisora de luz y de la capa 25 de inyeccion de electrones.
En el dispositivo EL organico de este ejemplo, se aplico una tension DC entre la capa 22 de electrodo de anodo transparente (ITO) y la capa de electrodo catodico (Al) 26, y se midio la luminancia de la luz verde emitida desde la capa 24 emisora de luz (Alq). Los resultados se representaron graficamente con slmbolos cuadrados blancos (h) en las figuras 7 a 10. Ademas, el espectro de emision de luz del dispositivo EL producido en este ejemplo se represento graficamente con una llnea punteada en la figura 11.
Ejemplo 2
En este ejemplo, se fabrica el dispositivo EL organico que tiene la estructura de laminacion de la figura 6.
Un sustrato 31 de vidrio esta recubierto con una ITO (oxido de indio-estano, Nippon Sheet Glass Co., Ltd.) que tiene una resistencia de lamina de aproximadamente 10 D/h como una capa 32 de electrodo de anodo transparente. Un oxido de metal, V2O5 y un compuesto organico que tiene una propiedad de transporte de orificios, a-NDP, se codepositan en una relacion molar de aproximadamente 4:1 sobre el sustrato 31 de vidrio revestido con ITO para formar una capa 37 mixta que tiene un espesor de aproximadamente 1.000 A que actua como una capa de inyeccion de orificios de la presente invencion.
A continuacion, se laminan secuencialmente una capa de transporte de orificios (a-NPD) 33, una capa 34 emisora de luz (Alq), una capa 35 de inyeccion de electrones (capa de dopado de metal) y una capa 36 de electrodo catodico como en la fabrication de el dispositivo EL del Ejemplo de Referencia descrito anteriormente. Observese que se forma una estructura organica 38 que incluye una capa emisiva de luz a partir de la capa 33 de transporte de orificios, la capa 34 emisora de luz y la capa 35 de inyeccion de electrones. En el dispositivo EL organico de este ejemplo, se aplico una tension DC entre la capa 32 de electrodo de anodo trasparente (ITO) y la capa 36 de electrodo catodico (Al), y se midio la luminancia de la luz verde emitida por la capa emisora de luz (Alq) 34. Los resultados se trazaron con slmbolos de triangulo blanco (A) en las figuras 7 a 10. Ademas, el espectro de emision de luz del dispositivo EL producido en este ejemplo se represento graficamente con una llnea delgada en la figura 11.
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Haciendo referenda a los datos trazados en las Figuras 7 a 11, se hizo una comparacion entre los dispositivos EL producidos en el Ejemplo de Referencia y los Ejemplos 1 y 2.
(1) Los dispositivos EL de los Ejemplos 1 y 2 muestran un voltaje de accionamiento mas baja (Figura 7) y una luminancia maxima mas alta (Figuras 8 y 10) en comparacion con el dispositivo EL del Ejemplo de Referencia que no tiene capa de inyeccion de orificios que se incorporo en la EL de los Ejemplos 1 y 2.
(2) Los dispositivos EL de los Ejemplos 1 y 2 aseguran una alta fiabilidad de los dispositivos EL, porque como se observa en la Figura 9, no provocan una reduccion sustancial de la eficiencia de corriente (rendimiento cuantico) en una region de la alta densidad de corriente (Region de la densidad de corriente de alrededor de 1.000 mA/cm2) en comparacion con el dispositivo EL del Ejemplo de Referencia.
(3) En los dispositivos EL de los Ejemplos 1 y 2, incluso si se incrementa un espesor de la capa de inyeccion de orificios como se ha descrito anteriormente, no se incrementa un voltaje de accionamiento de los dispositivos EL, y mas bien se puede obtener la densidad de corriente deseada en una (figura 7) cuando se aplica una capa mas gruesa a la capa de inyeccion de orificios como se muestra en el Ejemplo 2.
(4) Con respecto al espectro de emision de luz, se encontro que si la capa de inyeccion de orificios que tiene un espesor mayor de aproximadamente 1.000A se incorpora en el dispositivo EL (Ejemplo 2), un pico del espectro de emision puede ser desplazado a un lado de la longitud de onda mas larga (Figura 11) debido al efecto de interferencia optica, y por lo tanto la capa de inyeccion de orificios de la presente invencion puede ser utilizada para el control del tono de color. El valor mas bajo de la eficiencia de corriente en el dispositivo EL del Ejemplo 2, cuando se compara con el valor del Ejemplo 1, puede atribuirse al efecto de interferencia optica.
