電活性器件用電極層疊體及其製造方法

2023-05-31 13:28:26

專利名稱：電活性器件用電極層疊體及其製造方法
電活性器件用電極層疊體及其製造方法 關於聯邦政府資助研究和開發的聲明本發明依據國家標準技術研究所授予的合同號70NANA3H3030在政府 的支持下完成。政府享有本發明中的一定權利。
背景技術：
本發明總體上涉及電活性器件用電極。本發明具體涉及有機電活性器 件用電極。通過注入電荷而工作，電荷結合，從而在發光器件中造成能量輻射或者在 光伏器件中造成電荷分離。電活性器件的有效工作取決於穿過電極和相鄰 介質之間的界面有效地傳輸電荷，等等。具有低功函(期望低於4.0eV)的金屬例如鹼金屬和鹼土金屬通常用作陰 極材料以促進電子注入。用於促進電子注入的陰極材料例如鈣、鋰和銫通 常為活性金屬，對水分和氧氣敏感，暴露於環境時劣化。因而，需要氣密 封以避免這些陰極材料暴露於氧氣和水分。按照慣例，通常將使用這些金 屬作為陰極材料的器件封裝，以避免氧氣和水分接觸器件的活性組分。此 外，使用包含活性較低的金屬例如鋁的覆蓋層覆蓋和保護含有這些陰極材 料的層。不利地，覆蓋層可能易於產生針孔和缺陷，從而允許水分和氧氣 滲入到達活性陰極材料。因而，需要解決電活性器件例如有機電活性器件的前述問題中的一個 或多個問題的方法。發明內容簡言之，根據本發明的方面，提供電活性器件用陰極層疊體。該陰極 層疊體包括電子注入層、覆蓋層和吸氣層(getter layer)，該吸氣層在陰極層疊體的內部。根據本發明的另一些方面，提供電活性器件。電活性器件包括陰極層疊體和至少一層電活性層，所述陰極層疊體包括吸氣層，該吸氣層在陰極 層疊體的內部。根據本發明的另 一些方面，提供包括吸氣層的陰極層疊體的製造方法。 該方法包括以層疊結構提供電子注入層、覆蓋層和吸氣層，其中覆蓋層的 至少 一部分設置為與電子注入層的至少 一部分接觸，並且其中吸氣層的至 少 一部分設置為與覆蓋層的至少 一部分接觸。根據本發明的再一些方面，提供包括具有吸氣層的陰極層疊體的有機 電活性器件的製造方法。該方法包括提供包括基底和至少 一層電活性層的 第一子結構和提供包括陰極層疊體的第二子結構，其中第二子結構設置為 與第 一子結構的至少 一部分接觸，並且其中陰極層疊體包括電子注入層、 覆蓋層和吸氣層。


參考附圖閱讀下述詳細說明時，將更好地理解本發明的這些和其它特徵、方面和優勢，其中在附圖中相同的標記始終表示相同的部分，其中 圖1為根據本發明各方面的陰極層疊體的示範性實施方案的截面圖； 圖2為根據本發明各方面的陰極層疊體的另一種示範性實施方案的截面圖；圖3為根據本發明各方面的陰極層疊體的另一種示範性實施方案的截 面圖；圖4為根據本發明各方面包括陰極層疊體的有機發光器件的另一種示 範性實施方案的截面圖；圖5為根據本發明各方面包括陰極層疊體的有機發光器件的另一種示 範性實施方案的截面圖；圖6根據本發明各方面包括陰極層疊體的有機發光器件的另一種示範 性實施方案的截面圖；圖7為根據本發明各方面的有機發光器件的另一種實施方案的截面圖；圖8為根據本發明各方面的有機發光器件的效率隨電流密度變化的示 意圖；和圖9為根據本發明各方面的有機發光器件的工作壽命的曲線圖。
具體實施方式
