TWI481088B - 用於有機電子裝置之透明電極 - Google Patents

用於有機電子裝置之透明電極 Download PDF

Info

Publication number
TWI481088B
TWI481088B TW095145176A TW95145176A TWI481088B TW I481088 B TWI481088 B TW I481088B TW 095145176 A TW095145176 A TW 095145176A TW 95145176 A TW95145176 A TW 95145176A TW I481088 B TWI481088 B TW I481088B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
group
layer
poly
intermediate layer
amine
Prior art date
Application number
TW095145176A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200735434A (en
Inventor
Jie Liu
James Anthony Cella
Min Yan
Anil Raj Duggal
Michael Scott Herzog
Svetlana Rogojevic
Gautam Parthasarathy
Original Assignee
Gen Electric
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gen Electric filed Critical Gen Electric
Publication of TW200735434A publication Critical patent/TW200735434A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI481088B publication Critical patent/TWI481088B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/26—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the composition or arrangement of the conductive material used as an electrode
    • H05B33/28—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the composition or arrangement of the conductive material used as an electrode of translucent electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/805—Electrodes
    • H10K50/82—Cathodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/805—Electrodes
    • H10K50/82—Cathodes
    • H10K50/826—Multilayers, e.g. opaque multilayers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/301—Details of OLEDs
    • H10K2102/302—Details of OLEDs of OLED structures
    • H10K2102/3023—Direction of light emission
    • H10K2102/3031—Two-side emission, e.g. transparent OLEDs [TOLED]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31855—Of addition polymer from unsaturated monomers
    • Y10T428/31938—Polymer of monoethylenically unsaturated hydrocarbon

