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有機電致發(fā)光器件及其制造方法

文檔序號:6841197閱讀:167來源:國知局
專利名稱:有機電致發(fā)光器件及其制造方法
技術領域
本發(fā)明涉及有多個能獨立尋址的電致發(fā)光元件的有機電致發(fā)光器件及其制造方法。
通常,有機電致發(fā)光(EL)器件包括至少一個空穴注入電極(陽極),電子注入電極(陰極),和夾在兩個電極之間的含有機EL材料的EL層。如果給電極加合適的電壓,則從電極注入空穴和電子??昭ê碗娮釉谟袡CEL層中重新結合而發(fā)射光子,即發(fā)光。用不同的有機EL材料能改變發(fā)射光的顏色。
有機EL器件能用作光源,特別是以大表面積的EL器件用作光源。包括許多能獨立尋址的電致發(fā)光元件(以下叫做象素)的有機EL器件特別適合作顯示器,例如黑白(單色)顯示器或彩色(多色)顯示器、背面照明、靜止圖像顯示器、分段顯示器、或有源/無源型矩陣顯示器。
國際專利申請WO 99/21936中公開的有機EL器件包括淀積在空穴注入電極和Ca電子注入電極之間的聚合物EL層。為了有利于空穴注入和輸送,銦錫氧化物(ITO)空穴注入電極,以旋涂法淀積的聚-3,4-亞乙基二氧基噻吩的空穴注入/輸送層來提供?;蛘呔?苯胺(PANI)也可使用。本發(fā)明中用的術語“電荷注入層”,“電荷輸送層”和“電荷注入/輸送層”,其中的電荷是指空穴和/或電子,能相互替換使用。
為了改進現(xiàn)有的EL器件,通過設置構圖的電極層,以制成包括多個能獨立尋址的EL元件的EL器件,但是,結果不能令人滿意。當器件用恒定電流驅(qū)動時,發(fā)現(xiàn)單個象素的亮度與通過尋址許多象素要顯示的圖像有關。特別是發(fā)現(xiàn)由單個尋址象素發(fā)射的光亮度與也被尋址的相鄰EL元件的數(shù)量成反比。
本發(fā)明的目的是,提供一種電致發(fā)光器件,該電致發(fā)光(EL)器件包括多個無上述缺點的能獨立尋址的電致發(fā)光元件。具體地說,本發(fā)明提供一種EL器件,其中,每個EL象素能獨立尋址,它的發(fā)射亮度與其相鄰的象素尋址與否無關。這就是說,即使具體在制造EL器件時,至少一層電荷輸送層是用旋涂法之類的濕涂法用溶液制成的也如此。而且,EL器件的結構使其能用簡單而成本低的方法制造。
按本發(fā)明,用包括多個能單獨尋址的電致發(fā)光元件組成有機電致發(fā)光器件,能達到這些目的和其它目的,所述EL器件包括—包括多個第1電極構成圖形的第1電極層;—第2電極層;—夾在所述第1和第2電極層之間的視需要構成圖形的有機電致發(fā)光層;—有機電荷輸送層,它有相互分隔開的電荷輸送面積,且設于電致發(fā)光層和第1電極層之間;和—浮雕圖形,沿相鄰各第1電極分隔開所述電荷輸送面積。
按本發(fā)明的EL器件,每個EL象素都能單獨尋址,當用恒定電流驅(qū)動時,象素的發(fā)射光亮度基本上與它周圍的任何象素是否尋址無關。具體情況是,如果用旋涂法之類的濕涂工藝由溶液制造有機電荷輸送層,則能達到發(fā)明目的。本發(fā)明的主要特征是用浮雕圖形。允許用既簡單成本又低的濕涂法(非選擇性的)對電荷輸送層構圖。