本發明各實施方案披露具有吸氣層的陰極層疊體、包括所述陰極層疊 體的電活性器件和具有所述陰極層疊體的器件的製造方法。在以下說明和隨後的權利要求中，將參考定義為具有下述含義的大量術語。單數形式"一""一種"等包括複數對象，除非文中另作明確MJt。如本申請所用，術語"電活性"是指材料(l)能夠傳輸、阻擋或存儲電荷(正 電荷或負電荷)，(2)能夠吸收或發射光，通常為螢光，但不是必需的，和/或(3)用於生成光致電荷，和/或(4)施加偏壓時具有變化的顏色、反射率、透射率。"電活性器件"為包括電活性材料的器件。在本文中，電活性層為用 於電活性器件的層，該層包括至少 一種電活性材料或至少 一種電極材料。 如本申請所用，術語"有機材料"可指小分子有機化合物或者高分子有機化合物，包括但不限於樹枝狀大分子或大分子聚合物，包括具有2-10個重 復單元的低聚物和重複單元多於IO個的聚合物。如本申請所用，術語"設置在……之上"或"沉積在……之上"是指直接設置或沉積在…...之上並且接觸...…，或者設置或沉積在……之上但 之間具有中間層。如本發明各實施方案中所用，術語"脂族烴基(alkyl)"旨在表示線形脂 族烴基、支鏈脂族烴基、芳基脂族烴基、環脂族烴基、二環脂族烴基、三 環脂族烴基和多環脂族烴基，其包括碳原子和氫原子，並且任選地包含除 碳和氫之外的原子，例如選自周期表15族、16族和17族的原子。脂族烴 基可以是飽和的或不飽和的，並且可包括例如乙烯基或烯丙基。術語"脂 族烴基"還包括脂族烴氧基的脂族烴基部分。除非另外指出，在各種實施 方案中直鏈脂族烴基和支鏈脂族烴基包含1-約32個碳原子並且包括作為示例性非限制性實例的C,-C32脂族烴基(任選被選自C,-C32脂族烴基、C3-C15環脂族烴基或芳基中的一個或多個基團取代)；和C3-ds環脂族烴基(任選被選自C,-C32脂族烴基或芳基中的一個或多個基團取代)。 一些示例性非限制性實例包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊 基、新戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基和十二烷基。環 脂族烴基和雙環脂族烴基的一些具體的示例性非限制性實例包括環丁基、 環戊基、環己基、曱基環己基、環庚基、雙環庚基和金剛烷基。在各種實施方案中芳脂族烴基包括含7 約14個碳原子的芳脂族烴基；這些芳脂族烴基包括但不限於苯曱基、苯丁基、苯丙基和笨乙基。如本發明各種實施方案中所用，術語"芳基"旨在表示包括6 20個環碳原子的取代或未取代的芳基。芳基的一些示例性非限制性實例包括C6-C2。芳基(任選被選自以下基 團中的一個或多個基團取代d-C32脂族烴基、C3-C,s環脂族烴基、芳基和包括選自周期表15、 16和17族中的原子的官能團)。芳基的一些具體的示 例性非限制性實例包括取代或未取代的苯基、聯苯基、曱苯基、二曱苯基、 萘基和聯萘基。根據本發明的一種實施方案，提供電活性器件用陰極層疊體，其中該 陰極層疊體包括其內的至少一個吸氣層。如本申請所用，術語"吸氣層" 是指氧氣和水分的阻擋層，其能夠吸收、阻擋、消耗氧氣和水分和/或與氧 氣和水分反應，否則氧氣和水分將滲入吸氣層以下的層中。參考圖1，示例 了包括多個陰極層的陰極層疊體10的第一示範性實施方案。在所示例的實 施方案中，陰極層疊體10示為包括電子注入層12、設置在電子注入層12 上的覆蓋層14和設置在覆蓋層上的吸氣層16。電子注入層可有助於電子遷 移穿過陰極和相鄰材料(未示出)之間的界面。根據該示範性實施方案，陰極 層疊體10包括內吸氣層16，該內吸氣層16防止水分和氧氣透過覆蓋層14 到達電子注入層12。