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

用於有機電子裝置之透明電極
本發明大體而言係關於透明電極，其包括至少一個與一中間層接觸之導電層，且係關於自該等透明電極製造之電子裝置。
有機發光裝置(OLED)由於其在顯示器中之當前應用及其在一般照明中之潛在應用而受到重大關注。通常OLED係以"底部發光"構型構造，其中將活性有機層沈積於透明氧化銦錫(ITO)接觸界面之頂部上，且隨後以諸如Ca/Al及NaF/Al之非透明低功函數金屬陰極將其覆蓋。使用該設計，ITO作為陽極工作，此係因為其功函數相較於接近最低未佔據分子軌道(LUMO)而言更接近於有機發射材料之最高佔據分子軌道(HOMO)。最近，對於製造能夠自頂部表面(頂部發光或表面發光)或自底部及頂部表面(透明OLED，被稱為TOLED)發光之OLED愈加為人關注。由將OLED顯示器與其中所有驅動電子設備(諸如薄膜電晶體)係構造於非透明基板上的現有無機基晶片技術整合之需要推動了頂部發光架構之發展。TOLED出於若干原因而具有吸引力。舉例而言，TOLED技術致能難於使用其他現有技術達成之某些特殊應用(諸如抬頭(heads－up)顯示器及透視標誌)。另外，TOLED技術亦允許新型裝置架構，諸如由垂直堆疊之多個OLED元件組成之堆疊式及縱列式裝置。使用適當特製之個別元件(諸如，使用紅色、綠色及藍色元件)之彼等堆疊OLED在高效率、長壽命裝置、全彩色高解析度平板顯示器及/或顏色可調之光源的研製中具有潛力。
存在若干阻止TOLED技術發展之障礙。首先，需要提供可提供有效TOLED之新型替代性裝置架構。另外，需要將以低成本得到TOLED之材料及方法。
在一實施例中，本發明提供一種透明電極，其包括：(a)至少一個光學透明導電層；及(b)至少一個光學透明中間層，其具有一自約1埃至約100埃之厚度；其中該光學透明導電層與該光學透明中間層接觸，該光學透明導電層具有一至少100西門子/公分(S/cm)的電導率，該光學透明中間層包括：一材料，其具有一在室溫下小於約10－12 西門子/公分之體積電導率，及一為至少3.5 eV之能帶隙。
在另一實施例中，本發明提供一種發光裝置，其包括：(a)至少一個光學透明導電層；(b)至少一個光學透明中間層，其具有一自約1埃至約100埃之厚度；及(c)至少一個電活性有機層，其中該光學透明導電層與該光學透明中間層接觸，該光學透明導電層具有一至少100西門子/公分(S/cm)的電導率，該光學透明中間層包括：一材料，其具有一在室溫下小於約10－12 西門子/公分之體積電導率，及一為至少3.5 eV之能帶隙。
在另一實施例中，本發明提供一種用於製造一透明電子裝置之方法，該方法包括：提供一基板；沈積一透明導電層，其具有一至少100西門子/公分(S/cm)之電導率；及沈積一透明中間層，其具有：一自約1埃至約100埃之厚度、一在室溫下小於約10－12 西門子/公分(S/cm)之體積電導率及一為至少3.5 eV之能帶隙；其中該透明中間層包括氟化鈉、氧化鈣、經胺取代之聚合材料，該聚合材料具有如結構(I)中所示之重複單元： 其中A包括芳族基團，R1 及R2 彼此獨立包括氫原子、C1 －C30 脂族基團、C3 －C30 環脂族基團、C3 －C30 芳族基團或其任意組合；且"p"包括自1至於A上取代可用之位置之最大數目的整數。
參考以下本發明較佳實施例之[實施方式]及其中所包含之實例，可更容易地理解本發明。在以下說明書及隨後之申請專利範圍中，將引用應定義為具有以下含義之眾多術語：除非上下文中另外清楚規定，否則單數形式"一"及"該"包含複數個指示物。
"視情況"或"視情況地"意謂隨後描述之事件或情況可發生或亦可不發生，且該描述包含事件發生之情形及事件未發生之情形。
如本文所使用，術語"芳族基團"係指為至少一價之包括至少一個芳基的原子陣列。該為至少一價之包括至少一個芳基之原子陣列可包含雜原子(諸如氮、硫、硒、矽及氧)或可只包括碳及氫。如本文所使用，術語"芳族基團"包含(但不限於)苯基、吡啶基、呋喃基、噻吩基、萘基、伸苯基及聯苯基。如已提及，芳族基團含有至少一個芳基。芳基總是為具有4n＋2個"非定域"電子之環狀結構，其中"n"為等於1或更大之整數，其如由以下基團所說明：苯基(n＝1)、噻吩基(n＝1)、呋喃基(n＝1)、萘基(n＝2)、薁基(n＝2)、蒽基(n＝3)及其類似者。芳族基團亦可包含非芳族組分。舉例而言，苄基為包括苯基環(芳族基團)及亞甲基(非芳族組分)之芳族基團。類似地，四氫萘基為包括稠合至非芳族組分－(CH2 )4 －之芳族基團(C6 H3 )之芳族基團。為了方便起見，在本文中界定術語"芳族基"囊括各式各樣之官能基，諸如烷基、烯基、炔基、鹵烷基、鹵芳基、共軛二烯基、醇基、醚基、醛基、酮基、羧酸基、醯基(例如羧酸衍生物，諸如酯及醯胺)、胺基、硝基及其類似者。舉例而言，4－甲基苯基為包括甲基之C7 芳族基團，該甲基係為烷基之官能基。類似地，2－硝基苯基為包括硝基之C6 芳族基，該硝基為官能基。芳族基包含鹵化芳基，諸如4－三氟甲基苯基、六氟亞異丙基雙(4－苯－1－基氧基)(亦－OPhC(CF3 )2 PhO－)、4－氯甲基苯－1－基、3－三氟乙烯基－2－噻吩基、3－三氯甲基苯－1－基(亦即3－CCl3 Ph－)、4－(3－溴丙－1－基)苯－1－基(亦即4－BrCH2 CH2 CH2 Ph－)及其類似者。芳族基團之其他實例包含：4－烯丙氧基苯－1－氧基、4－胺基苯－1－基(亦即4－H2 NPh－)、3－胺基羰基苯－1－基(亦即NH2 COPh－)、4－苯甲醯基苯－1－基、二氰基次甲基雙(4－苯－1－基氧基)(亦即－OPhC(CN)2 PhO－)、3－甲基苯－1－基、亞甲基雙(4－苯－1－基氧基)(亦即－OPhCH2 PhO－)、2－乙基苯－1－基、苯基乙烯基、3－甲醯基－2－噻吩基、2－己基－5－呋喃基、六亞甲基－1,6－雙(4－苯－1－基氧基)(亦即－OPh(CH2 )6 PhO－)、4－羥甲基苯－1－基(亦即4－HOCH2 Ph－)、4－巰基甲基苯－1－基(亦即4－HSCH2 Ph－)、4－甲硫基苯－1－基(亦即4－CH3 SPh－)、3－甲氧基苯－1－基、2－甲氧基羰基苯－1－基氧基(例如，甲基柳基)、2－硝基甲基苯－1－基(亦即2－NO2 CH2 Ph)、3－三甲基矽烷基苯－1－基、4－第三丁基二甲基矽烷基苯－1－基、4－乙烯基苯－1－基、亞乙烯基雙(苯基)及其類似者。術語"C3 －C10 芳族基團"包含含有至少三個但不超過十個碳原子之芳基。芳族基團1－咪唑基(C3 H2 N2 －)表示C3 芳族基團。苄基(C7 H8 －)表示C7 芳族基團。
如本文所使用，術語"環脂族基團"係指為至少一價且包括為環狀但非芳族環之原子陣列的基團。如本文所定義，"環脂族基團"不含有芳基。"環脂族基團"可包括一或多種非環狀組分。舉例而言，環己基甲基(C6 H11 CH2 －)為包括環己基環(為環狀但非芳族環之原子陣列)及亞甲基(非環狀組分)之環脂族基團。環脂族基團可包含雜原子(諸如氮、硫、硒、矽及氧)或可只包括碳及氫。為了方便起見，在本文中界定術語"環脂族基團"囊括各式各樣之官能基，諸如烷基、烯基、炔基、鹵烷基、共軛二烯基、醇基、醚基、醛基、酮基、羧酸基、醯基(例如羧酸衍生物，諸如酯及醯胺)、胺基、硝基及其類似者。舉例而言，4－甲基環戊－1－基為包括甲基之C6 環脂族基團，該甲基係為烷基之官能基。類似地，2－硝基環丁－1－基為包括硝基之C4 環脂族基團，該硝基為官能基。環脂族基團可包括一或多個可為相同或不同之鹵素原子。鹵素原子包含(例如)；氟、氯、溴及碘。包括一或多個鹵素原子之環脂族基團包含2－三氟甲基環己－1－基、4－溴二氟甲基環辛－1－基、2－氯二氟甲基環己－1－基、六氟亞異丙基－2,2－雙(環己－4－基)(亦即－C6 H10 C(CF3 )2 C6 H10 －)、2－氯甲基環己－1－基、3－二氟亞甲基環己－1－基、4－三氯甲基環己－1－基氧基、4－溴二氯甲基環己－1－基硫基、2－溴乙基環戊－1－基、2－溴丙基環己－1－基氧基(例如，CH3 CHBrCH2 C6 H10 －)及其類似者。環脂族基團之其他實例包含4－烯丙氧基環己－1－基、4－胺基環己－1－基(亦即H2 NC6 H10 －)、4－胺基羰基環戊－1－基(亦即NH2 COC5 H8 －)、4－乙醯基氧基環己－1－基、2,2－二氰基亞異丙基雙(環己－4－基氧基)(亦即－OC6 H10 C(CN)2 C6 H10 O－)、3－甲基環己－1－基、亞甲基雙(環己－4－基氧基)(亦即－OC6 H10 CH2 C6 H10 O－)、1－乙基環丁－1－基、環丙基乙烯基、3－甲醯基－2－四氫呋喃基、2－己基－5－四氫呋喃基、六亞甲基－1,6－雙(環己－4－基氧基)(亦即－OC6 H10 (CH2 )6 C6 H10 O－)、4－羥甲基環己－1－基(亦即4－HOCH2 C6 H10 －)、4－巰基甲基環己－1－基(亦即4－HSCH2 C6 H10 －)、4－甲硫基環己－1－基(亦即4－CH3 SC6 H10 －)、4－甲氧基環己－1－基、2－甲氧基羰基環己－1－基氧基(2－CH3 OCOC6 H10 O－)、4－硝基甲基環己－1－基(亦即NO2 CH2 C6 H10 －)、3－三甲基矽烷基環己－1－基、2－第三丁基二甲基矽烷基環戊－1－基、4－三甲氧基矽烷基乙基環己－1－基(例如(CH3 O)3 SiCH2 CH2 C6 H10 －)、4－乙烯基環己烯－1－基、亞乙烯基雙(環己基)及其類似者。術語"C3 －C10 環脂族基團"包含含有至少三個但不超過十個碳原子之環脂族基。環脂族基2－四氫呋喃基(C4 H7 O－)表示C4 環脂族基。環己基甲基(C6 H11 CH2 －)表示C7 環脂族基。