一方面,本發(fā)明基于這樣的觀點,EL器件的改善包括構成圖形的電極層,電荷輸送層設置連續(xù)的膜層。連續(xù)層位于緊鄰第1電極層的地方,連接不同象素的第1電極。如果尋址特定象素,漏電流經(jīng)連續(xù)電荷輸送層流進尋址象素周圍的任何未尋址的象素。反之,當其第1電極在相同電位時,沒有這種漏電流在周圍尋址象素之間流動。設置浮置電極的情況下,漏電流使尋址象素周圍的未尋址的EL元件錯誤地也發(fā)光。為了能基本上抑制漏電流,置于EL層和第1電極層之間的電荷輸送面積,沿相鄰各第1電極相互分開。相互分開的這些面積之間不會有電流流動。
此外,本發(fā)明基于這樣的發(fā)現(xiàn),為了用既簡單又成本低的方式進行電荷輸送,因此EL器件包括上述電荷輸送層,該EL器件設有浮雕圖形,所述浮雕圖形沿相鄰各第1電極及其之間延伸。令人驚奇的是,用浮雕圖形可以用旋涂法之類的濕涂工藝,制成所述的構成圖形的電荷輸送層。從該非選擇性涂布法看出,若浮雕圖形有適當高度和寬度,使最初漫泛在襯底整個表面上的含有電荷輸送層材料或其前體材料的濕膜破裂成沿浮雕圖形及沿浮雕圖形之間延伸的相互隔開的流體面積,因此,在浮雕圖形頂上不會留有電荷輸送材料。之后,流體面積轉化成沿相鄰各第1電極分開的電荷輸送面積。而且,由于沿相鄰各第1電極分開,所以該電荷輸送面積的設置要使共用第2電極的第1電極被不同電荷輸送面積覆蓋,這在浮置電極設置中是很重要的。
EP-A-0880303中公開的EL器件包括多個單獨能尋址的有電荷輸送層和堤埂形浮雕圖形的元件。設置堤埂的目的是防止含發(fā)光層材料的溶液用噴墨打印方式涂覆時噴灑到不需要的面積中去。因此,該專利的目的和本發(fā)明中所用浮雕圖形的目的截然不同,本發(fā)明中用浮雕圖形的是為有助于設置沿相鄰各第1電極分隔開的電荷輸送層。而且,EP-A-0880303中公開的電荷輸送層是按完全不同的方式構圖。EP-A-0880303中沒有公開設在電致發(fā)光(EL)層和第1電極層之間的沿相鄰各第1電極分開的,有多個相互隔開的電荷輸送面積的有機電荷輸送層。而且,本發(fā)明能制成的電荷輸送層比EP-A-0880303中公開的電荷輸送層薄,典型厚度比浮雕圖形高度小10%,這樣,本發(fā)明公開的電荷輸送層不只是節(jié)約電荷輸送材料,而且還允許用吸光電荷輸送材料,如PANI和PEDOT。
本發(fā)明的有機EL器件包括多個單獨能尋址的EL元件(象素)。每個EL元件有能發(fā)光的面積。發(fā)光面積是EL層的一部分。象素的發(fā)光面積由第1電極、第2電極、電荷輸送面積和有機EL層的重疊面積限定。EL器件可以是有源或無源型的分段式或矩陣式顯示器件。如果要求構成圖形,則多個第1電極設置成第1電極層的形式。同樣的,第2電極設置成視需要構成圖形的第2電極層。
第2電極層可包括一個或多個公用電極。所述公用電極是用作一個以上EL元件的第2電極的電極。
(多色)分段式顯示器中,通常,第2電極層包括公用電極,第1電極層也可包括公用電極。
有源型EL元件的矩陣顯示器用薄膜晶體管等方式驅(qū)動。通常,有源矩陣器件包括公用電極,第1電極能單獨尋址。
無源型矩陣顯示器中,EL元件的第1和第2電極分別形成相互垂直交叉的多行和多列電極,各行電極和各列電極是公用電極。任何地方的行電極和列電極都相互垂直交叉,形成EL元件。
第1電極層可以是電子注入電極,第2電極層是空穴注入電極?;蛘?,第1電極層是空穴注入電極,第2電極層是電子注入電極。
電子注入電極適合用低功函數(shù)的金屬(合金)制成,如Yb,Ca,Mg∶Ag,Li∶Al,Ba,或者不同金屬層形成的層壓膜,如Ba/Al或Ba/Ag電極。