如以下進一步所討論的，通過提供陰極層疊體內部的 吸氣層16，可獲得更耐用的有機電子器件。在一種實例中，覆蓋層可為導電層。在非限制性實例中，電子注入層 包括電子注入材料例如氟化鈉，覆蓋層包括覆蓋層材料例如鋁，吸氣層包 括吸氣層材料例如氧化4丐。如以下進一步描述的，其它材料可用於電子注 入層12、覆蓋層14和吸氣層16。如本領域技術人員所理解的，在本發明 的替換性實施方案中，可存在多個電子注入層或覆蓋層或吸氣層。在陰極層疊體中，根據本發明的一種實施方案，覆蓋層的至少一部分 設置在電子注入層的至少一部分上。在另一實施方案中，吸氣層的至少一 部分設置在覆蓋層的至少一部分上。在本發明的一種實施方案中，陰極層疊體的一個或多個層可為反射性 的，以提供基本為反射性的陰極，從而當用於有機電活性器件例如有機發 光器件時，陰極層疊體將從發光層接收到的光反射回去，使之穿過器件在 器件的陽極側射出。術語"基本為反射性"是指反射以小於或等於IO度的 入射角入射在陰極層疊體上的可見光的至少50%，優選至少80%，更優選至少卯％。在其它實施方案中，陰極層疊體可為基本透明的，從而能夠使 從發光層接收到的光透出。術語"基本透明"是指允許可見光的至少50%，優選至少80%，更優選至少90%以小於或等於IO度的入射角透過陰極層疊 體。可對陰極層疊體層中一層或多層的厚度進行選擇，以提供所需的光學透明度。適宜的電子注入層材料包括鹼金屬、鹼土金屬、鹼金屬卣化物例如氟 化鈉和氟化鉀、以及鹼土金屬卣化物例如氟化鎂。覆蓋層材料的非限制性實例包括金屬例如Al、 Ag、 Au、 In、 Sn、 Zn、 Zr、 Sc、 Y、 Mn、 Pb、鑭系金屬，以及所述金屬的混合物和合金。適宜的吸氣層材料包括金屬例如但不限於鈣、鋇、鍶和鎂，金屬氧化 物例如氧化鉤、氧化鍶、氧化鋇和氧化鎂。在一種實施方案中，吸氣層材 料的選擇可取決於材料有效抑制水分和氧氣向其後各層遷移的能力。可用於陰極層疊體的其它適宜的材料包括但不限於氧化銦錫、氧化錫、 氧化銦、氧化鋅、氧化銦鋅、氧化鋅銦錫、氧化銻、碳納米管和它們的混 合物。根據本發明的另一種實施方案，陰極層疊體包括夾在兩個覆蓋層之間 的至少一個吸氣層。參考圖2，示例了陰極層疊體10的另一種示範性實施 方案。在所示實施方案中，陰極層疊體10示為包括第一電子注入層12以 及設置在兩個覆蓋層14和15之間的吸氣層16。如所理解的，圖2的示範 性實施方案可能適於應用，其中該示範性實施方案通過在吸氣層上設置覆 蓋層可有利地保護吸氣層。根據本發明的另一種實施方案，陰極層疊體包括嵌在覆蓋層中的至少 一個吸氣層。參考圖3，示例了陰極層疊體10的另一種示範性實施方案。 在所示實施方案中，陰極層疊體10示為包括第一電子注入層12和嵌在覆 蓋層14中的吸氣層16。在一些實施方案中，覆蓋層包圍吸氣層的兩個或更 多個側面。在另一些實施方案中，覆蓋層可以封裝一個或多個吸氣層。在 另 一些實施方案中，兩個或更多個吸氣層或吸氣區可嵌在覆蓋層中。根據本發明的 一 種實施方案，提供包括陰極層疊體的有機電活性器件， 所述陰極層疊體具有至少一個吸氣層。參考圖4,示例了有機電活性器件 20的第一示範性實施方案。在所示實施方案中，有機電活性器件20包括設 置在陽極層22上的電活性層24和設置在電活性層24上的具有吸氣層的陰極層疊體10。該陰極層疊體包括至少一個電子注入層、至少一個覆蓋層和 至少一個吸氣層，並且可包括以上結合圖1-3所述的結構中的任一種。