Ejemplo 3
En este ejemplo, se fabrica el dispositivo EL organico que tiene la estructura de emision superior de la figura 12. Se deposita una funcion de aluminio (Al; trabajo de aproximadamente 4.2 eV) a una velocidad de deposition de aproximadamente 10 A/s bajo una presion de aproximadamente 10-6 Torr (1 Torr = 133.32 Pa) (de aqul en adelante, todo el proceso de deposicion se lleva a cabo bajo la misma condition) sobre un substrato 41 de vidrio para formar una capa 42 de electrodo de anodo que tiene un espesor de aproximadamente 1.000 A. Un oxido metalico, V2O5, y un compuesto organico que tiene una propiedad de transporte de orificios, a-NPD, se codepositan en una relation molar de aproximadamente 4:1 sobre una capa 42 de electrodos de anodo para formar una capa 47 mixta que tiene un espesor de aproximadamente 100 A actuando como una capa de inyeccion de orificios de la presente invencion. A continuation, se deposita a-NPD a la velocidad de deposicion de aproximadamente 2 A/s en la capa 47 de inyeccion de orificios para formar una capa 43 de transporte de orificios que tiene un espesor de aproximadamente 600 A. Posteriormente, Alq se deposita sobre la capa 43 de transporte de orificios bajo las mismas condiciones de deposicion de vapor que en la formation de la capa 43 de transporte de orificios para formar una capa 44 emisora de luz que tiene un espesor de aproximadamente 600 A.
A continuacion, para formar sobre la capa 44 emisora de luz, una capa 45 de inyeccion de electrones que fue revelada por los inventores de la presente invencion en la Publication de Patente Japonesa no Examinada (Kokai) No. 11-233262, (8-quinolinato) complejo de litio (en lo sucesivo brevemente denominado “Liq”) representado por la siguiente formula (VIII):
se deposita a un espesor de aproximadamente 10 A, seguido por deposito de aluminio (Al) con un espesor de aproximadamente 15 A para formar una capa 15 de inyeccion de electrones mediante la generation de la reaction de reduccion termica. Observese que se forma una estructura 48 organica que incluye una capa emisora de luz a partir de la capa 43 de transporte de orificios, la capa 44 emisora de luz y la capa 45 de inyeccion de electrones. A continuacion, se deposita ITO a la velocidad de deposicion de aproximadamente 4 A/s utilizando el metodo de pulverization descrito por los inventores de la presente invencion en la Publicacion de Patente Japonesa no Examinada (Kokai) No. 2001-142627 para formar una capa 46 de electrodo catodico transparente que tiene un espesor de aproximadamente 1.000A. El dispositivo EL asl obtenido tiene el area cuadrada de emision de luz de 0.2 cm (longitud) por 0.2 cm (anchura).
En el dispositivo EL organico de este ejemplo, se aplico una tension DC entre la capa 42 de electrodo de anodo (Al) y la capa 46 de electrodo catodico transparente (ITO), y se midio la luminancia de la luz verde emitida desde la capa
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44 de emision de luz (Alq). Los resultados se representaron en las figuras 13 a 16, en las cuales la figura 13 representa un grafico de la curva caracterlstica de densidad de corriente (mA/cm2) - voltaje (V) del dispositivo EL, la figura 14 representa un grafico de voltaje de luminancia (cd/m2) la curva caracterlstica (V) del dispositivo EL, la figura 15 representa un grafico de la curva caracterlstica de eficiencia de corriente (cd/A) - densidad de corriente (mA/cm2) del dispositivo EL y la figura 16 representa un grafico de la eficiencia de potencia (lm/W) - y la curva caracterlstica de luminancia (cd/m2) del dispositivo EL. Ademas, el espectro de emision de luz del dispositivo EL producido en este ejemplo se represento en la figura 17.
Como se muestra en la Figura 14, la luminancia maxima observada en el dispositivo EL de este ejemplo fue superior a aproximadamente 25.000 cd/m2, y tambien su eficiencia de corriente era comparable a los resultados observados en los dispositivos EL del Ejemplo de Referencia y Ejemplo 1 (figuras 15 y 16). Por consiguiente, se encontro que la capa de inyeccion de orificios de la presente invencion puede actuar eficazmente como tal capa, incluso si la capa de electrodo de anodo se forma a partir de un metal de funcion de trabajo inferior tal como Al (4.2 eV) en comparacion con ITO (5.0 eV).
