[发明专利]光电器件

说明书

本发明涉及光电器件，例如用于发射或检测光的器件。

光电器件的一种特定类型是使用用于光发射或检测的有机材料的那些。在PCT/WO90/13148和US4539507中公开了发光有机材料，其内容在此引用供参考。这些器件的基本结构是发光有机层，例如夹在两个电极之间的聚(对亚苯基亚乙烯基)(“PPV”)膜。一个电极(阴极)注入负电荷载流子(电子)，另一电极(阳极)注入正电荷载流子(空穴)。电子和空穴在有机层中复合产生光子。PCT/WO90/13148中有机发光材料是聚合物。US4539507中有机发光材料是公知的小分子材料类型，例如(8-羟基喹啉)铝(“Alq3”)。在实际器件中，电极之一通常是透明的，使得光子能逸出器件。

图1表示该有机发光器件(“OLED”)的典型横截面结构。一般在用形成阳极2的透明材料例如铟锡氧化物(“ITO”)涂覆过的玻璃或塑料衬底1上制备OLED。该涂覆衬底有市售。ITO涂覆的衬底至少覆盖电致发光有机材料薄膜3和通常为金属或合金的最后阴极层4。

该器件的一些特别有吸引力的应用是作为电池供电装置例如便携式计算机和移动电话的显示器。因此，为延长该装置的电池寿命，强烈要求提高发光器件的效率。改善效率的一种途径是对发光材料本身的仔细选择和设计。另一种是优化显示器的物理布置。第三种是改善发光层中电荷注入和电荷复合的条件。

为改善发光层中电荷注入和电荷复合的条件，公知在电极之一或两个与发光层之间包括有机材料例如聚苯乙烯磺酸掺杂的聚亚乙基二氧噻吩(“PEDOT-PSS”)的电荷输运层。适当选择的电荷输运层可增强电荷注入发光层，并阻挡电荷载流子的逆向流动，有助于电荷复合。也公知由功函数有助于电荷载流子理想流动的材料来形成电极。例如，优选低功函数材料例如钙或锂作为阴极。PCT/WO97/08919公开了镁：锂合金形成的阴极。

按照本发明的一个方面，提供一种光电器件，包括：阳极；阴极；以及位于电极之间的光电有源区；阴极包括：第一层，包含功函数低于3.5eV的材料；与第一层组成不同的第二层，包含功函数低于3.5eV的另一种材料，第二层比第一层更远离光电有源区；以及第三层，包含功函数大于3.5eV的材料，第三层比第一层更远离光电有源区。

按照本发明的第二方面，提供形成光电器件的方法，包括：淀积阳极；在阳极上淀积光电有源材料区；在光电有源材料区上淀积功函数低于3.5eV的材料，形成第一阴极层；在第一阴极层上淀积功函数低于3.5eV的另一种材料，形成与第一阴极层组成不同的第二阴极层；以及第二阴极层上淀积功函数大于3.5eV的材料，形成第三阴极层。

第一层可与光电有源区相邻，或在第一层和光电有源区之间有一个或多个其它层(优选导电层)。光电有源区适合呈层状，优选为光电有源材料层。适当激活光电有源区以发射光或响应入射光产生电场。优选该器件是电致发光器件。

第一层的适当厚度是小于50埃，任意地小于30埃或小于25埃或20埃。第一层厚度可小于15埃或10埃。第一层厚度范围是5埃-20埃，可能大约15埃左右。一般而言，优选第一层厚度范围是10埃-140埃。第一层最好，但并非必须比第二层薄。

第二层的适当厚度小于1000埃，优选小于500埃。第二层的适当厚度大于40埃或100埃，任意地大于150埃或200埃。优选第二层厚度范围是40埃-500埃。

构成第一层的、功函数低于3.5eV的所述材料(“第一低功函数材料”)的功函数优选高于构成第二层的、功函数低于3.5eV的所述材料(“第二低功函数材料”)，或另一方面，其功函数要低一些。这里提及的材料功函数优选是器件中的其有效功函数，可能与其本体功函数不同。因此，优选第一低功函数材料在器件中具有低于3.5eV的有效功函数，和/或第二低功函数材料在器件中具有低于3.5eV的有效功函数。

优选第一和第二低功函数材料是族1、族2或过渡金属的化合物或配合物。优选该材料是化合物-例如卤化物(例如氟化物)、氧化物、碳化物或氮化物。优选该材料是金属例如Mg、Li、Cs或Y的化合物。

第二低功函数材料可以是如下所列中选择出的金属：Li、Ba、Mg、Ca、Ce、Cs、Eu、Rb、K、Sm、Y、Na、Sm、Sr、Tb、或Yb；或该类金属的两种或多种的合金；或该类金属的一种或多种与另一种类金属例如Al、Zr、Si、Sb、Sn、Zn、Mn、Ti、Cu、Co、W、Pb、In或Ag一起的合金。