如本 領域技術人員所理解的，在本發明的替換性實施方案中，可存在多個電活性層。電活性層的非限制性實例包括電子傳輸層、空穴傳輸層、空穴注入層、 空穴注入增強層、電子注入增強層、光吸收層、光致發光層、電極層和電 致發光層。在一種實施方案中，有機電活性器件包括至少一個有機電活性層。有實施方案中，有機活性層24為發光層，從而如本領域技術人員所理解的， 在由電源26施加電壓時，分別通過陰才及層疊體10和陽才及22注入電子和空 穴，電子和空穴在發光層或電致發光層結合，從而發光。在一種實施方案中，電子注入層的厚度為約0.1-100 nm。在一些實施方 案中，電子注入層的厚度為約0.1-10nm。在一種實施方案中，覆蓋層的厚度為約20-200 nm。在一些實施方案中， 覆蓋層的厚度為約20-100 nm。在一種實施方案中，吸氣層的厚度為約10-100 nm。在一些實施方案中， 吸氣層的厚度為約30-60 nm。參考圖5,示例了包括陰極層疊體10的有機電活性器件20的另一種示 範性實施方案。在所示實施方案中，有機電活性器件20包括設置在陽極層 22和陰極層疊體10之間的電活性層24和28。陰極層疊體包括至少一個電 子注入層、至少一個覆蓋層和至少一個吸氣層，並且可包括以上結合圖1-3 所述的結構中的任一種。在非限制性實例中，電子注入層為氟化鈉層，覆 蓋層為鋁層，吸氣層為鈣層。在非限制性實例中，電活性層24為發光層， 電活性層28為空穴傳輸層。在一種實施方案中，陽極層為基本透明的層。參考圖6,示例了包括陰極層疊體的有機電活性器件20的另一種示範 性實施方案。在所示實施方案中，有機電活性器件20包括設置在陽極層22 和陰極層疊體10之間的電活性層24和28。該實施方案還包括設置在陰極 層疊體上的玻璃蓋片或金屬箔30。可使用粘結劑32將玻璃蓋片或金屬箔 30粘結在陰極層疊體10上。陰極層疊體包括至少一個電子注入層、至少一 個覆蓋層和至少一個吸氣層，並且可包括以上結合圖1-3所述的結構中的任一種。參考圖7，示例了包括陰極層疊體10的有機電活性器件20的另一種示 範性實施方案。在所示實施方案中，有機電活性器件20包括設置在陽極層 22和陰極層疊體10之間的電活性層24和28。該陰極層疊體10包括至少 一個吸氣層，並且可包括以上結合圖1-3所述的結構中的任一種。器件20 包括設置在陰極層疊體10上的玻璃蓋片或金屬箔30。可利用粘結劑32將 玻璃蓋片或金屬箔30粘結在陰極層疊體10上。該器件還包括基底34。例 如，基底為玻璃層。在一些實施方案中，陽極和基底可作為組合層存在。 在一種實施方案中，基底為基本透明的基底。在本發明的一種實施方案中， 包括具有吸氣層的陰極層疊體的有機發光器件(OLED)的工作壽命大於約 1000小時。將OLED器件的工作壽命(也稱為半衰減時間)定義為其亮度降 至初始亮度值的50%時的時間。可用於空穴或電子傳輸層的電荷傳輸層材料的非限制性實例包括低-中 分子量(例如小於約200,000)有機分子、聚(3,4-亞乙基二氧噻吩)(PEDOT)、 聚苯胺、聚(3,4-亞丙基二氧噻吩)(PProDOT)、聚苯乙烯磺酸酯(PPS)、聚乙 煤等，以及它們的組合。空穴傳輸層材料的非限制性實例包括三芳基二胺、四苯基二胺、芳族 叔胺、包括氨基的。惡二峻衍生物、腙書t生物、。卡唑衍生物、三唑衍生物、咪唑衍生物、聚瘞吩，等等。適於用作空穴阻擋層的材料包括。卡唑(PVK聚(N-乙烯基。