如本文所使用，術語"脂族基團"係指為至少一價且由直鏈或支鏈但非環狀之原子陣列組成的有機基團。脂族基團係定義為包括至少一個碳原子。包括脂族基團之原子陣列可包含雜原子(諸如氮、硫、矽、硒及氧)或可只包括碳及氫。為了方便起見，在本文中界定術語"脂族基團"囊括各式各樣之官能基(作為"直鏈或支鏈但非環狀之原子陣列"之部分)，諸如烷基、烯基、炔基、鹵烷基、共軛二烯基、醇基、醚基、醛基、酮基、羧酸基、醯基(例如羧酸衍生物，諸如酯及醯胺)、胺基、硝基及其類似者。舉例而言，4－甲基苯－1－基為包括甲基之C6 脂族基團，該甲基係為烷基之官能基。類似地，4－硝基丁－1－基為包括硝基之C4 脂族基團，該硝基為官能基。脂族基團可為鹵烷基，其包括一或多個可為相同或不同之鹵素原子。鹵素原子包含(例如)；氟、氯、溴及碘。包括一或多個鹵素原子之脂族基團包含烷基鹵化物：三氟甲基、溴二氟甲基、氯二氟甲基、六氟亞異丙基、氯甲基、二氟亞乙烯基、三氯甲基、溴二氯甲基、溴乙基、2－溴三亞甲基(例如－CH2 CHBrCH2 －)，及其類似者。脂族基團之其他實例包含烯丙基、胺基羰基(亦即－CONH2 )、羰基、2,2－二氰基亞異丙基(亦即－CH2 C(CN)2 CH2 －)、甲基(亦即－CH3 )、亞甲基(亦即－CH2 －)、乙基、伸乙基、甲醯基(亦即－CHO)、己基、六亞甲基、羥甲基(亦即－CH2 OH)、巰基甲基(亦即－CH2 SH)、甲硫基(亦即－SCH3 )、甲硫基甲基(亦即－CH2 SCH3 )、甲氧基、甲氧基羰基(亦即CH3 OCO－)、硝基甲基(亦即－CH2 NO2 )、硫羰基、三甲基矽烷基(亦即(CH3 )3 Si－)、第三丁基二甲基矽烷基、3－三甲氧基矽烷基丙基(亦即(CH3 O)3 SiCH2 CH2 CH2 －)、乙烯基、亞乙烯基及其類似者。進一步舉例而言，C1 －C10 脂族基團含有至少一個但不超過10個碳原子。甲基(亦即CH3 －)為C1 脂族基團之實例。癸基(亦即CH3 (CH2)9 －)為C10 脂族基團之實例。
如已提及，本發明提供一種透明電極，其包括至少一個光學透明導電層，及至少一個光學透明中間層，該光學透明中間層具有一自約1埃至約100埃之厚度。該光學透明導電層可與該光學透明中間層接觸，且該光學透明導電層具有一至少100西門子/公分(S/cm)的電導率，而該光學透明中間層包括：一材料，其具有在室溫下小於約10－12 西門子/公分之體積電導率，及一為至少3.5 eV之能帶隙。又，如前文提及，本發明提供一種包括一透明電極之發光裝置，該透明電極包括至少一個光學透明導電層，及至少一個光學透明中間層，該光學透明中間層具有一自約1埃至約100埃之厚度。
參看圖式，圖1說明一例示性電子裝置配置10之側視圖。應瞭解此處所示之示意圖未按比例繪製。電子裝置10包括一基板12。該基板可包括金屬、經塗佈之金屬、平坦化金屬、玻璃、塑料材料、經塗佈之塑料材料、熱塑性材料、熱固性材料、彈性體材料或其任意組合。該基板與一第一導電層14接觸。該第一導電層可包括至少一種零價金屬(諸如Al、Ag、Au及其類似物)，或該第一導電層可包括至少一種金屬氧化物(諸如氧化銦錫、氧化錫、氧化銦鋅，等等)，或該第一導電層可包括至少一種傳導性有機材料(諸如PEDOT：PSS)，或該第一導電層可包括上述者中之兩者或兩者以上之任意組合，舉例而言，存在以下情況：該第一導電層包括兩種零價金屬及三種傳導性有機材料，但不包含金屬氧化物。在又一實施例中，該第一導電層包括至少兩種金屬氧化物及兩種傳導性有機材料，但不包含零價金屬。或者，該第一導電層可包括至少一種零價金屬、至少一種金屬氧化物及至少一種傳導性有機材料中之每一者之任意組合。該第一導電層與一電活性有機層16接觸。應注意可存在一或多個如此之電活性有機層。該電活性層與一中間層18接觸。該中間層可由有機材料或無機材料製成。當該中間層為有機材料時，其可為聚合材料或小分子化合物。第二導電層20與該中間層18接觸。該第二導電層可由與製成該第一導電層相同之材料製成，或可由不同材料製成。通常，將必要量之電壓施加於該第一導電層與該第二導電層之間以操作該裝置。
可藉由構造具有多於一個中間層、多於一個電活性層、多於一個導電層等等與其他層之組合的堆疊式裝置來建構各種構型。大體而言，以該等各種層之適當組合，該電子裝置展示增強之效能或滿足各種應用之技術要求。圖2說明本發明之另一實施例之電子裝置的側視圖。電子裝置配置22包括至少一個電活性有機層16。該電活性有機層16與該中間層18接觸。該中間層18與一導電層20接觸。
使用透明電極之堆疊式電子裝置的其他實例及變型包括至少一個金屬層、至少一個電荷輸送層、至少一個電荷注入層、或其組合作為額外層。圖3說明一堆疊式/縱列式裝置24之一實施例，該裝置包括一電活性有機層16、一金屬層26、一中間層18及一導電層20。圖4說明本發明之另一實施例，其中給出圖3中描述之構型的變體。電子裝置28包括一與一中間層18接觸之電活性有機層16，而該中間層18與一金屬層26接觸，該金屬層26最終經一導電層20塗佈。應注意與該導電層20結合之該金屬層26充當導電層。為此，中間層18與該導電層20之金屬層26部分接觸。
圖5說明作為本發明之另一實施例之電子裝置30的另一構型。電活性有機層16與一第一金屬層26接觸。該第一金屬層與一中間層18接觸，該中間層隨後與一第二金屬層26接觸以使得該中間層夾於該兩個金屬層之間。該裝置中之該第一金屬層及該第二金屬層可由相同金屬製成或由不同金屬製成。最後，該第二金屬層與一導電層20接觸。為此，該中間層與該導電層20之該金屬層26部分接觸。
圖6說明作為本發明之另一態樣之電子裝置32的另一構型。電活性有機層16與一第一中間層18接觸。該第一中間層與一金屬層26接觸，而該金屬層26與一第二中間層18接觸以使得該金屬層26夾於該兩個中間層之間。最後，該第二中間層與一導電層20接觸。
圖7說明形成電子裝置所遵循之方法步驟34。第一步驟36包含提供一中間層。隨後將該中間層以一導電層塗佈，如數字38所指。可藉由熟習此項技術者已知之技術(諸如熱蒸鍍、濺鍍及其類似技術)達成該塗佈。
圖8說明形成具有不同構型之電子裝置所遵循的方法步驟40。第一步驟42包含提供一基板。將該基板以一第一導電層塗佈，如在圖中由數字44所描述。隨後將該第一導電層以至少一個電活性有機層塗佈，如步驟46中所示。隨後將該電活性有機層以一中間層塗佈，如由48所指。隨後將該中間層以一第二導電層塗佈，如步驟50中所示。可藉由在各步驟中遵循相同技術或不同技術來達成每一步驟中之塗佈。所遵循之塗佈方法應視所選擇之材料及要製備之最終裝置而定，且其將易於為熟習此項技術者所瞭解。
本發明之一態樣為一種光學透明電極，其包含在一電子裝置中。該電極包括光學透明導電層及一與該透明導電層接觸之中間層。該中間層係由有機材料、無機材料或其組合製成。在一實施例中，該中間層為選自由金屬鹵化物(諸如氟化鈉、氟化鋰、氟化鋇、氯化鈉)及金屬氧化物(諸如氧化鈣、氧化鋇)及其類似物以及其組合組成之群之無機材料。當該中間層為有機材料時，其可由聚合材料或非聚合材料製成。可用作中間層之合適聚合材料包含(例如)聚(α－烯烴)、聚(烯基芳族物)、聚苯、聚茀、聚碳酸酯、聚醯亞胺、聚酯、上述之兩者或兩者以上之共聚物、其摻合物。"上述之兩者或兩者以上之共聚物"意謂在該共聚物中發現之結構單元包括來自所提及之個別聚合物中之每一者的結構單元。該光學透明導電層包括至少一種傳導性材料。可採用之合適傳導性材料包含：(例如)零價金屬(諸如Al、Ag、Au及其類似物)；含有金屬氧化物之材料(諸如氧化銦錫、氧化錫、氧化銦鋅，及其類似物)；或傳導性有機材料(諸如PEDOT：PSS)，或其任意組合。
在一實施例中，中間層包括至少一種經胺取代之聚合材料、至少一種經胺取代之非聚合材料，或其組合。該經胺取代之聚合材料可為均聚物、共聚物(無規共聚物或嵌段共聚物)，或其任意組合。在一實施例中，該經胺取代之聚合材料可具有至少一個胺基。此外，該胺基可存在於該聚合材料之重複單元中及/或該聚合材料之末端基中。具有胺取代基之非聚合材料有利地包含具有足夠高之分子量及充分低之揮發性以允許其用於製造電子裝置的材料。
如本文所使用，胺取代基意謂包含第一胺、第二胺或第三胺。第二胺取代基具有通式NHR1 ，其中R1 為C1 －C30 脂族基團、C3 －C30 芳族基團或C3 －C30 環脂族基團。第三胺取代基具有通式NR1 R2 ，其中R1 及R2 獨立為C1 －C30 脂族基團、C3 －C30 芳族基團或C3 －C30 環脂族基團。
在另一實施例中，經胺取代之聚合材料包含具有下列結構(I)之重複單元： 其中A為芳族基團，R1 及R2 獨立地為氫、C1 －C30 脂族基團、C3 －C30 環脂族基團、C3 －C30 芳族基團；且"p"為自1至於A上取代可用之位置之最大數目的整數。虛線(－－－－)表明連接至聚合物內之相鄰重複單元之連接點。
在一實施例中，NR1 R2 基團可為二烷基胺基、單烷基胺基、NH2 基中之一者或其任意組合，且A為伸苯基。在另一實施例中，NR1 R2 基團為二烷基胺基、單烷基胺基、NH2 基中之一者或其任意組合，且A為伸苄基。由結構I表示之合適基團係藉由表1中之實例I－1至I－10而說明。舉例而言，在表1之實例I－1中，R1 及R2 表示結構I，其中氮未經取代，基團A為苯基，且"p"之值為1。虛線(－－－－)表明氮原子連接至芳族基團之連接點，而＊ 表示A基團連接至該重複單元之碳原子之連接點。類似地，I－2表示以下情形：其中R1 及R2 表示結構I，其中氮經單烷基取代，基團A為苯基，且"p"之值為1。此外，在表1中，實例I－3、I－4、I－5、I－9及I－10為以下情形：其中氮原子經脂族基團雙取代，I－6為以下情形：其中氮原子經環脂族基團雙取代，且I－7及I－8為以下情形：其中氮原子經芳族基團雙取代。又，實例I－8、I－9及I－10為以下情況：其中芳族基團A具有連接NR1 R2 基之多個連接點，如由大於1之"p"值所指出。
基於聚苯乙烯之經胺取代之中間層通常係有益的，此係因為其相對易於製備。因此，在一實施例中，所使用之聚合材料可包含具有通式(III)之重複單元：
結構(II)中之B可為單鍵或間隔基團或其組合，且R1 及R2 彼此獨立包括氫原子、C1 －C30 脂族基團、C3 －C30 環脂族基團、C3 －C30 芳族基團或其任意組合。間隔基團可藉由以下基團來例示：脂族基團、芳族基團及具有脂族基團及芳族基團之組合及其類似者。間隔基團亦可為脂族、環脂族或芳族基團等等。在一實施例中，間隔基團亦可包含雜原子，諸如氧、硫、氮或磷原子。間隔基團之實例包含C1 至C12 脂族基團，諸如亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、亞甲基氧基、伸乙基氧基、伸丙基氧基、伸環己基氧基、C1 至C12 環脂族基團(諸如伸環己基、亞環己基)及其類似者。
基於聚苯乙烯之中間層(其中B為亞甲基)係需要的，此係因為其通常可容易地被製備。舉例而言，市售之聚(4－氯甲基)苯乙烯可與基於胺之親核體反應，諸如NHR1 R2 或(NR1 R2 )－ M＋ ，其中R1 及R2 如先前描述，且M＋ 為金屬陽離子。金屬"M"之非限制性實例包含鹼金屬，諸如鋰、鈉及鉀。氯甲基中之氯基之置換導致具有結構(II)之聚合材料之形成。因為可使用多種胺親核體，所以可製備一大類適於用作用於製造中間層及電子裝置之功能性有機材料的經胺取代之聚合化合物。在一實施例中，合適之經胺取代之聚合材料為聚[(N,N－二丁基胺甲基)苯乙烯]、聚[(N,N－二甲基胺甲基)苯乙烯]、聚[(N,N－二丙基胺甲基)苯乙烯]、聚[(N,N－乙基甲基胺甲基)苯乙烯]或聚[(N,N－二乙基胺甲基)苯乙烯]中之至少一者。在另一實施例中，包括經胺取代之聚苯乙烯之中間層與導電層(諸如彼等包括氧化銦錫之導電層)的組合特別適用於製造透明電子裝置。