空穴注入電極適合用高功函數(shù)金屬(合金)制成,如Au,Pt,Ag。最好用較透明的空穴注入電極材料,如銦錫氧化物(ITO)。導電聚合物,如聚苯胺(PANI)和聚-3,4-亞乙基二氧噻吩(PEDOT)也適合作透明空穴注入電極材料。PANI層的厚度最好是50至200nm,PEDOT層的膜厚是100至300nm。如果用ITO空穴注入電極,則優(yōu)選第1電極是空穴注入電極。
EL層基本上用有機EL材料制成。本發(fā)明中,選擇EL材料不是關鍵問題,可用現(xiàn)有的EL材料。合適的材料包括高分子量或低分子量的光致或電致發(fā)光材料,熒光或磷光化合物。公知的低分子量的適用材料包括三-8-鋁羥基喹啉絡合物和香豆素。這些化合物能用真空淀積法淀積。
適用的EL聚合物的飽和主鏈上帶有電致發(fā)光,熒光側基,如聚亞乙烯咔唑。優(yōu)選含有基本上共軛的主鏈的EL聚合物高分子材料,如聚噻吩,聚亞苯基化合物,聚噻吩亞乙烯,或者更優(yōu)選聚-對-亞苯基亞乙烯。特別優(yōu)選聚(烷基)芴和聚對亞苯基亞乙烯、它們發(fā)紅光,黃光或綠光,和2-或2,5-取代的聚對亞苯基亞乙烯,特別是那些提高溶解度、在2-和/或2,5位有側基,例如C1-C20,最好是C4-C10的烷基或烷氧基的聚對亞苯基亞乙烯化合物最適用。優(yōu)選的側基是甲基,甲氧基,3,7-二甲辛氧基,和2-甲基丙氧基。更優(yōu)選的化合物包括2-苯基-1,4-亞苯基亞乙烯重復單元的聚合物,苯基用上述類型的烷基和/或烷氧基視需要取代,特別是被甲基,甲氧基,3,7-二甲基辛氧基取代,或者2-甲基丙氧基取代更好。有機材料可含一種或多種這些化合物。所述EL聚合物適合用濕淀積法涂布。濕淀積法可以是選擇性淀積,也可以是非選擇性淀積。非選擇性涂布法包括旋涂,網(wǎng)板涂,刮板涂,噴涂,輥涂,或流延。選擇性淀積法包括印刷法,如噴墨打印,連續(xù)噴灑,絲網(wǎng)印刷,膠版印刷,平版印刷和填塞壓印等。
按本發(fā)明所述的有機物包括聚合物及其衍生物,包括均聚物,共聚物,三元聚合物和較高級同系物以及低聚物。
視需要有機EL材料還包含能均勻地按分子分散的或以顆粒分散形式天然存在的有機物或無機物。特別是可含能提高電子和/或空穴的電荷注入和/或電荷輸送能力的化合物,能提高和/或改善發(fā)光強度或顏色的化合物,穩(wěn)定劑等。
有機EL層的平均厚度最好是50nm至200nm,特別是60nm至150nm,或70nm至100nm。
EL器件包括設在EL層與第1電極層之間的電荷輸送層。如果第1電極層是電子注入層,電荷輸送層則是電子輸送層,如果第1電極層是空穴注入層,那么電荷輸送層就是空穴輸送層。
適用于空穴注入和/或空穴輸送層(HTL)的材料包括芳香叔胺,特別適用的材料包括二胺或更高級同系物,聚乙烯咔唑,喹吖啶酮,卟啉,酞菁,聚苯胺,和聚-3,4-亞乙基二氧噻吩。
適用于電子注入和/或電子輸送層(ETL)的材料是以噁二唑為基礎的化合物和鋁喹啉化合物。
如果用ITO作陽極,EL器件最好包括50至300nm厚的空穴注入/輸送層材料,聚-3,4-亞乙基二氧噻吩層或50至200nm厚的聚苯胺層。
EL器件可視需要包括淀積在電極之間的附加層。這些附加層可以是空穴注入和/或輸送層(HTL)和電子注入和輸送層(ETL)。EL器件的實例包括陽極/HTL層/EL層/陰極的層壓材料,陽極/EL層/ETL層/陰極、或者陽極/HTL層/EL層/ETL層/陰極的層壓材料。
通常,EL器件包括襯底,襯底最好能使要發(fā)射的光透過。適用的襯底材料包括軟的或不軟的透明合成樹脂,石英,陶瓷和玻璃。
EL器件包括沿相鄰各第1電極及其之間延伸的浮雕圖形。用浮雕圖形是為了能用非選擇性濕涂法形成電荷輸送面積。為了防止漏電流或短路,用電絕緣材料制造浮雕圖形。