卡唑))等及其組合。空穴注入增強層材料的非限制性實例包括亞芳基類化合物，例如 3，4，9，10-二萘嵌苯四羧酸二酐、二(l,2,5-噻二唑)-對醌二(l，3-二硫雜環戊二烯)等及其組合。用於電子注入增強層材料和電子傳輸層材料的材料包括金屬有機配合 物，例如。惡二唑衍生物、二萘嵌苯衍生物、吡啶衍生物、嘧。定衍生物、喹啉 衍生物、p奎喔啉衍生物、二苯基醌衍生物、硝基取代芴衍生物等及其組合。其衍生物；聚藥及其衍生物如聚(烷基芴)，例如聚(9，9-二己基芴)、聚(二辛 基芴)或聚(9,9-二(3,6-二。惡庚基)-芴-2,7-二基)；聚(對亞苯基)(PPP)及其衍生 物，例如聚(2-癸基氧-l,4-亞苯基)或聚(2,5-二庚基-l,4-亞苯基)；聚(對亞苯基 亞乙烯基)(PPV)及其衍生物，例如二烷氧基取代的PPV和氰基取代的PPV;聚p塞吩及其衍生物，例如聚(3-烷基逸吩)、聚(4，4'-二烷基-2,2'-聯逢吩)、聚(2,5-亞噻吩基亞乙烯基)；聚(p比啶亞乙烯基)及其衍生物；聚喹喔啉及其衍生物； 和聚p奎啉及其衍生物。在一種具體實施方案中，適宜的發光材料為N，N-二 (4-曱基苯基)-4-苯胺封端的聚(9,9-二辛基芴基-2，7-二基)。還可使用上述聚合 物的混合物或者基於上述聚合物中 一種或多種以及其它聚合物的共聚物。另一類適宜用於發光層的材料為聚矽烷。通常，聚矽烷為被多個烷基 和/或芳基側基取代的線形矽主鏈聚合物。聚矽烷為沿聚合物主鏈具有離域 (J共軛電子的準一維材料。聚矽烷的實例包括聚(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)和聚(二(對丁基苯基)矽 烷)。適用於有機電活性器件的陽極材料通常包括具有高功函值的材料。陽 極材料的非限制性實例包括但不限於氧化銦錫(ITO)、氧化錫、氧化銦、氧 化鋅、氧化銦鋅、鎳、金等及其組合。基底的非限制性實例包括熱塑性聚合物(聚(對苯二曱酸乙二醇酯)、聚 (萘二曱酸乙二醇酯)、聚醚碸、聚碳酸酯、聚醯亞胺、丙烯酸酯、聚烯烴)、 玻璃、金屬等及其組合。本發明的有機電活性器件可包括附加層，例如但不限於下述中的一種 或多種耐磨層、粘結層、耐化學腐蝕層(chemically resistant layer)、光致發 光層、輻射吸收層、電致變色層、光致變色層、輻射反射層、阻擋層、平 化層、光學漫射層及其組合。在本發明的一些實施方案中，有機電活性器件具有串列結構，其中將 多個OLED層疊在一起。例如，將第一OLED和第二OLED層疊在一起， 構造成使光透過第一 OLED的基底耦合射出。將第一 OLED的陰極構造為 至少部分透明，該陰極可為諸如Na、 Li等金屬的薄層，以使第二OLED發 出的光透過第一 OLED，從而與第一 OLED發出的光一起透過第一 OLED 的基底射出。將吸氣層設置為第二OLED中陰極層疊體的一部分。本發明的一種實施方案為陰極層疊體的製造方法。該方法包括例如如 圖1、 2和3所示按照層疊結構提供電子注入層、覆蓋層和吸氣層。在一些 實施方案中，將覆蓋層的至少一部分設置為與電子注入層的至少一部分接 觸，將吸氣層的至少一部分設置為與覆蓋層的至少一部分接觸。本發明的另 一 種實施方案為具有包括吸氣層的陰極層疊體的電活性器件的製造方法。該方法包括提供基底和在基底上設置或沉積至少 一層電活 性層。在沉積隨後各層之前，可對基底進行紫外/臭氧表面處理。基底的非限制性實例為ITO或聚合物基底。