在其他實施例中，具有至少一個胺取代基之中間層包含自至少一個可聚合單體所衍生之結構單元。例示性可聚合單體包含(但不限於)乙烯基單體，其具有：碳環基，該碳環基具有至少一個胺取代基；或雜環基，其可含有或可不含有具有至少一個胺取代基之其他有機基團。合適之乙烯基單體之非限制性實例包含：乙烯基萘、苯乙烯、乙烯基蒽、乙烯基並五苯、(1,4－二乙炔基)芳族物(諸如(1,4－二乙炔基)苯)及乙烯基，其經胺取代基取代；以及乙烯基咔唑、乙烯基喹啉、乙烯基聯吡啶基、乙烯基噻吩及乙烯基吡啶等等。上述之可聚合乙烯基單體之組合亦可使用。此外，可聚合單體可包含一或多個可交聯基團，諸如(例如)乙烯基、烯丙基、苯乙烯基及炔基，其中之每一者可進一步包含至少一個胺取代基。
上述中間層可用於製造電子裝置。該透明中間層具有為至少3.5 eV之光學能帶隙，其如使用紫外線及可見光吸收技術而量測。術語"透明"意謂允許在小於或等於10度之入射角度下經由一具有約0.5微米厚度之裝置傳輸可見波長範圍內之光的至少百分之五十，通常為至少百分之八十，且更通常為至少百分之九十。在本發明之一實施例中，使用此項技術中已知之技術將具有至少一種經胺取代之聚合材料、至少一種經胺取代之非聚合材料或無機材料或其組合以及至少一種溶劑之塗料組合物作為塗料塗佈於一電極表面上。極性溶劑通常係有益的，此係因為其通常使上述材料溶解。極性溶劑之非限制性實例包含脂族醇，諸如甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、正戊醇及其類似物。因此製成之電極可進一步包括更好地能夠轉移電荷之層，進而潛在地提高含有該電極之裝置之效率。在一實施例中，由此獲得之電極可用於製造電子裝置，諸如EL裝置、光伏打(PV)裝置、感應器、電色裝置及場效電晶體、顏色可調之照明光源(其可藉由電活性材料層及電色裝置之組合形成)或其任意組合等等。
最新型透明電極通常由一由氧化銦錫(ITO)製成之導電層組成，此係因為其具有優良之光學透明性及良好導電性。該ITO層通常係經由濺鍍來沈積。在ITO濺鍍製程期間，使活性有機層經受高能粒子轟擊。通常採用一緩沖層來減少在ITO濺鍍製程期間發生損壞之可能性。迄今已報導兩類緩衝材料，其包含一薄金屬層(諸如由G.Gu等人之"Transparent organic light－emitting devices",Appl.Phys.Lett.68,2606(1996)且由P.E.Burrows等人之"Semitransparent cathodes for organic light－emitting devices",J.Appl.Phys.87,3080(2000)所報導之Mg：Ag)及一有機半導體之薄層，諸如由G.Parthasarathy等人之"A metal－free cathode for organic semiconductor devices",Appl.Phys.Lett.72,2138(1998)]所報導之銅酞菁(CuPc)。本文揭示之中間層通常保護電活性有機層使其免受損壞且使裝置之效能得到增強。在一非限制性實例中，可使用本文描述之中間層來製備一電子顯示裝置。在一實施例中，可將中間層倂入一電子裝置中以增強來自電極或至電極之電子輸送。舉例而言，有機電致發光("EL")裝置可受益於本發明之中間層(諸如上文揭示之材料中之一者)，其材料經安置於該裝置之導電層與有機電致發光層之間，使得該材料位於該導電層之表面上且與該導電層接觸。當將電壓施加於該等導電層上時，電活性有機層發光。該中間層可與該電活性有機層形成一明顯之界面或一具有自一大體上純中間層變化至一大體上純電活性有機層之組成的連續過渡區。在一實施例中，可藉由包含旋塗、噴塗、浸塗、滾塗、噴墨印刷、凹板塗佈技術、物理氣相沈積及其類似者之方法將中間層沈積於一下伏層(諸如一導電層)上。
有機EL裝置之透明第一導電層可為陽極且通常可包含具有至少100西門子/公分之體積電導率的材料，其如藉由四點探針技術而量測。氧化銦錫(ITO)通常係用於此目的，因為其大體上可透過光傳輸且因此有助於光自電活性有機層發出以經由ITO陽極層逸出而無顯著衰減。術語"透明"意謂允許在小於或等於10度之入射角度下經由一裝置傳輸可見波長範圍內之光的至少百分之五十，通常為至少百分之八十，且更通常為百分之九十。可用作陽極層之其他材料包含氧化錫、氧化銦、氧化鋅、氧化銦鋅、氧化鋅銦錫、氧化銻及其混合物。
在構造過程中，可藉由物理氣相沈積、化學氣相沈積或濺鍍及其他製程將導電層沈積於下伏元件上。導電層之厚度在一實施例中通常在自約10奈米至約500奈米之範圍內，在另一實施例中在自約10奈米至約200奈米之範圍內且在又一實施例中在自約50奈米至約200奈米之範圍內。舉例而言，具有小於約50奈米之厚度的薄的、大體上透明之金屬層亦可用作合適之導電層。如此之例示性金屬包含銀、銅、鎢、鎳、鈷、鐵、硒、鍺、金、鉑、鋁或其混合物或其合金。在一實施例中，將陽極安置於一大體上透明之基板上，諸如一個由玻璃或聚合材料構成之基板。
一般而言，第二導電層可為陰極且其適用於將負電荷載流子(電子)注入電活性有機層中之目的。在一實施例中，該第二導電層包括金屬，諸如K、Li、Na、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Al、Ag、Au、In、Sn、Zn、Zr、Sc、Y、鑭系元素，其合金或其混合物。用於製造第二導電層之合適合金材料為Ag－Mg、Al－Li、In－Mg及Al－Ca、Al－Au合金。層化非合金結構亦為可行的，諸如一具有金屬(諸如鈣)或非金屬(諸如LiF)之薄層，該薄層由一具有某些其他金屬(諸如鋁或銀)之較厚層所覆蓋。可藉由物理氣相沈積、化學氣相沈積或濺鍍將該第二導電層沈積於下伏元件上。
此外，電活性有機層可用作電洞或電子之輸送介質。在該電活性有機層中，受激發之物質可結合且降至較低之能階，同時發出可見範圍內之EM輻射。電活性有機材料通常經選擇以在所要波長範圍內電致發光。
電活性層之厚度通常保持於約10奈米至約300奈米之例示性範圍內。電活性材料可為有機材料，諸如聚合物、共聚物、聚合物之混合物或具有不飽和鍵之較低分子量之有機分子，等等。該等材料通常具有非定域之π－電子系統，其通常致能聚合物鏈或有機分子以有助於正電荷載流子及負電荷載流子具有相對高之遷移率。通用電活性聚合物為：聚(正乙烯基咔唑)("PVK"，其發出約380奈米至500奈米之波長中之紫光至藍光)及其衍生物；聚茀及其衍生物，諸如聚(烷基茀)，(例如)聚(9,9－二己基茀)(410至550奈米)、聚(二辛基茀)(峰值EL發射波長為436奈米)或聚{9,9－雙(3,6－二氧雜庚基)－茀－2,7－二基}(400－550奈米)；聚(對苯)("PPP")及其衍生物，諸如聚(2－癸基氧基－1,4－伸苯基)(400至550奈米)或聚(2,5－二庚基－1,4－伸苯基)；聚(對伸苯基伸乙烯基)("PPV")及其衍生物，諸如經二烷氧基取代之PPV及經氰基取代之PPV；聚噻吩及其衍生物，諸如聚(3－烷基噻吩)、聚(4，4'－二烷基－2,2'－二噻吩)、聚(2,5－伸噻吩基乙烯)；聚(吡啶乙烯)及其衍生物；聚喹喏啉及其衍生物；及聚喹啉及其衍生物。該等聚合物或共聚物之混合物可以(例如)可用於調節發射光之顏色的該等聚合物及其他聚合物中之一或多者為基礎。
例示性電活性材料之另一類別為聚矽烷。聚矽烷為經多種烷基及/或芳基側鏈基團取代之直鏈矽主鏈聚合物。其為沿聚合物主鏈具有非定域之σ共軛電子的準一維材料。聚矽烷之實例為聚(二正丁基矽烷)、聚(二正戊基矽烷)、聚(二正己基矽烷)、聚(甲基苯基矽烷)及聚{雙(對丁基苯基)矽烷}及其類似物。該等聚矽烷通常發出具有在自約320奈米至約420奈米之範圍內之波長的光。
具有由很多芳族單元製成之分子量小於(例如)約5000之有機材料亦適於用作電活性材料。該等材料之一實例為1,3,5－三{正(4－二苯胺基苯基)苯胺基}苯，其發出波長在380至500奈米之範圍內之光。電活性有機層亦可自較低分子量之有機分子來製備，例如苯基蒽、四芳基乙烯、香豆素、紅螢烯、四苯基丁二烯、蒽、苝、六苯幷苯或其衍生物。該等材料通常發出具有約520奈米之最大波長之光。其他有利材料為低分子量之金屬有機錯合物，諸如乙醯基丙酮酸鋁、乙醯基丙酮酸鎵及乙醯基丙酮酸銦，其發出415至457奈米之波長範圍內之光；(吡啶甲基甲基酮)－雙{2,6－二(第三丁基)苯氧化鋁}或(4－甲氧基－吡啶甲基甲基酮)－雙(乙醯基丙酮酸鈧)，其發出420至433奈米之範圍內的光。對於白光應用而言，有益之電活性有機材料為彼等(例如)發出藍綠波長之光的材料。
在可見波長範圍內發光且可藉由本技術採用之其他電活性有機材料為8－羥基喹啉之有機金屬錯合物(諸如三(8－喹啉根基)鋁)及在U.Mitschke及P.Bauerle,"The Electroluminescence of Organic Materials,"J.Mater.Chem.，第10卷，第1471至1507頁(2000年)中揭示之其他材料，該文獻以引用之方式倂入本文中。可用於本發明之EL層之額外例示性有機材料包含由Akcelrud在"Electroluminescent Polymers",Progress in Polymer Science，第28卷(2003年)第875至962頁中所揭示之彼等材料，該文獻亦以引用之方式倂入本文中。該等材料可包含聚合材料，該等聚合材料之結構包括此項技術中已知為或預期為電活性結構之結構或結構單元連同已知或潛在地預期執行提高裝置效能(諸如電洞輸送、電子輸送、電荷輸送及電荷限制)等等之其他功能之結構的各種組合。
應注意可以一層形成於另一層頂部上之方式來接連地形成多於一個之電活性有機層。每一層可具有在不同波長範圍內發光之不同電活性有機材料。
此外，一或多個額外層可包含於發光裝置中以進一步提高該例示性EL裝置之效率。舉例而言，額外層可用於增進將正電荷(電洞)注入及/或輸送至EL層中。該等層中之每一者的厚度通常保持低於500奈米，一般低於100奈米。用於該等額外層之例示性材料為低分子量至中等分子量(例如，小於約2000)之有機材料，經聚苯乙烯磺酸摻雜之聚(3,4－伸乙基二氧基噻吩)("PEDOT：PSS")及聚苯胺，僅作為幾個例子。在裝置製造期間，該等材料可藉由諸如噴塗、浸塗或物理氣相沈積或化學氣相沈積及其他製程之習知方法來塗佈。在本發明之一實施例中，將一電洞注入增強層引入陽極層與EL層之間以在給定之正向偏壓下提供較高之注入電流且/或在裝置失效之前提供較高之最大電流。因此，該電洞注入增強層有助於自陽極注入電洞。用於電洞注入增強層之例示性材料為基於伸芳基之化合物，諸如在美國專利5,998,803(其以引用之方式倂入本文中)中揭示之彼等材料。特定實例包含3,4,9,10－苝四甲酸二酐及雙(1,2,5－噻二唑並)－對－喹啉幷雙(1,3－二吩)。
