本发明专利技术涉及一种光电子元件，其包含衬底(1)，阳极(2)和阴极(10)以及置于阳极和阴极之间的至少一个有源层(6)。直接在阳极的面向阴极的表面上布置非晶的介电层(3)，该层含有金属氧化物、金属氮化物或金属氧氮化物或由其组成。包含于金属氧化物、金属氮化物或金属氧氮化物中的金属选自铝、镓、钛、锆、铪、钽、镧和锌中的一种或多种。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种光电子元件，特别是有机电子结构元件，其中在阳极上布置有非晶介电层。本专利申请要求德国专利申请10 2009 019 520. 3和德国专利申请10 2009 022 900. 0的优先权，其公开内容引于此文。具有功能层的光电子元件如发光二极管、发射红外线的发光二极管、有机发光二极管(OLED)、有机太阳能电池或有机光测器的效率和寿命可通过发生短路而大大降低。本专利技术的目的是提供一种光学结构元件，其中可降低对短路的敏感性。该目的是通过独立权利要求的光电子元件和其制备方法实现的。该的其它方案和扩展列于从属权利要求，此外还由下面的说明书和附图得知。本专利技术的电子结构元件包含衬底、阳极和阴极和至少一层置于阳极和阴极之间的有源层如发射层。此外，直接在阳极的阴极侧表面上布置有非晶介电层。该层含有金属氧化物、金属氮化物和/或金属氧氮化物或由其组成；该含于金属氧化物、金属氮化物和/或金属氧氮化物中的金属选自铝、镓、钛、锆、铪、钽、镧和锌中的一种或多种。这里和以下，布置在另一层或另一元件“上”的一层或一个元件意指，该一层或一个元件以直接机械接触和/或直接电接触直接布置在该另一层或另一元件上。此外，也可意指，该一层或一个元件间接布置在该另一层或另一元件上。此时可在该层和另一层之间或在该元件和另一元件之间布置另一些层和/或元件。这里和以下，在另两层或元件“之间”布置一层或一个元件可意指，该一层或一个元件以对该另两层之一层或对该另两元件之一元件呈直接机械接触和/或直接电接触或呈间接接触直接布置和对该另两层之另一层或该另两元件之另一元件呈直接机械接触和/或直接电接触直接布置。在间接接触时，可在该层和该另两层的至少一层之间或该元件和该另两元件的至少一个元件之间布置另一些层和/或元件。术语“非晶”层意指借助于伦琴衍射(XRD)未得到尖锐峰形布拉格反射(或信号) 的层。特别是在该非晶层中的具有短程序的区域存在最多4个，通常最多3个平行的晶格面。因此，非晶层特别意指其中该“晶粒”具有最大直径为2. 5nm的层。此外，在本专利技术中的非晶材料大多的特征在于，与相应的天然存在的完全结晶的材料相比，该非晶材料的密度要低至少15%，常至少低20%和也常低20%以上(在具有最高密度的天然存在的材料的多次改性情况下)。例如刚玉的密度为3. 99g/cm3和本专利技术中到非晶氧化铝的密度为约 2. 8-3. 4g/cm3,常为2. 8-3g/cm3。这里该非晶层的密度可借助于伦琴_反射法(XRR)测定。本专利技术中的非晶介电层还可意指在该层的一个或两个主面的表面(即该介电层的面向阳极或发射层的一面)在本专利技术中是整面呈非晶的面。这可借助于伦琴光电子谱 (XPS)证实(这里对近表面区域也无尖锐峰形的信号存在)。本专利技术的具有介电层的光电子元件的特征在于，由于介电层显示出明显小的短路频率，并且提高了电流效率。与使用不是非晶介电层相比，该使用非晶介电层的优点在于， 在该层中可于垂直方向上不形成晶界；按本专利技术已知，由此可再次明显减少短路的频率。如果本专利技术的光电子元件是有机发光二极管，则也可在OLED的表型图上看出短路数目的减小。但与相同结构的且无非晶介电层的OLED相比，本专利技术的OLED具有明显均勻的发光图；该“黑斑”数目与对比-OLED中的相比也明显减少，在大多情况下均等于零。这里“黑斑”意指用裸眼可看出的区域(该区域的最大直径大于或小于50 μ m)。该非晶介电层的材料是金属氧化物、金属氮化物或金属氧氮化物，该金属可以是铝、镓、钛、锆、铪、钽、镧和/或锌。