該方法還包括如圖4-7所示在電活性層 上設置或沉積陰極層疊體。在一種實施方案中，可如下沉積陰極層疊體 首先將電子注入層沉積在具有電活性層的基底上，然後沉積覆蓋層，並將 吸氣層沉積在覆蓋層上。在另一種實施方案中，將附加覆蓋層沉積在吸氣 層上，從而如圖2所示將吸氣層夾在兩個覆蓋層之間。在其它實施方案中， 採用掩蔽法(masking technique)將吸氣層沉積在覆蓋層上，從而在吸氣層上 另外沉積覆蓋層材料後，如圖3所示吸氣層嵌在或包封在覆蓋層材料中。 有利地，在陰極層疊體中使用吸氣層能夠實現在真空中製造整個有機電活 性器件，從而避免使活性陰極材料暴露於外界環境。該方法還包括在基底上設置空穴傳輸層材料、空穴注入層材料、電子 傳輸層材料、電子注入層材料、光吸收層材料、陰極層材料、陽極層材料 或電致發光層材料及其任意組合。如本申請所用，器件子結構可包括一個或多個基底層、 一個或多個電 極層、 一個或多個電活性層、或者一個或多個附加層(例如但不限於粘結層 和阻擋層)。在一些實施方案中，兩個或更多個器件子結構可相互沉積或設 置於對方之上，從而形成有機電活性器件。在另一些實施方案中，可利用 例如但不限於層壓法將兩個或更多個器件子結構組合，從而形成有機電活 性器件。層的沉積或設置方法包括例如但不限於旋塗、浸塗、逆向輥塗、繞線 或邁爾棒塗、直接或補償槽輥塗布、狹縫式口模塗布、刮塗、熱熔體塗布、 簾塗、刀輥塗、擠出、氣刀塗、噴塗、旋轉篩塗布、多層坡流塗布(multilayer slide coating)、共淨齊出、液面》餘布(meniscus coating)、 Comma 〉、餘布和孩i凹片反 式塗布、平版印刷法、朗繆爾法和閃蒸、氣相沉積、等離子體增強化學氣 相沉積("PECVD")、射頻等離子體增強化學氣相沉積("RFPECVD，，)、膨脹熱 等離子體化學氣相沉積("ETPCVD，，)、濺射包括但不限於反應賊射、電子回 旋共振等離子體增強化學氣相沉積("ECRPECVD")、感應耦合等離子體化學 氣相沉積("ICPECVD，，)等及其組合。在不進行進一步詳細說明的情況下，應當理解的是本領域技術人員能 夠利用本申請的描述最大程度的應用本發明。以下實施例旨在為本領域技13術人員實施本發明提供額外的指導。所提供的實施例僅僅為貢獻於本發明 教導的代表性工作。因而，這些實施例不以任何方式限制本發明，本發明 如所附權利要求所限定。實施例如下製造三個有機發光器件(OLED)，即樣品A、 B和C。預先塗覆有 氧化銦錫(ITO)(Applied Films)的玻璃用作所有三個樣品的基底。對ITO基底 進行了臭氧處理。經由旋塗將厚約65 nm的聚(3,4-亞乙基二氧噻吩)/聚苯乙 烯磺酸酯(PEDOT)(Bayer Corporation)層沉積在三個經紫外-臭氧處理的ITO 基底各自之上，然後在空氣中於約18(TC烘乾約1小時。然後將厚約65nm 的綠光發射聚合物(LEP)(獲自Dow Chemicals的Lumation 1304)層旋塗在所 有三個樣品的PEDOT層上。然後將三個樣品轉移到充有氬氣的手套箱(氧 氣和水分的含量小於約1 ppm)中。在約2xl0"torr的基本真空下，將NaF(約 4nm厚)/Al(約100nm厚)雙層層疊體熱蒸鍍在所有三個樣品的LEP層上。接 著，在不破壞真空的情況下使用相同的蒸鍍儀在樣品B和C的雙層層疊體 上熱蒸鍍鈣(Ca)吸氣層。