[发明专利]有机光电子器件和透明的无机半导体在载流子对生成层序列中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机光电子器件，尤其地，本发明涉及一种具有载流子对生成层的有机光电子器件，以及一种透明的无机半导体在有机光电子器件的载流子对生成层序列中的应用。

背景技术

光电子器件设计成用于将电能转换成电磁辐射、例如转换成可见光或者用于相反的过程。能够分别提及发射设备或者探测设备。只要功能层为了能量转换包含有机材料，例如有机的半导体材料、有机的掺杂材料或有机的载流子传输材料，那么为有机光电子器件。

对于光电子器件作为发射设备的一个实例是发光设备，特别是发光二极管(LED)。所述设备典型地包括电极，在所述电极之间设置有源区。能够经由所述电极将电流输送给发光设备，所述电流在有源区中被转换成光能、即被转换成电磁辐射。光能经由辐射耦合输出面从发光设备中耦合输出。

一种特别的发光设备是有机发光设备(OLED)。OLED在有源层中具有有机电致发光层或层序列，以便将电能转换成电磁辐射。在OLED经由电极与电流源接触时，不同的载流子类型被注入到有机层中。正载流子、也称作为空穴从阳极穿过有机层朝向阴极的方向迁移，而电子从阴极朝向阳极的方向穿过有机层。在此，电子和空穴能够复合并且在有机层中形成电子-空穴对的形式的激发态，即所谓的激子。激子在发射电磁辐射的情况下分解。

光电子器件的另一个实例是探测设备，在所述探测设备中，光辐射转换成电信号或电能。这样的光电子器件例如是光电探测器或太阳能电池。探测设备也具有设置在电极之间的有源层。探测设备具有辐射入射侧，经由所述辐射入射侧，电磁辐射、例如光、红外或紫外辐射射入到探测设备中并且被引向有源层。在有源层中，在辐射的作用下激发激子，所述激子在电场中分为电子和空穴。因此，产生电信号或电荷并且将其提供给电极。

发明内容

在所有情况下，将电能转换成电磁辐射或相反过程的高的效率是值得期望的。本发明的基于下述问题：提出具有改进的固有特性和功率特征的有机光电子器件，例如具有器件中的电流密度的较高的均匀性或具有OLED中的较高的光密度。

所述问题通过根据一种有机光电子器件来实现，所述有机光电子器件具有层结构以用于产生并且分离第一载流子类型的载流子和第二载流子类型的载流子，其中所述层结构具有层序列，所述层序列具有n型区域和空穴导电的p型区域，其中所述p型区域具有空穴导电的透明的无机半导体；并且其中所述层结构构成为，使得在所述p型区域和所述n型区域之间或在其边界面处产生和分离载流子；并且通过透明的无机半导体的应用来实现，其中将空穴导电的透明的无机半导体应用在有机光电子器件的层结构中，其中所述层结构设计成用于产生并且分离第一载流子类型的载流子和第二载流子类型的载流子，其中所述层结构具有层序列，所述层序列具有n型区域和空穴导电的p型区域，其中所述p型区域具有空穴导电的透明的无机半导体；并且其中所述层结构构成为，使得在所述p型区域和所述n型区域之间或在其边界面处产生和分离载流子；并且通过一种空穴导电的透明的无机半导体在有机发光设备的载流子对生成层中的应用来实现；并且通过一种空穴导电的透明的无机半导体在有机发光设备的载流子对生成层中的应用来实现，其中所述有机发光设备属于根据本发明的光电子器件。

有机光电子器件的改进方案和有利的设计方案在本文中给出。

示例性的实施方式

只要能类似地应用，下文所描述的实施方式的不同的设计方案以相同的方式适用于有机光电子器件和透明的无机半导体的应用。

有机光电子器件的实施方式具有层结构。在此，层结构设为用于分离第一载流子类型的载流子和第二载流子类型的载流子。例如，第一载流子类型的载流子是空穴，并且第二载流子类型的载流子是电子。这样的层结构的实例是载流子对生成层序列或“电荷生成层，charge generating layer”(CGL)。层结构的主要的功能是当外部电场作用时分离载流子对(例如电子-空穴对)，使得第一载流子类型的载流子(例如电子)在层结构的第一区域中提供并且第二载流子类型的载流子(例如空穴)在层结构的第二区域中提供。

这样的载流子对生成层序列例如具有电势跃迁或内建电压(也称作为built-in voltage)。所述电势跃迁有利地设计成，使得层的HOMO能级或价带在能量方面与邻接的层的LUMO能级或导带接近或重叠。电势跃迁或内建电压能够通过层的不同的特性来影响。其中包括所使用的材料的掺杂或逸出功。同样，通过在层边界面上构成边界面偶极子，影响电势跃迁或内建电压。通过电势跃迁或内建电压能够引起产生电子-空穴对和分离载流子。