選擇浮雕圖形橫截面的高度,寬度和形狀,使形成電荷輸送層的流體層按相互分開的流體面積破裂開,并且去掉浮雕圖形頂上的電荷輸送材料。
在寬度和高度設定的情況中,上述的破裂作用與許多因素有關,特別與要淀積的流體的流變學性質(zhì)和浮雕圖形的外形尺寸有關。通常很難給出準則,但是可通過試驗來改變浮雕圖形的高度和寬度,按經(jīng)驗很容易確定合適的高度和寬度。
盡管不希望受任何理論的約束,但是兩個要考慮的主要因素是流體層中的破裂和浮雕圖形頂?shù)娜?。首先,由于浮雕圖形的曲率引起的正壓梯度迫使流體脫離浮雕圖形的頂部。第二,由于去掉溶劑過程中造成的各浮雕圖形頂上之間存在的流體濃度和各浮雕圖形之間的流體濃度均不同而產(chǎn)生的Marangoni應力,使流體脫離浮雕圖形。當流體層變得極薄時,范德瓦爾力起作用,由于溶劑揮發(fā)使流體層的粘度增大,造成浮雕圖形的去濕放慢。如果浮雕圖形的寬度增大,則更多的流體不得不從浮雕圖形的頂部除去,為了清潔電荷輸送材料的浮雕圖形,必須在流體達到凝膠點之前把全部流體排泄掉。
合適的寬度范圍是1至200μm,2至50更好,10至20μm最好。合適的高度是1至30μm,更好的高度是2至6μm,最合適的高度是3至5μm。浮雕圖形的橫截面形狀不是主要的。合適的橫截面形狀是矩形,甚至可以有負斜度,即帶有向外伸出的部分,但浮雕圖形優(yōu)選是正斜度,或主要部分是正斜度的,因為這種配置能促使流體從浮雕圖形流入各浮雕圖形限定的間隔中。最好是浮雕圖形的橫截面形狀是有梯度變化的圓拱形,大體上是月牙形。顯然浮雕圖形的布圖與EL器件的類型,如分段型,和無源/有源矩陣型有關。
盡管可用任何構圖技術來形成浮雕圖形,但最好還是用常規(guī)光刻膠進行光刻構圖。
按本發(fā)明的EL器件的優(yōu)選實施例中,浮雕圖形有正斜度剖面。
本發(fā)明中,如果通過浮雕圖形測試的浮雕圖形的橫截面整個平面與支承該浮雕圖形的表面之間的正切角小于90°,那么浮雕圖形的截面是正斜度的。與正斜度截面相反的是向外伸出的部分,向外伸出部分按平行于支承表面的方向延伸。
若有正斜率,則覆蓋至少部分浮雕圖形的第2電極層順從正斜截度圖形而不被中斷。特別是真空淀積第2電極層時,浮雕圖形不會中斷第2電極層。浮雕圖形的矩形截面或向外伸出部分,會使第2電極層在不希望的位置中斷。為了防止出現(xiàn)這種不希望有的中斷,襯底在淀積第2電極層之前要進行平整處理。由于按本發(fā)明的EL器件中不需要平整處理,因此,能用其厚度比浮雕圖形的高度小很多的電荷輸送層。
有正斜度截面的浮雕圖形特別適用于無源矩陣顯示器,因為行電極必需不中斷的跨過浮雕圖形。因此,按本發(fā)明的EL器件的優(yōu)選實施例的特征是,EL器件是無源矩陣型顯示器,其中,多個第1電極是多個行電極。第2電極層包括多個橫跨行電極和浮雕圖形的能單獨尋址的列電極。
第2電極構圖可以用或不用浮雕圖形。如果浮雕圖形的橫截面形狀是矩形或正斜形,如果用真空蒸發(fā)形成第2電極,那么單層連續(xù)導電層覆蓋浮雕圖形和EL層。如果浮雕圖形有正斜度截面,則可用外掩模給第2電極構圖。為了防止最初淀積在浮雕圖形頂上的流體保留在頂上,有屋頂狀或溝槽狀結構的浮雕圖形可以采用抽排方式去掉其頂上的流體。
按本發(fā)明的EL器件的另一實施方案的特征是,浮雕圖形有向外伸出狀剖面,該浮雕圖形適合給第2電極構圖。