例示性EL裝置可進一步包含經安置於電洞注入增強層與EL層之間的電洞輸送層。電洞輸送層輸送電洞且阻止電子之輸送以使電洞及電子得以大體上最佳地組合於EL層中。用於電洞輸送層之例示性材料可包含三芳基二胺、四苯基二胺、芳族第三胺、腙衍生物、咔唑衍生物、三唑衍生物、咪唑衍生物、具有胺基之噁二唑衍生物及聚噻吩，僅作為幾個例子。
在其他實施例中，例示性EL裝置可進一步包含作為額外層之"電子注入及輸送增強層"，其可安置於供電子材料與EL層之間。用於電子注入及輸送增強層之典型材料可包含金屬有機錯合物，諸如三(8－喹啉根基)鋁、噁二唑衍生物、苝衍生物、吡啶衍生物、嘧啶衍生物、喹啉衍生物、喹喏啉衍生物、二苯基醌衍生物及經硝基取代之茀衍生物等等。
在一實施例中，電活性材料亦可與可用作基質聚合物之聚合材料混合。大體而言，可使用已知聚合材料中之任何一者。
電活性材料可進一步包含螢光染料或磷光染料中之至少一者。發光裝置可進一步包括一或多個具有至少一個螢光層及/或一磷光層之光致發光("PL")層，諸如，(例如)在美國專利6,847,162中所揭示之彼等層。
如本揭示案中早先描述製造之中間層用於形成電子裝置係頗有價值的，該等電子裝置諸如有機光伏打裝置、光偵測器、顯示裝置及有機發光裝置。顯示裝置係藉由用於產生標誌之裝置來例示。因此，在一實施例中，中間層可用於製造包括顯示單元之裝置，其中該顯示單元包括複數個電子裝置。該等電子裝置通常包含一第一導電層、一第二導電層、一中間層及一電活性材料層。在一實施例中，該第一或該第二導電層中之至少一者可為透明的。在另一實施例中，存在於電子裝置中之所有層均為透明的。透明電極在一實施例中意謂光傳輸百分比大於或等於約百分之九十之電極，且在另一實施例中意謂光傳輸百分比大於或等於百分之九十五之電極。可受益於經由電極與鄰近EL活性材料之間的界面之電子之有效輸送的電子裝置之另一類型為光伏打("PV")電池。
本發明之另一實施例涵蓋一種用於操作一電子裝置之方法。該方法包含將一電場或光能施加至該電子裝置以在電能與光能之間轉換。在該例示性方法中，該電子裝置具有一第一導電層、一第二導電層、一中間層及一電活性材料層。
實例
在以下實例中，經聚苯乙烯磺酸鹽摻雜之聚(3,4－伸乙基二氧基噻吩)(PEDOT：PSS)係以商標名稱BaytronP自Bayer Corporation購得。綠色發光聚合物(LEP)係以商標名稱Lumation1304自Dow Chemical Company獲得。聚((N,N－乙基甲基胺甲基)苯乙烯)(PS－胺)係如下合成：將聚(3－氯甲基)苯乙烯及聚(4－氯甲基苯乙烯)之異構混合物(2公克，13.2毫莫耳)及N－乙基甲基胺(CAS第624－78－2號，11.8公克，200毫莫耳)在25毫升甲苯中之溶液在室溫下攪拌5天。將為含有沉澱固體之漿料的反應混合物轉移至一分液漏斗且用甲苯將其稀釋。用1重量%之NaOH水溶液將有機相洗滌兩次，用水將其洗滌兩次，且在真空下將溶劑移除。將發黏之白色固體殘餘物溶解於甲醇中且在摻合器中使其沉澱於水中。將所收集之固體風乾，且隨後在真空烘箱中於50℃下乾燥以得到產物聚((N,N－乙基甲基胺甲基)苯乙烯)。氟化鈉(99%)係自Aldrich購得且按原樣使用。使用CVC601濺鍍工具在1×10－6 托(Torr)之基礎壓力下沈積所有氧化銦錫(ITO)塗層。ITO DC磁控濺鍍係在0.7 mm托之壓力下以30標準立方公分(sccm)之氬(Ar)及8.5 sccm之O2 來執行。濺鍍功率密度為18.3瓦/平方吋。將樣品電研磨，不加熱且置放在遠離濺鍍靶1吋處。要達成均一ITO塗層，在整個沈積製程期間使基板保持恆速旋轉(4秒/圈)。在以下實驗中，所濺鍍之ITO層之厚度為110 nm，在11分鐘內將ITO沈積，此相當於約1.7埃/秒之沈積速率。在沈積時，ITO塗層顯示約45歐姆/平方之薄片電阻。光學透射率係使用海洋光學USB2000微型光纖光學分光計來量測。裝置效能係藉由量測電流－電壓－亮度(I－V－L)特徵及電致發光光譜來表徵。以亮度計(Minolta LS－110)校正之光電二極體係用於量測亮度(以坎德拉(candela)/平方公尺(cd/m2 )為單位)。對於每一裝置自其I－V－L資料獲得效率(以坎德拉/安量度，cd/A)與電流密度(以毫安/平方公分量度，mA/cm2 )之函數關係曲線。
比較實例1：製備由一110 nm ITO層組成之透明電極ITO電極係如下製造。在使用之前，將石英基板以丙酮及異丙醛清洗。隨後將110 nm ITO層濺鍍於該基板之頂上。表1概述了ITO層在不同波長下之透射率。
實例1：製備由一PS－胺/ITO雙層組成之透明電極
PS－胺/ITO雙層電極係如下製造。在使用之前，將石英基板以丙酮及異丙醛清洗。在空氣中將一PS－胺層自其1－丁醇溶液旋塗於LEP之頂部上且隨後在90℃下烘焙30分鐘。PS－胺層具有約5 nm至8 nm之厚度，其如藉由機械及光學輪廓量測技術來測定。隨後將一110 nm ITO層濺鍍於該PS－胺層之頂上。PS－胺/ITO雙層電極在不同波長下之光學透射率係概述於表1中。
實例2：製備由一Naf/ITO雙層組成之透明電極
NaF/ITO雙層電極係如下製造。在使用之前，將石英基板以丙酮及異丙醛清洗。隨後將該基板轉移至填充有氬氣之手套箱，其標稱含有少於百萬分之一的水分及氧氣。接著在2×10－6 托之基礎壓力下將4 nm氟化鈉層熱蒸鍍於該石英基板之頂部上。在將樣品轉移至ITO沈積腔室之前，暫時將其曝露於周圍條件(24℃,42%之相對濕度)中。注意使曝露在空氣中之時間最小化。隨後將一110 nm ITO層濺鍍於該NaF層之頂上。NaF/ITO雙層之光學透射率係概述於表1中。
比較實例2：製備具有作為陰極之裸ITO電極之透明OLED
具有裸ITO陰極之透明OLED係如下製造。將經ITO預塗佈之玻璃用作基板。經由旋塗將PEDOT：PSS之60奈米(nm)層沈積於經紫外臭氧處理之ITO基板上且隨後將其在180℃下於空氣中烘焙1小時。隨後在周圍條件下將綠色LEP(Lumation1304)之層於空氣中旋塗於該PEDOT：PSS層之頂上。該LEP層具有65 nm之厚度，其如藉由機械輪廓量測術來測定。接著如實例1中所描述，將110 nm ITO電極塗覆於該LEP之頂部上。應強調，在該實例中未在該LEP層與該ITO層之間安置PS－胺中間層。圖9展示比較實例2之裝置大體上可透過具有在400奈米至800奈米之間的波長的輻射。圖10展示比較實例2之裝置在將電能轉換至光能時展示不良效率。
實例3：製備具有作為陰極之PS－胺/ITO雙層之透明OLED
該具有PS－胺/ITO雙層陰極之透明OLED係如下製造。將經ITO預塗佈之玻璃用作基板。經由旋塗將PEDOT：PSS之60奈米(nm)層沈積於經紫外臭氧處理之ITO基板上且隨後將其在180℃下於空氣中烘焙1小時。隨後在周圍條件(24℃,42%相對濕度)下將綠色LEP(Lumation1304)之層於空氣中旋塗於該PEDOT：PSS層之頂上。該LEP層具有80 nm之厚度，其如藉由機械輪廓量測術來測定。接著如實例1中描述，將PS－胺/ITO雙層電極塗覆於該LEP之頂部上。圖11展示實例3之裝置大體上可透過具有在400奈米至800奈米之間的波長的輻射。圖12展示實例3之裝置在將電能轉換至光能時，相對於比較實例2之裝置而言展示較好之效率。
實例4：製備具有Naf/ITO雙層陰極之透明OLED
該具有NaF/ITO之透明OLED係如下製造。將經ITO預塗佈之玻璃用作基板。經由旋塗將PEDOT：PSS之60 nm層沈積於經紫外臭氧處理之ITO基板上且隨後將其在180℃下於空氣中且在周圍條件(24℃，相對濕度35%)下烘焙1小時。隨後將綠色LEP(Lumation1304)之層於空氣中旋塗於該PEDOT：PSS層之頂上。該LEP層具有70 nm之厚度，其如藉由機械輪廓量測術來測定。隨後將該樣品移至填充有氬氣之手套箱，其標稱含有少於百萬分之一的水分及氧氣。接著如實例2中描述，將NaF(4 nm)/ITO(110 nm)雙層電極塗覆於該LEP之頂部上。圖13展示實例4之裝置大體上可透過具有在400奈米至800奈米之間的波長的輻射。圖14展示實例4之裝置在將電能轉換至光能時，相對於比較實例2之裝置而言展示較好之效率。
使用PS－胺(實例1及3)及NaF(實例2及4)不會影響光學效能，因為該等雙層電極以及具有該等雙層電極作為陰極之OLED相對於比較實例1及具有裸ITO層之比較實例2之裝置而言顯示與其可比之透射率。使用PS－胺(實例3)及NaF(實例4)使透明OLED相對於無PS－胺或NaF之比較實例2之裝置而言具有顯著增強之效率。
雖然本文僅已說明及描述本發明之某些特徵，但熟習此項技術者將想到許多修改及變更。因此應瞭解隨附申請專利範圍意欲涵蓋屬於本發明之真正精神的所有該等修改及變更。
10．．．電子裝置
12．．．基板
14．．．第一導電層
16．．．電活性有機層
18．．．中間層
20．．．第二導電層
22．．．電子裝置
24．．．堆疊式/縱列式裝置
26．．．金屬層
28．．．電子裝置
30．．．電子裝置
32．．．電子裝置
圖1說明一例示性電子裝置配置之側視圖。
圖2說明另一例示性電子裝置配置之側視圖。
圖3說明一例示性堆疊式/縱列式電子裝置配置之側視圖。
圖4說明圖3中所示之堆疊式/縱列式電子裝置配置之例示性變體的側視圖。
圖5說明一電子裝置之一例示性配置的另一實施例。
圖6說明一電子裝置之一例示性配置的又一實施例。
圖7展示形成一例示性電子裝置配置之說明性方法步驟。
圖8展示形成另一例示性電子裝置配置構型之說明性方法步驟。
圖9展示具有藉由比較實例2中所述方法製成之裸ITO陰極之透明OLED的光學透射率與波長之函數關係。
圖10展示具有藉由比較實例2中所述方法製成之裸ITO陰極之透明OLED的效率與電流密度特性之函數關係。
圖11展示具有藉由實例3中所述方法製成之PS－胺/ITO雙層陰極之透明OLED的光學透射率與波長之函數關係。
圖12展示具有藉由實例3中所述方法製成之PS－胺/ITO雙層陰極之透明OLED的效率與電流密度特性之函數關係。
圖13展示具有藉由實例4中所述方法製成之NaF/ITO雙層陰極之透明OLED的光學透射率與波長之函數關係。
圖14展示具有藉由實例4中所述方法製成之NaF/ITO雙層陰極之透明OLED的效率與電流密度特性之函數關係。
10．．．電子裝置
12．．．基板
14．．．第一導電層
16．．．電活性有機層
18．．．中間層
20．．．第二導電層