Ejemplo 4
En este ejemplo, se produce el dispositivo EL organico que tiene la estructura de laminacion de la figura 18. Observese que el dispositivo EL producido en este ejemplo tiene la estructura de capa que es inversa a la de los dispositivos EL organicos convencionales, es decir, una capa de electrodo catodico transparente, una estructura organica que incluye una capa emisora de luz, una capa de inyeccion de orificios y una capa de electrodo de anodo se laminan en este orden sobre un sustrato. Un sustrato 51 de vidrio revestido sobre el mismo un ITO (oxido de indio-estano, Nippon Sheet Glass Co., Ltd.) que tiene una resistencia de lamina de aproximadamente 10 C/h como una capa de electrodo catodico transparente 56. A continuacion, BCP y Cs son codepositadas en una relacion molar de aproximadamente 4:1 sobre el sustrato 51 de vidrio recubierto con ITO para formar una capa mixta que tiene un espesor de aproximadamente 100 A como capa 55 de inyeccion de electrones (capa de dopado metalica).
A continuacion, Alq se deposita por vapor sobre la capa 55 de inyeccion de electrones para formar una capa 54 emisora de luz que tiene un espesor de aproximadamente 600A. Despues de la formation de la capa 54 emisora de luz, a-NPD se deposita sobre la capa 54 para formar una capa 53 de transporte de orificios que tiene un espesor de aproximadamente 600 A. A continuacion, se codeposita un oxido metalico, V2O5 y un compuesto organico que tiene una propiedad de transporte de orificios, a-NPD, en una relacion molar de aproximadamente 4:1 sobre la capa 53 transportadora de orificios para formar una capa 57 de inyeccion de orificios que tiene una espesor de aproximadamente 100 A. Posteriormente, se deposita aluminio (Al) a una velocidad de deposition de aproximadamente 10 A/s para formar una capa de electrodo de anodo 52 que tiene un espesor de aproximadamente 1.000A-(-1 A = 1 x 10"10 m). El dispositivo EL as! obtenido tiene el area cuadrada de emision de luz de 0.2 cm (longitud) por 0.2 cm (anchura). Observese que en el dispositivo EL se forma una estructura 58 organica que incluye una capa emisora de luz a partir de la capa 53 de transporte de orificios, de la capa 54 emisora de luz y de la capa 55 de inyeccion de electrones.
En el dispositivo EL organico de este ejemplo, se aplico una tension DC entre la capa 56 de electrodo catodico transparente (ITO) y la capa 52 de electrodo de anodo (Al), y se midio la luminancia de la luz verde emitida desde la capa 54 emisora de luz (Alq). Los resultados se representaron en las figuras 19 a 22, en las que la figura 19 representa un grafico de la curva caracterlstica de densidad de corriente (mA/cm2) - voltaje (V) del dispositivo EL, la figura 20 representa un grafico de la luminancia (cd/m2) la curva caracterlstica (V) del dispositivo eL, la figura 21 representa un grafico de la curva caracterlstica de eficiencia de corriente (cd/A) - densidad de corriente (mA/cm2) del dispositivo EL y la figura 22 representa un grafico de la eficiencia de potencia (lm/W) - y la curva caracterlstica de luminancia (cd/m2) del dispositivo EL. Ademas, el espectro de emision de luz del dispositivo EL producido en este ejemplo se represento en la figura 23.
Como se muestra en la figura 20, en el dispositivo EL de este ejemplo, la luminancia maxima ascendio a aproximadamente 20.000 cd/m2, y tambien su eficiencia de corriente era casi comparable a los resultados observados en los dispositivos EL de Ejemplo de Referencia y Ejemplo 1 (figuras 21 y 22). En consecuencia, se encontro que el dispositivo EL organico de este ejemplo puede actuar efectivamente como tal dispositivo, incluso si las capas que constituyen el dispositivo EL se laminan en el orden inverso a los dispositivos EL convencionales, se forma una capa de inyeccion de orificios antes de la formacion final de la capa de electrodo de anodo y un metal de funcion de trabajo relativamente bajo, tal como Al, se utiliza en la formacion de la capa de electrodo de anodo.