如果用真空淀積法淀積第2電極,通常,以向外伸出部分作為淀積第2電極用的掩模。當暴露于真空淀積第2電極的流體材料中時,能防止向外伸出部分所遮蔽的部位被淀積上該電極材料,由此,制成第2電極的圖形。有向外伸出部分的浮雕圖形的實例是,橫截面形狀是T形、蘑菇形、倒梯形、或倒三角形的浮雕圖形。US.5701055中公開了有向外伸出部分的浮雕圖形的另一些實例及其制造方法。向外伸出部分的寬度不是關鍵問題。但是,1至2μm或更小的向外伸出部分,造成兩個相鄰的第2電極之間無意的電連接危險是不能允許的。向外伸出部分的合適寬度是2至10μm。優(yōu)選的浮雕圖形的橫截面是倒梯形,其底寬5至10μm,頂寬15至30μm。如果在第2電極淀積過程中襯底不轉動,則伸出部分甚至可以更小些。
EL器件特別優(yōu)選實施方案的特征是浮雕圖形是組合浮雕圖形,它包括容納電荷輸送層的流體層的第1浮雕圖形,和有向外伸出部分適合給第2電極構圖的第2浮雕圖形。
第2浮雕圖形位于第1浮雕圖形面向第2電極的一邊上。從第1浮雕圖形開始,用兩個光刻構圖步驟形成該組合浮雕圖形。第1浮雕圖形經(jīng)堅膜烘烤,使其能耐受形成第2浮雕圖形所需的處理?;蛘撸貌蝗苡诘?浮雕圖形光刻膠所用溶劑的材料。例如,聚酰胺、聚酰亞胺、或其它任何能光刻構圖的材料來制造第1浮雕圖形。
只需加幾伏電壓就能發(fā)適當亮度的光的顯示EL器件、和/或低功耗EL器件,特別適用于用電池電源的顯示器和/或便攜式顯示器,特別適用于手提式電子裝置,如膝上型計算機、掌上型計算機、個人編輯機、移動電話等能任意存取互連網(wǎng)信息,或提供視頻圖像顯示所需的其它服務的電子裝置。EL器件能顯示互連網(wǎng)數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)。
另一方面,本發(fā)明涉及用電池操作的和/或手提式電子裝置,如裝有本發(fā)明的EL顯示器的移動電話。
另一方面,本發(fā)明涉及包括多個能單獨尋址的EL元件的有機EL器件的制造方法,包括以下步驟—設置包括多個第1電極的構成圖形的第1電極層;—設置沿相鄰各第1電極及其之間延伸的浮雕圖形;—淀積包含有機電荷輸送材料或其前體材料的流體層;—使流體層轉化成有多個相互分開的電荷輸送面積的有機電荷輸送層,它位于EL層與第1電極層之間,并沿相鄰各第1電極相互分開;—設置至少一個EL層,并視需要構成圖形;和—設置第2電極層,并視需要構成圖形。
由于電荷輸送層設置成包括許多沿相鄰各第1電極相互隔開的電荷輸送面積的構圖層代替連續(xù)層。因此,本發(fā)明方法制成的EL器件中,很容易使第1電極之間的電阻值和漏電流減小10倍。本發(fā)明方法的主要特征是,因有浮雕圖形可以用濕涂法使電荷輸送層構成圖形。本發(fā)明方法用簡單而成本又低的濕涂法,可以提高生產(chǎn)效率,適合制造大的涂覆表面。
令人驚奇的是,借助浮雕圖形,能用非選擇性濕涂法使電荷輸送層構成圖形,使發(fā)明方法更有效。
本發(fā)明方法中淀積和轉化流體層的步驟優(yōu)選包括—非選擇性地淀積足夠量的流體層,使其遍布于多個電極和浮雕圖形上,和—將流體層轉化成有機電荷輸送層,在轉化過程中,流體層按沿浮雕圖形及其之間延伸的相互分開的流體面積破裂,之后,流體面積轉化成相互分開的電荷輸送面積。
如上所述,在浮雕圖形的適當高度和寬度下,用非選擇性濕涂法淀積的流體層,最初遍布整個襯底,然后流體層破裂成分開的、填入浮雕圖形之間空間中的多個流體面積,并清除浮雕圖形上的流體。流體層轉化過程中,流體從浮雕圖形的頂上抽排去。流體面積轉化成相應的電荷輸送面積時,電荷輸送層的構圖,要使多個電荷輸送面積中沒有一個與相互隔開的第1電極連接。而且,如果第2電極層包括一個或多個公用電極,則就浮雕圖形的圖形進行選擇,使共享公用第2電極的第1電極被不同的電荷輸送面積覆蓋。
