[发明专利]有机电致发光元件

说明书

本发明申请是本发明申请人于2003年8月11日提交的、申请号 为03127835.3、发明名称为“有机电致发光元件”的发明申请的分案 申请。

技术领域

本发明涉及一种有机电致发光元件，其具有当施加电场时能够实 现发光的有机化合物层。具体地说，本发明涉及通过交流偏压来发光 的有机电致发光元件。

技术背景

与无机化合物比较，有机化合物包括更多种材料系统，并且通过 适当的分子设计可以合成具有各种高级功能的有机材料。而且，有机 化合物的特点在于采用有机化合物形成的薄膜等表现出极大的柔韧 性，并且通过聚合作用还可以获得优越的可加工性能。根据这些优点， 近年来，使用功能有机材料的光子学和电子学技术受到关注。

利用有机材料的光学性质的光子学技术在当代工业技术中已经扮 演一个重要的角色。例如，感光材料，如光刻胶，已成为半导体精细 工艺的光刻技术中必不可少的材料。此外，由于有机化合物本身具有 光吸收的特性和由光吸收产生的光发射特性(荧光或磷光)，因此作 为发光材料例如激光颜料等，它们具有相当大的可适用性。

另一方面，由于有机化合物自身没有载流子，所以它们基本上具 有优越的绝缘性能。因此，在利用有机材料的电特性的电子领域，有 机化合物主要的常规用途是绝缘体，诸如用作绝缘材料、保护材料以 及覆盖材料。

但是，具有使大量的电流在基本上是绝缘体的有机材料内流动的 装置，并且这些装置也开始在电子领域实际应用。这里论述的“装置” 可以大致地分为两类。

第一类装置，由导电聚合物作代表，其中π-共轭系统有机化合物 掺有受主(电子受主)或施主(电子施主)以给-π共轭系统有机化合 物供给载流子(例如，参照非专利对比文件1)。通过增加掺杂量，载 流子将增扩到一定的区域。因此，它的暗电导率也将随之增加，以致 将有效地使电流流动。

非专利对比文件1：Hideki Shirakawa，Edwin J.Louis，Alan G. MacDiarmid，Chwan K.Chiang和Alan J.Heeger“导电有机聚合物 的合成：聚乙炔(polyacetyrene)的卤素衍生物，(CH)x”Synthesis of Electrically Conducting Organic Polymers：Halogen Derivatives of Polyacetyrene，Chem.Comm.1977，16，第578-580 页

掺杂受主/施主以提高暗电导率从而使电流在有机材料中流动的 这种装置的一部分已应用于电子领域。其例子包括使用聚苯胺或多并 苯(polyacene)的可充电蓄电池以及使用聚吡咯的电场电容器。

使大量的电流在有机材料中流动的另一类装置使用SCLC(空间电 荷限制电流)。SCLC是通过从外部注入空间电荷并移动它而使之流动 的电流，其电流密度用蔡尔德定律表示，亦即，如下面的公式1所示。 在公式中，J表示电流密度、ε表示相对介电常数、ε_o表示真空介电常数、 μ表示载流子迁移率、V表示电压以及d表示施加电压V的电极之间的距 离：

公式1

J＝9/8·εε_oμ·V²/d³

注意SCLC由公式1表示，其中假定当SCLC流动时没有任何载流子俘 获(trap)产生。由载流子俘获限制的电流称为TCLC(俘获电荷限制 的电流)，并且它与电压功率成正比，但是SCLC和TCLC的流速都是由 本体确定的电流。因此，在下文中SCLC和TCLC都用同样的方式处理。

这里，为了比较，公式2表示为根据欧姆定律的欧姆电流流动时的 电流密度的公式。σ表示电导率，E表示电场强度：

公式2

J＝σE＝σ·V/d

在公式2中，由于电导率σ表示为σ＝neμ(n指载流子密度、e指电 荷)，因此载流子密度是包括在决定流动的电流量的因子中。因此， 在具有一定程度的载流子迁移率的有机材料中，只要不通过如上所述 的掺杂增加材料的载流子密度，那么欧姆电流就不会在通常几乎没有 载流子的有机材料内流动。