Ejemplo 5
En este ejemplo, se produce el dispositivo EL organico que tiene la estructura de laminacion de la figura 24. Observese que el dispositivo EL producido en este ejemplo tiene la estructura de capa que es inversa a la de los dispositivos EL organicos convencionales, es decir, una capa de electrodo catodico transparente, una estructura organica que incluye una capa emisora de luz, una capa de inyeccion de orificios y una capa transparente se laminan en este orden sobre un sustrato. Un sustrato 61 de vidrio ha revestido sobre el mismo un ITO (oxido de indio-estano, Nippon Sheet Glass Co., Ltd.) que tiene una resistencia de lamina de aproximadamente 10 D/h como una capa 66 de electrodo catodico transparente. Entonces, BCP y Cs se codepositan a una relacion molar de
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aproximadamente 4:1 sobre el sustrato 61 de vidrio recubierto con ITO para formar una capa mixta que tiene un espesor de aproximadamente 100 A como capa 65 de inyeccion de electrones.
A continuation, Alq se deposita por vapor sobre la capa 65 de inyeccion de electrones para formar una capa 64 emisora de luz que tiene un espesor de aproximadamente 600 A. Despues de la formation de la capa 64 emisora de luz, a-NPD se deposita sobre la capa 64 para formar una capa 63 de transporte de orificios que tiene un espesor de aproximadamente 600 A. A continuacion, se codeposita un oxido metalico, V2O5 y un compuesto organico que tiene una propiedad de transporte de orificios, a-NPD, en una relation molar de aproximadamente 4:1 sobre la capa 63 transportadora de orificios para formar una capa 57 de inyeccion de orificios que tiene una espesor de aproximadamente 100A. Observese que una estructura 68 organica que incluye una capa emisora de luz esta constituida a partir de la capa 63 de transporte de orificios, la capa de amortiguacion de luz 64 y la capa 65 de inyeccion de electrones. Entonces, ITO se deposita a una velocidad de deposition de aproximadamente 4A/s utilizando el metodo de pulverization para formar una capa 62 de electrodo de anodo transparente (capa de anodo) que tiene un espesor de aproximadamente 1.000A. El dispositivo EL as! obtenido tiene el area cuadrada de emision de luz de 0.2 cm (longitud) por 0.2 cm (anchura).
En el dispositivo EL organico de este ejemplo, se aplico una tension DC entre la capa 66 de electrodo catodico transparente (ITO) y la capa 62 de electrodo de anodo transparente (ITO), y se midio la luminancia de la luz verde emitida desde la capa 64 emisora de luz (Alq). Los resultados se representaron graficamente en las figuras 25 a 28, en las que la figura 25 representa un grafico de la curva caracterlstica de densidad de corriente (mA/cm2) - voltaje (V) del dispositivo EL, la figura 26 representa un grafico de voltaje de luminancia (cd/m2) la curva caracterlstica (V) del dispositivo EL, la figura 27 representa un grafico de la curva caracterlstica de eficiencia de corriente (cd/A) - densidad de corriente (mA/cm2) del dispositivo EL y la figura 28 representa un grafico de la eficiencia de potencia (lm/W) - y la curva caracterlstica de luminancia (cd/m") del dispositivo EL. En estos dibujos, se trazaron los resultados medidos en un lado del sustrato de vidrio (sustrato) del dispositivo EL con slmbolos de clrculo blanco (o) y los resultados medidos en un lado de la superficie en capas del dispositivo EL se representaron con slmbolos de clrculo negro (•). Ademas, en la figura 29, los espectros de emision medidos en un lado del sustrato de vidrio (sustrato) del dispositivo EL se indicaron con una llnea continua y los espectros de emision medidos en un lado de la superficie estratificada del dispositivo EL se indicaron con una llnea punteada.
El dispositivo EL organico producido en este ejemplo es un dispositivo emisor de luz transparente en el que se puede observar la emision de luz tanto en el lado del substrato de vidrio como en el lado de la superficie estratificada (lado de la capa de electrodo de anodo transparente) dispositivo. Sin embargo, como se muestra en la figura 29, los espectros de emision de la luz emitida desde estos lados del dispositivo EL son diferentes entre si debido al efecto de interferencia optica descrito anteriormente.