以上已說明了適用的選擇性和非選擇型濕涂法、第1和第2電極層、有機EL層、有機EL材料、電荷輸送層和浮雕圖形。
本發(fā)明中,流體應理解成在壓力作用下能流動的可變形的物質(zhì),包括懸浮體、溶液、乳液、分散體、漿料、墨汁、天然漆等。
制造有機電荷輸送層用的流體層包含電荷輸送材料或它的前體材料。流體層淀積后轉化成電荷輸送層。轉化可包括曝光(如果需要,在惰性氣體中)使流體層升溫或降溫、增壓或降壓、和/或輻射條件下進行曝光,最好在升溫下進行轉化。
如果流體層中有電荷輸送材料,應使溶劑和/或其它揮發(fā)化合物充分蒸發(fā)掉。如果流體層包含電荷輸送材料的前體材料,轉換也包括化學反應。為了衍生出合適的前體材料,也會利用化學領域技術人員公知的大量化學反應。優(yōu)選的前體材料含有在轉化過程中能被消除的離去基團。
流體層可含其它物質(zhì)。例如,能改進流變學性質(zhì),如粘度,粘彈性、接觸角和/或潤濕性的物質(zhì)??商砑訚櫇駝?、均化劑、表面活化劑、增稠劑、稀釋劑等?;蛘撸瑢Ω〉駡D形進行抗?jié)裉幚韥砀倪M浮雕圖形的表面性能。在以水為基礎的流體情況下,可對浮雕圖形進行CF4或CHF3等離子處理。
非選擇性涂布法的類型并不重要,例如可以是浸涂,噴涂,幕涂,刮板涂,網(wǎng)版涂,旋涂和Langmuir-Blodgett法涂布。但是,很意外的是,能用旋涂法在大表面上均勻淀積構圖的電荷輸送層??傊话銇碚f,旋涂法適合涂平的襯底,在構成浮雕圖形的襯底上形成平整涂層。相反,本行業(yè)的技術人員會認識到,如果要形成的膜層的厚度比浮雕圖形的高度小很多,將不指望能在形成浮雕圖形的襯底上能可靠地旋涂膜層。本發(fā)明中,電荷輸送層的典型厚度是100nm,而浮雕圖形的高度是3至5μm。
通過以下參考實施例進行說明,本發(fā)明的這些特征和其它特征將會很清楚。附圖中

圖1是非本發(fā)明的有機EL無源矩陣顯示器的一部分,系局部剖開的透視平面示意圖;圖2是本發(fā)明的有機EL矩陣顯示器一部分的透視平面示意圖;圖3是本發(fā)明的另一有機EL矩陣顯示器一部分的透視平面示意圖;圖4是裝有本發(fā)明EL器件的移動電話示意圖,和圖5是用于本發(fā)明EL器件的浮雕圖形的橫截面形狀圖。
EL器件1有對發(fā)射光透明的襯底2,襯底2上形成多個能單獨尋址的EL元件(象素)10A,10B,10C,10D,10E,10F,EL元件由包括行電極形式的第1電極3A和3B的第1電極層、包括相互分開的電荷輸送面積4A、4B、4C和4D的電荷輸送層、構成圖形的EL層5R,5G,5B和包括列電極6A、6B、6C的第2電極層相互重疊的面積構成。EL層的分開面積5R,5G和5B各自能發(fā)射不同顏色的光,和紅色,綠色和藍色光。行電極3A和3B各自都是公用電極。例如,行電極3A用作EL元件10D、10E和10F的電極。各列電極6A、6B和6C是為多個EL元件提供電極的公用第2電極。
該EL器件1還包括浮雕圖形7,它把電荷輸送層分成多個相互隔開的電荷輸送面積4A,4B,4C和4D。但是,與本發(fā)明相反,這些面積不沿各相鄰第1電極分開,因為浮雕圖形7不沿相鄰各第1電極及其之間延伸。電荷輸送面積4A連接第1電極3A和3B,當電極3A和3B中一個加適當電壓被尋址,而另一個保持0V電位時,經(jīng)電極3A和3B之間的電荷輸送面積4A有漏電流流過?;蛘?,當電極3A和3B設置成單獨尋址EL象素10B的浮置電極時,會引起EL象素10E也發(fā)光。實施例2(本發(fā)明)(a)器件結構圖2是本發(fā)明有機EL無源矩陣顯示器21一部分的透視平面示意圖。