第 一 器件即樣品A用作參照物並且沒有Ca吸氣層。 在樣品B中，在厚約30nm的Ca吸氣層上覆蓋厚約100nm的Al層。在樣 品C上，在厚約60nm的Ca吸氣層上覆蓋厚約100nm的Al層。使用蓋玻 片以脫氣光學透明粘結劑(獲自Norland Products, Cranbury， New Jersey, USA的Norland optical adhesive 68)密封，將所有三個樣品A、 B和C封裝。通過測量OLED樣品A、 B和C的電流-電壓-亮度特性，表徵它們的電 致發光效率。圖8的曲線40示例了效率44隨電流密度42的變化。樣品 A(46)、 B(48)和C(50)的效率44與電流密度42的關係圖相似，由於所有樣 品A、 B和C具有相同的NaF/Al雙層層疊體，從而表明引入吸氣層對器件 效率沒有不利影響。此外，測量了三個OLED樣品A、 B和C的工作壽命和長期穩定性。 所有樣品均在恆定的電流密度10mA/cm2下工作，相應於約1000堪/m2的初 始亮度，測量樣品的相應亮度隨時間的變化。將OLED器件的工作壽命(也 稱作半衰減時間)定義為器件亮度降至初始亮度值的50%時的時間。各 OLED樣品相對初始亮度(56)的歸一化亮度隨工作時間(54)的變化如圖10中 曲線52所示。可見與參照樣品A(沒有吸氣層)的衰減曲線(58)相比，樣品B(60)和樣品C(62)(包括Ca吸氣層)的衰減曲線呈現出較慢的衰減速率(等價 於較長的工作壽命)。另外，相對於具有較薄(30nm)的Ca吸氣層的器件，具 有較厚(60nm)的Ca吸氣層的器件呈現出較慢的衰減速率。本發明的前述實施方案具有許多優勢，包括為電活性器件提供陰極層 疊體，從而提高穩定性並延長工作壽命。儘管本申請僅對本發明的一些特徵進行了示例和描述，但本領域技術 人員可做出各種改進和改變。因而，應當理解的是所附權利要求意圖覆蓋 落在本發明真正構思內的全部改進和改變。
權利要求
1.一種有機電活性器件用陰極層疊體，包括電子注入層，設置在所述電子注入層上的覆蓋層；和設置在所述覆蓋層上的吸氣層，其中所述吸氣層位於所述陰極層疊體內部。
2. 權利要求l的陰極層疊體，其中所述覆蓋層的至少一部分設置在所 述電子注入層的至少一部分上，以及其中所述吸氣層的至少一部分設置在 所述覆蓋層的至少一部分上。
3. 權利要求1的陰極層疊體，包括設置在所述吸氣層上的第二覆蓋層。
4. 權利要求l的陰極層疊體，其中所述吸氣層嵌在所述覆蓋層中。
5. 權利要求l的陰極層疊體，其中所述吸氣層的兩個或更多個側面由 所述覆蓋層包圍。
6. 權利要求l的陰極層疊體，其中所述吸氣層由所述覆蓋層包封。
7. 權利要求l的陰極層疊體，其中所述電子注入層包括下述材料，所 述材料包括鹼金屬、鹼土金屬、鹼金屬卣化物或鹼土金屬面化物或上述物 質的任意組合。
8. 權利要求l的陰極層疊體，其中所述電子注入層包括下述材料，所 述材料包括鋰、4丐、氟化鋰、氟化鈣、氟化鈉、氟化鉀及其組合。
9. 權利要求l的陰極層疊體，其中所述覆蓋層包括A1、 Ag、 Au、 In、 Sn、 Zn、 Zr、 Sc、 Y、 Mn、 Pb、鑭系金屬或者它們的任意混合物或任意合金。
10. 權利要求l的陰極層疊體，其中所述吸氣層包括鈣、鋇、鍶、鎂、 氧化4丐、氧化鍶、氧化鋇或氧化鎂、或者它們的任意組合。
11. 一種有機電活性器件，包括 至少一層電活性層；和 陰極層疊體，其中所述陰極層疊體包括 電子注入層；覆蓋層；和吸氣層，其中所述吸氣層位於所述陰極層疊體內部。