Ademas, en el dispositivo EL de este ejemplo, las capas que constituyen el dispositivo EL se laminan en orden inverso a los dispositivos EL convencionales, y se forma una capa de inyeccion de orificios antes de la formacion final de la capa de electrodo de anodo. Por consiguiente, una estructura 68 organica que incluye una capa emisora de luz esta protegida con la capa 67 de inyeccion de orificios a partir del proceso inducido por partlculas de alta energla tal como el proceso de pulverizacion de ITO usado en la formacion de la capa 62 de electrodo de anodo transparente y, causada en la estructura 68 organica debido a dicho procedimiento puede reducirse. Por lo tanto, se encontro que la capa 67 de inyeccion de orificios puede actuar eficazmente como una capa que disminuye el dano.
En el dispositivo EL organico de acuerdo con la invention, el dispositivo EL puede tener la estructura de capa que dos o mas unidades emisoras de luz (una parte estratificada intercalada entre la capa de electrodo catodico y la capa de electrodo de anodo, cuando el dispositivo EL incluye una estructura de capa de inyeccion de por ejemplo "(anodo)/capa de inyeccion de orificio/ /capa de transporte de orificio/capa de emision de luz/capa de inyeccion de electrones/(catodo), la “capa de inyeccion de orificios/capa de transporte de orificios/ capa emisora de luz/capa de inyeccion de electrones" corresponde a la "unidad emisora de luz") se comparten con una capa de generation de carga. En esta estructura de capas, la capa de generacion de carga puede actuar como una capa de generacion de orificios y una capa generadora de electrones durante la aplicacion del voltaje, y como resultado, las unidades emisoras de luz pueden emitir luz simultaneamente como en el funcionamiento de dos o mas componentes EL dispositivos conectados en serie. A saber, la capa de generacion de carga puede actuar como una capa de inyeccion de orificios con respecto a la unidad emisora de luz adyacente y dispuesta en un lado de capa de electrodo catodico de la misma, y tambien puede actuar como una capa de inyeccion de electrones con respecto a la unidad emisora de luz adyacente y dispuesta en un lado de capa de electrodo de anodo del mismo.
Ejemplo de prueba
En este ejemplo de prueba, se mide la resistividad (Dcm) de la capa de inyeccion de orificios de acuerdo con la presente invencion. La medicion se lleva a cabo con dos metodos diferentes dependiendo de los valores (rango) de la resistividad de las muestras de prueba.
El primer metodo de medicion (metodo en sandwich) es un metodo adecuado para las muestras de ensayo que tienen una resistividad relativamente grande, y el proceso de medicion se lleva a cabo intercalando una capa de deposicion en fase vapor de la muestra de ensayo con electrodos (el dispositivo de evaluation de resistividad que
tiene una estructura en sandwich mostrada en las figuras 30 y 31). Mediante este metodo se calcula la resistividad de la muestra de ensayo a partir de una relacion del campo electrico E (V/cm), obtenido a partir de una tension aplicada (V) y un espesor de capa (cm) de la capa de deposition de la muestra, es decir, la distancia entre los electrodos y una densidad de corriente (A/cm2) obtenida a partir de un valor de corriente medido (A) y un area de 5 section transversal (cm2) de la region de flujo de corriente. Es decir, la resistividad se calcula a partir de la siguiente
formula:
(Qcm) = (V/cm) / (A/cm2).
El dispositivo de evaluation de resistividad utilizado en este ejemplo de ensayo se produce depositando una muestra 103 de ensayo (un material por medir) con un espesor deseado sobre un electrodo 101 ITO o, si es necesario, un 10 electrodo de aluminio que tiene una anchura de aproximadamente 2 mm, seguido por el deposito final de un electrodo 102 de aluminio (que tiene una anchura de aproximadamente 2 mm como en el electrodo de aluminio anterior) de tal manera que el electrodo 102 de aluminio se cruza con el electrodo 101 ITO.
El segundo metodo de medicion (metodo de disposition coplanar) es un metodo adecuado para las muestras de ensayo que tienen una resistividad relativamente pequena, y el proceso de medicion se lleva a cabo utilizando un 15 dispositivo de evaluacion de resistividad que tiene una estructura de disposicion coplanar. A saber, como se muestra en las figuras 32 y 33, se prepara un sustrato 200 que se ha depositado previamente como capas en la misma superficie plana de los mismos que se utilizan como capa 201 de electrodo anodico y una capa 202 de electrodo catodico. La capa 201 de electrodo anodico y la capa 202 de electrodo catodico estan dispuestas a cierta distancia de L (cm). A continuation, se deposita un material de muestra de ensayo a traves de una mascara metalica que 20 define un area de deposicion y que tiene una abertura con una cierta anchura W (cm) sobre el sustrato 200 para formar una capa 203 depositada de la muestra de ensayo que tiene un espesor predeterminado t (cm). En este metodo, se calcula un campo electrico E (V/cm) de la muestra de ensayo dividiendo una tension aplicada (V) con una distancia L (cm) entre los electrodos, y se calcula una densidad de corriente (A/cm2) dividiendo un valor de corriente medido (A) por un area de seccion transversal de la region de flujo de corriente [en este ejemplo, W x t 25 (cm2)]. Utilizando los valores calculados, la resistividad (Qcm) de la muestra de ensayo se puede calcular a partir de
la ecuacion descrita anteriormente con respecto al primer metodo de medicion (metodo sandwich).
