[发明专利]有机部件

说明书

技术领域

本发明涉及有机部件，其具有电极和对电极，并且还具有有机层装置(an arrangement of organic layers)，该有机层装置布置在所述电极与对电极之间并且与所述电极和对电极电接触，该有机层装置包括用于输运从电极及从对电极注入到有机层装置内的电荷载流子的电荷载流子输运层。

背景技术

此类部件在多种实施方案中是已知的，尤其已知作为发光有机部件。一种类型的发光有机部件是有机发光二极管(OLED)。自从Tang等演示低工作电压(参考C.W.Tanget al.，Appl.Phys.Lett.51(12)，913(1987))以来，有机发光二极管已经成为有希望的用于生产新型发光元件和显示元件的候选物。所有这些部件均包括一系列的有机材料薄层，所述有机材料薄层优选地在真空中通过气相沉积法施加或在溶液中以其聚合物或低聚物形式进行加工。在通过金属层电接触，因而产生触点后，这些部件形成了广泛的电子或光电子部件，例如二极管、发光二极管、光电二极管、晶体管和气体传感器，它们就特性而言与已建立的基于无机层的部件竞争。

在有机发光二极管的情况下，光通过由于外加电压而使得电荷载流子，即来自电极的电子及来自对电极的空穴或来自电极的空穴及来自对电极的电子，注入至布置在电极与对电极之间的有机层装置中，随后在有源区中形成激子(电子/空穴对)，及这些激子在产生光的发射区中复合而产生，并且所述光从该发光二极管中发射。

此类基于有机物的部件胜过常规的基于无机物的部件例如半导体如硅或砷化镓的优点，在于这样的事实，即有可能产生具有极大表面积的元件，也就是说大型显示元件(显示板、屏幕)。有机原材料与无机材料相比相对便宜。此外，由于与无机材料相比，其加工温度低，所以这些材料可以应用于柔性基底，这开启在显示与照明技术领域中的众多新应用。

文献US 5093698描述PIN型有机发光二极管(PIN-OLED)，其为具有掺杂的电荷载流子输运层的有机发光二极管。具体地，利用了位于两个电极之间的三层有机层。在该文献中，n型掺杂的层和p型掺杂的层改善了向分别掺杂的层内的电荷载流子的注入以及空穴和电子的输运。所提出的结构由包括至少五种材料的至少三层组成。

优选地选择HOMO(“最高占据分子轨道”)和LUMO(“最低未占据分子轨道”)的能级，使得两类电荷载流子均被“俘获”在发射区内，以便确保电子与空穴的有效复合。通过适当选择用于发射层和/或电荷载流子输运层的电离电位或电子亲和力而实现使电荷载流子约束于发射区内，这将在下文更详细地讨论。

产生可见光的一个先决条件是在复合区内形成的激子至少具有与待发射的光的波长对应的能量。这里，需要最高能量以产生具有400-475nm范围的波长的蓝光。为了促进电荷载流子从电荷输运层向发射区的注入，有利的是优选使用这样的材料作为用于这些层的基体材料，所述材料就其能级而言适应于发射区，使得存在电子在电子输运层内的能级与空穴在空穴输运层内的能级之间的最高可能的能量差。

发光部件的工作模式与发射接近可见光谱范围的电磁辐射，例如红外或紫外辐射的部件的工作模式并无不同。

在电子输运层的材料的情况下，实验已经发现LUMO的能量应当至多是-2.7eV以下。这对应于相对于Fc/Fc⁺(相对于二茂铁/二茂铁鎓(ferrocenium))的至多-2.1V的值。在OLED中用作电子输运层材料的标准材料具有这样的LUMO，例如BPhen(LUMO -2.33eV)和Alq₃(LUMO -2.47eV)。在空穴输运层的材料的情况下，HOMO优选是-4.8eV以下，对应于相对Fc/Fc⁺(相对于二茂铁/二茂铁鎓)的0V以上。

为实现合适的掺杂效应，p掺杂剂和n掺杂剂必须具有一定的还原电位/氧化电位以便获得空穴输运层基体的氧化以实现p掺杂，以及电子输运层基体的还原以实现n掺杂。