这些化合物通常具有通式MmEn，其中M是金属，E为氧和 /或氮，m和η是整数。该金属特别呈氧化价II (锌)、III (铝、镓、镧)、IV(钛、锆、铪)或 V(钽)存在；呈其它价态的金属的(克式量)组分最大为2原子％，大多小于0.5原子％ 和常为零。因此，该具体的下标m和n，对氧其于价2和对氮基于价3得出，对氧化物的前述氧化价系列中得出如式Μ0、Μ203、Μ02*Μ205。该上述化合物也可具有某种非化学计算量；但 (与不是所给定的氧化价的金属原子相应)对整数下标的偏差通常最大为2% (在式M2O5 的化合物情况下，该非化学计算量不应大于式Mu6O5的情况)。但上述化合物优选应完全不含非化学计算量，因为与相应的化学计算量化合物相比，非化学计算量化合物的介电常数会升高，而且在非化学计算量范围内。但具有较高的介电常数的材料不太适用于防止短路。在一个实施方案中，本专利技术的光电子元件具有空穴注入层，该空穴注入层直接布置在介电层上(而且在背向阳极的面上)，并且其厚度特别是小于或等于5nm。该空穴注入层的厚度通常至少为Inm ；该层的厚度常为1至2nm。因此与现有技术的不含介电层的相同的构件相比，该空穴注入层的厚度明显减少。按本专利技术已知，该电流效率基本保持相同，并且该发光图的均勻性也保持相同。按现有技术，为避免短路，常使用厚度为400nm或更厚的空穴注入层。因此，与现有技术的相当的光电子元件中的空穴注入层相比，本专利技术所使用的空穴注入层的厚度要减少至少90%，常减少至少95%和常甚至减少至少97.5%。按这种实施方案，就可实现大量的材料节省。此外，还可明显减少该光电子元件的总厚度。在另一个实施方案中，含于该光电子元件中的介电层的厚度为0. 1至lOOnm。厚度大多为0. 1至3nm，尤其是0. 1至lnm，例如0. 5至Inm是合适的。该介电层的特别小的厚度通常导致比厚的介电层有更好的电流效率，因为形成的空穴的隧道概率明显较高。非常薄的层的该发光密度也比厚层的发光密度更大。本专利技术的呈OLED结构的光电子元件的发光密度通常是至少lOOOcd/m2，大多甚至大于3000cd/m2。在 10至200mA/cm2电流密度下，该发光密度的效率通常约为5至lOcd/A。但用施加该层的方法可达到的层度的均勻性对介电层的厚度也起决定性作用。为可实现对短路的有效保护作用，该层应尽可能覆盖阳极的整个表面，并无空缺。由此该层的均勻性不仅与该介电层的施加方法有关，而位于其下的阳极的表面质量也是重要的。如果该表面具有孔或底切(Hinterschneidimg)则宜选择一种方法，该方法可用介电层完全覆盖该孔表面或由此充填该孔，并且在底切情况下也不会在介电层上出现空缺。为可实现此要求，依所使用的方法也需层厚为5至15nm或也需更大的层厚。在一个方案中，该光电子元件的介电层由氧化铝组成或含氧化铝。这种层特别易于施加，该待用的原料是廉价的。再则氧化铝具有特别低的介电常数。在另一个实施方案中，该阳极包含可导电的透明氧化物，特别是铟锡氧化物。导电的透明氧化物(缩写为“TC0”)是透明的导电材料，通常是金属氧化物如氧化锌、氧化锡、氧化镉、氧化钛、氧化铟或铟锡氧化物(ITO)。除两价的金属氧化合物如aiO、SnO2或M2O3 外，三价的金属氧化物如 ai2Sn04、CdSn03、ZnSn03、Mgh204、GaIN03、ai2In205 或 In4Sn3O12 或不同的导电的透明氧化物也属TCO之列。此外，该TCO并非绝对必要是相应于化学计算量组成，其也可以是P-掺杂的或η-掺杂的。如果TCO用作阳极材料，则该介电层可特别简单施加。再则，只要辐射发射本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒂尔曼·施伦克尔，拉尔夫·佩措尔德，
申请(专利权)人：欧司朗光电半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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