Las muestras de ensayo utilizadas en la presente invention son ITO (material de electrodo transparente); V2O5; una capa de codeposicion de V2O5 y a-NDP [V2O5: a-NDP = 4:1; 1:1 y 1:2 (tres relaciones molares diferentes); una capa de codeposicion de V2O5 y 2-TNATA [V2O5: 2-TNATA = 4:1 (relacion molar); una capa de codeposicion de Cs y BCP 30 [Cs: BCP = 1:1 (relacion molar), una capa de inyeccion de electrones de la presente invencion]; a-NPD; y Alq3. Se mide la resistividad de cada uno de ITO, la capa de codeposicion de V2O5 y a-NPD y la capa de codeposicion de V2O5 y 2-TNATA usando el dispositivo de medicion que tiene una estructura de disposicion coplanar. La resistividad de cada capa de codeposicion de Cs y BCP, a-NPD y Alq3 se mide usando el dispositivo de medicion que tiene una estructura en sandwich. Ademas, con respecto a a-NDP, para realizar la inyeccion de carga desde los electrodos 35 bajo las condiciones ohmicas, la medicion de la resistividad se lleva a cabo despues de formar la capa de codeposicion de V2O5 y a-NDP, es decir, la capa de inyeccion de orificios de la presente invencion, con un espesor relativamente delgado de 50 A en una portion adyacente a cada uno de los electrodos, seguido por el emparedado de una capa de a-NPD de 1.000 A de espesor con los electrodos. Ademas, la resistividad de V2O5 se mide utilizando tanto el metodo de disposicion coplanar como el metodo en sandwich para confirmar que pueden obtenerse 40 sustancialmente las mismas resistividades independientemente de los metodos de medicion utilizados.
Las resistividades calculadas a partir de los resultados trazados en la figura 34 son las siguientes.
(1) Medicion usando el metodo de la disposicion coplanar
-o-: ITO
4.6 x 10-4 Qcm;
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7.2 x 104 Qcm;
-▲-: capa de codeposicion de V2O5 y a-NDP = 4:1 2.0 x 103 Qcm;
-◊-: capa de codeposicion de V2O5 y a-NDP = 1:1 50 3.6 x 104 Qcm;
- + -: capa de codeposicion de V2O5 y a-NDP = 1:2 2.9 x 105 Qcm; y
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-□-: capa de codeposicion de V2O5 y 2-TNATA = 4:1
5.8 x 103 ncm.
(2) Medicion utilizando el metodo sandwich -A-: ITO/V2O5/AI
2.8 x 105 ncm;
-q-: ITO/Cs:BCP/AI
1.7 x 105 ncm;
-▼-: ITO/AIq3/AI
4.8 x 1013 ncm;
-w-: ITO/a-NPD/AI 1.5 x 1013 ncm; y
-■-: ITO/V2O5 : a -NPD(50A)/a -NPD(1,000A)/V2O5 : a -NPD(50 A)AI 8.0 x 108 ncm.
Como puede apreciarse a partir de estos resuItados, Ias resistividades de Ia capa de inyeccion de orificios que incIuyen V2O5 estan dentro deI intervaIo de no menos de 1.0 x 102 ncm y menos de 1.0 x 1010 ncm.
Como se muestra en Ia figura 35, Ia capa de inyeccion de orificios segun Ias reaIizaciones descritas anteriormente tiene una capa mixta deI oxido metaIico y eI compuesto organico, y debido a Ia mezcIa de estos dos compuestos, Ia capa de inyeccion de orificios muestra una baja resistividad que no se puede obtener con un uso excIusivo de cada uno de Ios compuestos. Ademas, este hecho indica que Ia capa de inyeccion de orificios incIuye una reaccion de oxidacion-reduccion como resuItado de Ia transferencia de eIectrones en Ia misma y, por Io tanto, basicamente evidencia que Ia capa de inyeccion de orificios es eficaz para bajar un voItaje de accionamiento y aumentar Ia eficiencia en Ios dispositivos EL.