圖4是裝有本發(fā)明EL器件21的移動電話101的示意圖。
EL器件21有透明襯底22,襯底22上設有多個能單獨地尋址的EL元件(EL象素)31A,31B,31C,31D,31E,31F,31G,各EL元件由構成圖形的包括多個行電極23A、23B和23C形式的第1電極的第1電極層、包括多個電荷輸送面積24A,24B,24C,24D,24E,24F的電荷輸送層、構成圖形的EL層25和包括多個列電極26A,26B,26C和26D的第2電極層相重疊的面積形成EL層可分成分別發(fā)紅光、綠光和藍光的多個EL層,以制成多色器件。
EL器件21還包括分別帶有第1浮雕圖形28和第2浮雕圖形29的復合浮雕圖形27。
浮雕圖形28沿相鄰的各行電極23A,23B和23C及其之間延伸。浮雕圖形28沿相鄰各第1電極23A,23B和23C分隔開電荷輸送面積24A,24B,24C,24D,24E,24F。浮雕圖形還沿列電極26A,26B,26C和26D分隔開所述的電荷輸送面積,但這對發(fā)明不是主要的。浮雕圖形28是正斜度的,它能把公用電極26A,26B,26C設置成連續(xù)導電帶,使任何地方跨越第1浮雕圖形28的列電極的形狀都能連續(xù)而不被第1浮雕圖形28中斷。
復合浮雕圖形27還包括有向外伸出截面29a的第2浮雕圖形29,該復合浮雕圖形適合于把列電極26A,26B,26C構圖形成相互獨立尋址的列電極。浮雕圖形29對本發(fā)明不重要。第2浮雕圖形29設在第1浮雕圖形28的頂上,即設在第1浮雕圖形與行電極23相對隔開的表面上。如果用伸出部分29a作掩模用真空蒸發(fā)金屬淀積列電極26A,26B,26C,金屬蒸汽沿垂直于襯底的方向淀積,因此由向外伸出部分29a遮蔽的地方不會淀積金屬材料,而有正斜度的第1浮雕圖形不會形成這樣的遮蔽區(qū)。用該方式可形成相互電斷開的多個列電極。
如果浮雕圖形29用作掩模,則在浮雕圖形頂上有無用的材料30存在。
電荷輸送層有設在EL層和第1電極23A,23B和23C之間、并至少沿相鄰各第1電極分開的電荷輸送面積24A,24B,24C,24D,24E,24F。
結果,多個第1電極不經(jīng)任何電荷輸送面積相連,沒有漏電流在相鄰電極之間經(jīng)任何所述電荷輸送面積流動?;蛘?,設置浮置電極,使電荷輸送面積沿各相鄰電極分開,使共享同一行電極的各列電極被不同的電荷輸送面積覆蓋。(b)制造實例EL器件21按以下方法制造設置涂有15Ω/100平方英尺電阻值,150nm厚的ITO層(Zalzers)的1.1mm厚的鈉鈣玻璃襯底22,用常規(guī)構圖法給ITO層構圖,形成線寬為280μm,間隔寬30μm的圖形,制成包括行電極形式的多個第1電極23A,23B和23C的第1電極層,這些第1電極用作EL元件31A-G的陽極。
為了構成復合浮雕圖形27的第1浮雕圖形28,襯底上旋涂常規(guī)光刻膠層,光刻膠用掩模曝光和顯影。浮雕圖形28的線寬和間隔寬分別為40和270μm,并沿相鄰各第1電極23A-23C及其之間延伸。浮雕圖形28的高度是4μm。之后,將浮雕圖形28進行堅膜烘烤,使它能承受形成浮雕圖形29所需的工藝處理。