12. 權利要求11的有機電活性器件，其中至少一個覆蓋層的至少一部 分設置在所述電子注入層的至少一部分上，以及其中所述吸氣層的至少一 部分設置在所述覆蓋層的至少一部分上。
13. 權利要求12的有機電活性器件，其中所述電活性器件包括有機發光器件。
14. 權利要求12的有機電活性器件，其中所述電活性器件包括有機光 伏器件。
15. 權利要求12的有機電活性器件，還包括空穴傳輸層、空穴注入層、 空穴注入增強層、電子傳輸層、電子注入增強層、電致發光層、光吸收層、 陽極層或基底層、或者它們的任意組合。
16. 權利要求11的有機電活性器件，還包括空穴傳輸層、空穴注入層、 空穴注入增強層、電子傳輸層、電子注入增強層、電致發光層、光吸收層、 陽極層或基底層、或者它們的任意組合。
17. 權利要求11的有機電活性器件，還包括耐磨層、粘結層、耐化學 腐蝕層、光致發光層、輻射吸收層、電致變色層、光致變色層、輻射反射 層、阻擋層、平化層或光學擴散層、或者它們的任意組合。
18. 權利要求11的有機電活性器件，其中所述電子注入層的厚度為約 0.1-100 nm。
19. 權利要求11的有機電活性器件，其中所述覆蓋層的厚度為約 20-200腦。
20. 權利要求11的有機電活性器件，其中所述吸氣層的厚度為約 10-200應。
21. 權利要求11的有機電活性器件，其中所述有機電活性器件具有串列結構。
22. —種製造陰極層疊體的方法，該方法包括 按照層疊結構提供電子注入層、覆蓋層和吸氣層； 其中所述覆蓋層的至少一部分設置為與所述電子注入層的至少一部分接觸，以及其中所述吸氣層的至少 一部分設置與所述覆蓋層的至少 一部分接觸。
23. —種製造有機電活性器件的方法，該方法包括 提供第一子結構，其包括基底和至少一層電活性層；和提供第二子結構，其包括陰極層疊體，其中所述第二子結構設置為與 所述第一子結構的至少一部分接觸，以及其中所述陰極層疊體包括電子注 入層、覆蓋層和吸氣層。
24. 權利要求23的方法，其中提供包括陰極層疊體的第二子結構包括 沉積所述電子注入層、所述覆蓋層和所述吸氣層。
25. 權利要求23的方法，其中沉積所述陰極層疊體包括將覆蓋層的至少 一部分設置為與所述電子注入層的至少 一部分接觸以及將所述吸氣 層的 一部分設置為與所述覆蓋層的至少 一部分接觸。
26. 權利要求23的方法，其中所述電活性層包括陽極層、空穴傳輸層、 空穴注入層、空穴注入增強層、電子傳輸層、電子注入增強層、光吸收層 或電致發光層、或者它們的任意組合。
27. 權利要求23的方法，其中提供第二子結構還包括提供空穴傳輸層、 空穴注入層、空穴注入增強層、電子傳輸層、電子注入增強層、光吸收層、 電致發光層或陽極層、或者它們的任意組合。
28. 權利要求23的方法，還包括將所述第一器件子結構和所述第二器 件子結構層壓在一起。
全文摘要
本發明披露一種具有吸氣層(16)的陰極層疊體(10)。該陰極層疊體包括電子注入層(12)、覆蓋層(14)和吸氣層(16)。本發明還披露了一種有機電活性器件，其包括具有吸氣層的陰極層疊體。本發明還披露了一種製造電活性器件的方法，該電活性器件具有包括吸氣層的陰極層疊體。
文檔編號H01L51/52GK101331628SQ200680047336
公開日2008年12月24日 申請日期2006年12月12日 優先權日2005年12月14日
發明者傑 劉 申請人:通用電氣公司