Observese que en Ias reaIizaciones anteriores de Ia presente invention, un espesor de Ia capa de inyeccion de orificios no esta especlficamente restringido a, pero es deseabIe que eI espesor sea de 5A o mas. En Ia capa de inyeccion de orificios, su grosor no tiene Ilmite superior debido a que eI compuesto de ariIamina esta contenido en un estado de cationes radicaIes que pueden actuar como carga interna en Ia capa de inyeccion de orificios incIuso cuando no se apIica campo eIectrico aI dispositivo. Ademas, incIuso si eI espesor de Ia capa de inyeccion de orificios se incrementa, debido a su menor resistividad, Ia capa de inyeccion de orificios no provoca un aumento deI voItaje deI dispositivo EL, y por Io tanto, cuando se extiende una distancia entre Ios eIectrodos para ser mayor que Ia de Ios dispositivos EL organicos convencionaIes, Ia capa de inyeccion de orificios es utiI para reducir en gran medida eI riesgo de cortocircuito en dispositivos EL. Por consiguiente, Ios dispositivos EL organicos de Ia presente invencion pueden funcionar a una tension baja como en Ios dispositivos EL organicos convencionaIes, incIuso si se aumenta un espesor totaI de Ias capas entre Ios eIectrodos a no menos de aproximadamente 2.000A.
Como puede apreciarse a partir de Ias descripciones detaIIadas anteriores de Ia presente invencion, de acuerdo con Ia presente invencion, un voItaje de accionamiento de Ios dispositivos EL organicos puede reducirse bajando una barrera de energla durante Ia inyeccion de orificios desde Ia capa de eIectrodo anodico hasta Ia capa de compuesto organico, Y aI mismo tiempo, un riesgo de cortocircuito eIectrico entre Ia capa de eIectrodo catodico y Ia capa de eIectrodo de anodo se puede disminuir considerabIemente controIando eI espesor de Ia capa de inyeccion de orificios. Ademas, se hace posibIe que Ia capa de inyeccion de orificios, que es una capa mixta deI compuesto de oxido metaIico y eI compuesto organico, actue como capa de amortiguacion para reducir Ios danos debidos a partlcuIas de aIta energla causados en Ia formation de Ios eIectrodos usando eI metodo de puIverizacion. Ademas, es posibIe conseguir una conduction de baja tension y una conduction estabIe de Ios dispositivos EL disponiendo Ia capa de inyeccion de orificios como una capa adyacente a Ia capa de eIectrodo de anodo. Ademas, puesto que se puede ignorar un vaIor de Ia funcion de trabajo deI eIectrodo (capa de eIectrodo de anodo), que soIla ser un factor de controI deI voItaje de accionamiento y de Ia eficiencia de emision de Iuz en dispositivos EL organicos de Ia tecnica anterior, se hace posibIe diversificar Ia seIectividad deI materiaI deI eIectrodo anodico para Ia production de Ios dispositivos EL. Por otra parte, cuando Ia capa mixta se utiIiza como capa de inyeccion de orificios adyacente a Ia capa de eIectrodo anodico, puesto que Ias moIecuIas organicas utiIizadas en Ia formacion de Ia capa mixta taI como ariIaminas han estado ya en estado de cationes radicaIes, se hace posibIe inyectar orificios en Ia estructura organica incIuyendo una capa emisora de Iuz sin sufrir de una barrera de energla durante Ia apIicacion deI voItaje, independientemente de Ios tipos de materiaI de eIectrodo anodico utiIizados.
Claims (14)
- 510152025303540REIVINDICACIONES1. Un metodo para producir un dispositivo electroluminiscente organico proporcionando una estructura de laminacion que comprende:una capa (1) de electrodo anodico;una capa de electrodo catodico opuesta a la capa (1) de electrodo anodico; ycapas provistas entre la capa (1) de electrodo anodico y la capa de electrodo catodico, incluyendo dichas capas una capa (3) de inyeccion de orificios proporcionada adyacente a la capa (1) de electrodo anodico y una estructura (2) organica que incluye al menos una capa emisora de luz o al menos una unidad emisora de luz que tiene al menos una capa emisora de luz;en el que al menos una de la capa (1) de electrodo anodico y la capa de electrodo catodico es transparente;caracterizado porque la capa (3) de inyeccion de orificios incluye una capa mixta de oxido metalico y un compuesto organico;en el que la capa mixta se forma por codeposicion del oxido metalico y el compuesto organico; yen el que el oxido metalico se vaporiza con uno de un metodo de deposicion de vapor por calentamiento resistivo, un metodo de deposicion de vapor por haz de electrones y un metodo de deposicion de vapor por haz de laser.