Claims (6)

  1. 一種發光裝置，其包括：陰極、陽極及至少一層電活性層，該陰極為至少一層光學透明導電層，該陰極係與至少一層具有自1埃至100埃之厚度之光學透明中間層接觸；該陽極為光學透明的且與電洞注入層接觸；及介於該電洞注入層與該光學透明中間層間之至少一層電活性有機層；該陰極具有至少100西門子/公分(S/cm)之電導率，該光學透明中間層包括：一材料，其具有在室溫下小於10-12 西門子/公分(S/cm)之體積電導率，及至少3.5eV之能帶隙；其中該光學透明中間層包括經胺取代之聚合材料，該聚合材料包括結構單元(I)或(II)： 其中A為芳族基團，R1 為氫、C1 -C30 脂族基團、C3 -C30 環脂族基團或C3 -C30 芳族基團、及R2 為氫、C1 -C30 脂族基團、C3 -C30 環脂族基團且p為自1至於A上取代可用之位置之最大數目的整數；其中B為C1 -C12 脂族基團或C3 -C12 環脂族基團、R3 及R4 獨立地為氫、C1 -C30 脂族基團、C3 -C30 環脂族基團或C3 -C30 芳族基團。
  2. 如請求項1之發光裝置，其中該陽極包括至少一種金屬氧化物。
  3. 如請求項2之發光裝置，其中該金屬氧化物係選自由氧化銦錫、氧化錫、氧化銦、氧化鋅、氧化銦鋅、氧化鋅銦錫、氧化銻及其混合物組成之群。
  4. 如請求項1之發光裝置，其中該透明導電層包括至少一種零價金屬。
  5. 如請求項1之發光裝置，其中A係選自由伸苯基、伸萘基、伸蒽基及伸茀基組成之群。
  6. 如請求項1之發光裝置，其中該經胺取代之聚合材料係選自由聚[(N,N-二丁基胺甲基)苯乙烯]、聚[(N,N-二甲基胺甲基)苯乙烯]、聚[(N,N-二丙基胺甲基)苯乙烯]、聚[(N,N-乙基甲基胺甲基)苯乙烯]、聚[(N,N-二乙基胺甲基)苯乙烯]及上述之兩者或兩者以上之混合物組成的群。
TW095145176A 2005-12-05 2006-12-05 用於有機電子裝置之透明電極 TWI481088B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/295,768 US20070128465A1 (en) 2005-12-05 2005-12-05 Transparent electrode for organic electronic devices