- 2. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el compuesto organico en la capa mixta tiene un potencial de ionizacion de menos de 5.7 eV y tiene una propiedad de transporte de orificios,en el que la capa mixta incluye un complejo de transferencia de carga que tiene un cation radical del compuesto organico y un anion radical del oxido metalico, produciendose el complejo de transferencia de carga mediante una reaccion de oxidacion-reduccion entre el oxido metalico y el compuesto organico; yen el que el cation radical en el complejo de transferencia de carga es movido a una direccion de la capa de electrodo catodico durante la aplicacion del voltaje al dispositivo EL, inyectando asl orificios en la capa emisora de luz.
- 3. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 2, en el que el compuesto organico comprende un compuesto de arilamina representado por la formula general (I):Ar2Ar1 ----- N — Ar3en la que An, Ar2 y Ar3 representan cada uno independientemente un grupo hidrocarburo aromatico que puede estar sustituido.
- 4. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 2, en el que el compuesto organico es un compuesto de porfirina que incluye un derivado de ftalocianina.
- 5. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 3, en el que el compuesto organico es un compuesto de arilamina que tiene una temperatura de transicion vltrea no menor de 90°C.
- 6. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 5, en el que el compuesto de arilamina utilizado como compuesto organico comprende uno de a-NDP, 2-TNATA, espiro-TAD y espiro-NPB.
- 7. El metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el oxido metalico comprende uno de V2O5 y Re2O7.
- 8. El metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el dispositivo EL comprende un sustrato sobre el cual la capa (1) de electrodo anodico, la capa (3) de inyeccion de orificios y una estructura organica que incluye la capa emisora de luz y la capa de electrodo catodico se estratifican en ese orden.
- 9. El metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el dispositivo EL comprende un sustrato sobre el cual la capa de electrodo catodico, una estructura organica que comprende la capa de emision de luz, la capa (3) de inyeccion de orificios y la capa (1) de electrodo anodico estan laminados en ese orden.
- 10. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 8, en el que una relacion de mezcla del oxido metalico y el compuesto organico en la capa (3) de inyeccion de orificios se varia continuamente desde la capa (1) de electrodo anodico hasta la estructura organica que incluye la capa emisora de luz.
- 11. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 9, en el que una relacion de mezcla del oxido metalico y el 5 compuesto organico en la capa (3) de inyeccion de orificios varia continuamente desde la capa (1) de electrodoanodico hasta la estructura organica que incluye la capa emisora de luz .
- 12. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 8, en el que se varia discontinuamente la relacion de mezcla del oxido metalico y del compuesto organico en la capa (3) de inyeccion de orificios desde la capa (1) de electrodo anodico hasta la estructura organica que incluye la capa emisora de luz.10 13. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 9, en el que se varia discontinuamente la relacion de mezcla deloxido metalico y del compuesto organico en la capa (3) de inyeccion de orificios de la capa (1) de electrodo anodico a la estructura organica que incluye la capa emisora de luz.
- 14. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 9, en el que la capa de electrodos de anodo se forma con un metodo de pulverizacion.15 15. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 14, en el que un aparato de pulverizacion utilizado en el metodo depulverization comprende un sistema de pulverizacion hacia el objetivo que incluye un par de objetivos opuestos proporcionados a una distancia predeterminada, un electrodo de reflexion capaz de reflejar electrones hacia un area periferica delantera de cada objetivo, y un medio de generation de campo magnetico capaz de formar un campo magnetico paralelo en una vecindad de la portion periferica de cada objetivo, teniendo el campo magnetico una 20 porcion paralela a la porcion periferica del objetivo.
- 16. El metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en el que la capa (3) de inyeccion de orificios que es una capa mixta del oxido metalico y el compuesto organico tiene una resistividad no inferior a 1.0 x 102 Q cm y menor que 1.0 x 1010 Q cm.
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