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200735434A TW200735434A (en) 2007-09-16
TWI481088B true TWI481088B (zh) 2015-04-11

Family

ID=38017042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW095145176A TWI481088B (zh) 2005-12-05 2006-12-05 用於有機電子裝置之透明電極

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20070128465A1 (zh)
EP (1) EP1961054A2 (zh)
JP (1) JP5442997B2 (zh)
KR (1) KR101423939B1 (zh)
CN (1) CN101322259B (zh)
TW (1) TWI481088B (zh)
WO (1) WO2007067407A2 (zh)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009084300A1 (ja) 2007-12-28 2009-07-09 Ibiden Co., Ltd. インターポーザー及びインターポーザーの製造方法
KR101089084B1 (ko) * 2007-12-28 2011-12-06 이비덴 가부시키가이샤 인터포저 및 인터포저의 제조 방법
GB2461527B (en) * 2008-07-01 2011-08-03 Limited Cambridge Display Technology Organic electronic device
US8692457B2 (en) 2010-12-20 2014-04-08 General Electric Company Large area light emitting electrical package with current spreading bus
EP2781347B1 (en) * 2011-11-17 2019-11-20 Konica Minolta, Inc. Transparent electrode and electronic device
US20130248822A1 (en) * 2012-03-23 2013-09-26 Xiong Gong Broadband Polymer Photodetectors Using Zinc Oxide Nanowire as an Electron-Transporting Layer
JP6112107B2 (ja) * 2012-04-25 2017-04-12 コニカミノルタ株式会社 透明電極、電子デバイス及び有機エレクトロルミネッセンス素子
EP2849186A4 (en) * 2012-05-08 2015-12-09 Konica Minolta Inc TRANSPARENT CONDUCTIVE FILM
JP6287834B2 (ja) * 2012-05-31 2018-03-07 コニカミノルタ株式会社 透明電極、電子デバイス及び有機エレクトロルミネッセンス素子
JP6142326B2 (ja) * 2012-08-01 2017-06-07 株式会社Ｊｏｌｅｄ 有機電界発光素子および有機電界発光素子の製造方法
KR20140042318A (ko) * 2012-09-28 2014-04-07 삼성코닝정밀소재 주식회사 투명 도전성 기재 및 이를 포함하는 터치 패널
KR102092344B1 (ko) * 2013-05-23 2020-03-23 삼성전자주식회사 투명 도전체 및 그 제조 방법과 상기 투명 도전체를 포함하는 전자 소자
KR101827352B1 (ko) * 2013-10-04 2018-02-08 원스 주식회사 광투과도가 우수한 전극, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전자소자
JP6369115B2 (ja) * 2014-04-30 2018-08-08 コニカミノルタ株式会社 透明電極、及び、電子デバイス
KR20170021589A (ko) * 2015-08-18 2017-02-28 엘지디스플레이 주식회사 표시 장치 및 이의 제조 방법
CN105489784B (zh) * 2015-12-09 2017-10-31 苏州大学 柔性导电电极的制备方法及该方法制备的电极及其应用
TWI788030B (zh) * 2016-07-20 2022-12-21 日商索尼股份有限公司 固體攝像元件及固體攝像裝置
GB201614450D0 (en) * 2016-08-24 2016-10-05 Univ Strathclyde Transparent conductive material

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1311009A2 (en) * 2001-11-08 2003-05-14 Xerox Corporation Organic light emitting devices
US20040004433A1 (en) * 2002-06-26 2004-01-08 3M Innovative Properties Company Buffer layers for organic electroluminescent devices and methods of manufacture and use
US20050007016A1 (en) * 2003-07-10 2005-01-13 Toshitaka Mori Organic electroluminescent element

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3673572A (en) * 1969-11-24 1972-06-27 Xerox Corp Electroluminescent device
JP3069139B2 (ja) * 1990-03-16 2000-07-24 旭化成工業株式会社 分散型電界発光素子
US5703436A (en) * 1994-12-13 1997-12-30 The Trustees Of Princeton University Transparent contacts for organic devices
US5858561A (en) * 1995-03-02 1999-01-12 The Ohio State University Bipolar electroluminescent device
US5728801A (en) * 1996-08-13 1998-03-17 The Dow Chemical Company Poly (arylamines) and films thereof
US5998803A (en) * 1997-05-29 1999-12-07 The Trustees Of Princeton University Organic light emitting device containing a hole injection enhancement layer
JPH10338872A (ja) * 1997-06-09 1998-12-22 Tdk Corp 色変換材料およびこれを用いた有機ｅｌカラーディスプレイ
US6420031B1 (en) * 1997-11-03 2002-07-16 The Trustees Of Princeton University Highly transparent non-metallic cathodes
US6469437B1 (en) * 1997-11-03 2002-10-22 The Trustees Of Princeton University Highly transparent organic light emitting device employing a non-metallic cathode
US6355756B1 (en) * 1999-05-18 2002-03-12 International Business Machines Corporation Dual purpose electroactive copolymers, preparation thereof, and use in opto-electronic devices
US6392339B1 (en) * 1999-07-20 2002-05-21 Xerox Corporation Organic light emitting devices including mixed region
EP1076368A2 (en) * 1999-08-11 2001-02-14 Eastman Kodak Company A surface-emitting organic light-emitting diode
US6639357B1 (en) * 2000-02-28 2003-10-28 The Trustees Of Princeton University High efficiency transparent organic light emitting devices
KR20010095429A (ko) * 2000-03-30 2001-11-07 윤덕용 단일 이온 전도체를 전자 혹은 정공 주입층으로 이용하는유기/고분자 전기 발광 소자
US6861091B2 (en) * 2000-12-27 2005-03-01 Canon Kabushiki Kaisha Self-assembly of organic-inorganic nanocomposite thin films for use in hybrid organic light emitting devices (HLED)
TWI225312B (en) * 2001-02-08 2004-12-11 Semiconductor Energy Lab Light emitting device
JP2002246184A (ja) * 2001-02-14 2002-08-30 Fuji Photo Film Co Ltd 発光素子
US6649433B2 (en) * 2001-06-26 2003-11-18 Sigma Technologies International, Inc. Self-healing flexible photonic composites for light sources
JP4409796B2 (ja) * 2001-09-07 2010-02-03 ローム株式会社 有機ｅｌイメージセンサ
KR100478522B1 (ko) * 2001-11-28 2005-03-28 삼성에스디아이 주식회사 유기 화합물 유도체막층을 포함하고 있는 고분자 유기전계 발광 소자 및 그 제조 방법
US6730417B2 (en) * 2002-01-29 2004-05-04 Xerox Corporation Organic electroluminescent (EL) devices
US6784318B2 (en) * 2002-02-25 2004-08-31 Yasuhiko Shirota Vinyl polymer and organic electroluminescent device
TW200307734A (en) * 2002-03-20 2003-12-16 Michigan Biotech Inst Conductive polymer-based material
CN1666576A (zh) * 2002-05-08 2005-09-07 泽奥勒克斯公司 使用反馈增强型发光二极管的显示器件
JP2004343051A (ja) * 2003-01-25 2004-12-02 Merck Patent Gmbh ポリマードーパント
JP2004327090A (ja) * 2003-04-21 2004-11-18 Fuji Electric Holdings Co Ltd 有機ｅｌ素子の製造方法
US6847162B2 (en) * 2003-04-29 2005-01-25 General Electric Company Light source with organic layer and photoluminescent layer
US6875320B2 (en) * 2003-05-05 2005-04-05 Eastman Kodak Company Highly transparent top electrode for OLED device
US7098525B2 (en) * 2003-05-08 2006-08-29 3M Innovative Properties Company Organic polymers, electronic devices, and methods
JP2005044799A (ja) * 2003-07-10 2005-02-17 Dainippon Printing Co Ltd 有機電界発光素子
US8741442B2 (en) * 2005-04-15 2014-06-03 General Electric Company Modified electrodes using functional organic materials and electronic devices therefrom

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1311009A2 (en) * 2001-11-08 2003-05-14 Xerox Corporation Organic light emitting devices
US20040004433A1 (en) * 2002-06-26 2004-01-08 3M Innovative Properties Company Buffer layers for organic electroluminescent devices and methods of manufacture and use
US20050007016A1 (en) * 2003-07-10 2005-01-13 Toshitaka Mori Organic electroluminescent element

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Chung, Choong-Heui et al,"Improvement in performance of transparent organic light-emitting diodes with increasing sputtering power in the deposition of indiumtin oxide cathode",Applied Physics Lett, Vol.86 Issue 9(28-02-2005) *

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009518781A (ja) 2009-05-07
TW200735434A (en) 2007-09-16
CN101322259A (zh) 2008-12-10
US20070128465A1 (en) 2007-06-07
KR20080073318A (ko) 2008-08-08
CN101322259B (zh) 2010-12-22
EP1961054A2 (en) 2008-08-27
WO2007067407A3 (en) 2007-11-22
KR101423939B1 (ko) 2014-07-28
JP5442997B2 (ja) 2014-03-19
WO2007067407A2 (en) 2007-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI481088B (zh) 用於有機電子裝置之透明電極
JP5025635B2 (ja) 官能性有機材料を用いた改質電極及び該改質電極から得られる電子デバイス
US8586968B2 (en) Organic light emitting diode having high efficiency and process for fabricating the same
US8766242B2 (en) Aromatic chalcogen compounds and their use
US20090208776A1 (en) Organic optoelectronic device and method for manufacturing the same
US20100308754A1 (en) Hole Transport Polymer for Use in Electronic Devices
US20060131567A1 (en) Surface modified electrodes and devices using reduced organic materials
KR20090003235A (ko) 고효율 광전자 소자
US20240116848A1 (en) Organic compound of formula (i) for use in organic electronic devices, an organic electronic device comprising a compound of formula (i) and a display device comprising the organic electronic device
Liang et al. Synthesis and electrochemical and electroluminescent properties of N‐phenylcarbazole‐substituted poly (p‐phenylenevinylene)
US11839154B2 (en) Phenanthroline-based compound and optoelectronic device comprising the same
Lee et al. Spin-assembled nanolayer of a hyperbranched polymer on the anode in organic light-emitting diodes: The mechanism of hole injection and electron blocking
TW201341446A (zh) 有機電致發光元件
US20230227401A1 (en) Organic Compound of Formula (I) for Use in Organic Electronic Devices, a Composition Comprising a Compound of Formula (IV) and at Least One Compound of Formula (IVa) to (IVd), an Organic Semiconductor Layer Comprising the Compound or Composition, an Organic Electronic Device Comprising the Organic Semiconductor Layer, and a Display Device Comprising the Organic Electronic Device
KR20230142353A (ko) 유기 전계발광소자