之后,襯底上用1000rpm的旋轉速度旋涂圖像反轉光刻膠層AZ5218-e(AZ Hoechst)。用有線寬為20μm,間隔寬290μm的圖形的掩模,按垂直于行電極3A,3B的方向,用輻射能劑量為32mJ/cm2以貼近方式(間隙為40μm)使反轉光刻膠層曝光,于110℃烘烤10分鐘使之硬化,再用400mJ/cm2劑量漫泛曝光,用1∶1的AZ-顯影劑∶去離子水顯影劑配成顯影液進行充分顯影,制成45°的負斜度,并在100℃后期烘烤15分鐘。制成有向外伸出部分29a的線寬/間隔寬為30/280μm的浮雕圖形29。各線都是倒梯形,其頂部測量寬度是30μm,底部測量寬度是20μm。浮雕圖形29的高度是2.0μm。浮雕圖形27的總高度是6.0μm。
圖5是本發(fā)明EL器件中用的另一復合浮雕圖形27A的橫截面形狀圖。它包括圓月牙形浮雕圖形28A。將浮雕圖形28在足夠高的溫度下加熱長時間的硬化烘烤能制成圓形。
之后,在浮雕圖形27上按2000rpm的轉速旋涂固體含量為3%的聚-3,4-亞乙基二氧噻吩(PEDOT)(供應商Bayer)溶液,在整個浮雕圖形27和第1電極層上形成平均厚度為8.3μm的流體層。同時用2000rpm的轉速在130℃旋轉3分鐘使流體層轉化,浮雕圖形28迫使流體層破裂成沿浮雕圖形28和沿第1電極23A,23B和23C分開的流體面積。因此,沒有電荷輸送材料留在浮雕圖形28和29的頂上。流體層還沿第2電極26A,26B,26C破裂,但這對本發(fā)明并不重要。進一步干燥,流體面積形成凝膠,并轉化成電荷輸送面積24A-24F。電荷輸送面積的方電阻是100MΩ/□,厚度是250nm。
之后,將式(1)所示聚合物在甲苯中的0.6wt%的溶液用1250rpm的轉速旋涂,生成平均厚度為11.6μm的流體層。按WO 99/21936中所述的方法合成共聚物。濕膜干燥后,有機EL層25構成圖形。 式中-OC10指3,7-二甲基辛氧基,r和1-r等于0.5,表示方括號中所示結構單元所占比例,r和1-r分別標在方括號下腳標處。
用浮雕圖形29作構建掩模,在EL層頂上按順序淀積3nm厚的Ba層和200nm厚的Al層。Ba/Al層構成圖形,形成包括多列電極26A,26B,26C和26D的第2電極層(陰極)。(c)器件特性把電極23B接到電壓源的正極,電極26C連接到電壓源的負極,給EL器件21的EL元件31B加電壓2.7V。電極23B鄰近的電極保持0V。只有已尋址的元件31B發(fā)光,其發(fā)光強度不受有多少相鄰EL象素也已尋址的干擾。
EL器件41有透明襯底42,襯底42上設有多個能單獨地尋址的EL元件(EL象素)51A至51F,所述EL元件是由構成圖形的包括多個行電極43A、43B、43C形式的第1電極的第1電極層、包括多個電荷輸送面積44A、44B、44C的電荷輸送層、EL層45和包括多個列電極46A、46B、46C的第2電極層相重疊的面積構成。EL層45可分成多個分別發(fā)紅光,綠光和藍光的EL層,以制成多色顯示器。
EL器件41還包括沿行電極43A,43B、43C和其之間延伸的浮雕圖形47。浮雕圖形47沿相鄰各電極43A,43B,43C分隔開電荷輸送面積44A,44B,44C。浮雕圖形47有正斜度部分,它能使列電極46A,46B,46C設置成連續(xù)導電帶,該導電帶的橫截面在列電極跨越浮雕圖形47的任何地方不會被浮雕圖形中斷。
用浮雕圖形47把電荷輸送層分成沿相鄰各第1電極分隔開的多個電荷輸送面積44A,44B,44C。結果,共享公用第2電極的多個第1電極,即共享同一行電極的多個列電極,由不同的電荷輸送面積覆蓋。而且,電極43A,43B,43C不會經(jīng)電荷輸送層相互連接,以防止在它們之間有漏電流流動。(b)制造實例EL器件41可用例2中(b)的方法制造,只是浮雕圖形47用單個光刻步驟用常規(guī)光刻膠制造,用外部掩模真空淀積列電極46A,46B,46C。(c)器件特性EL器件41的電極之間看到的漏電流與器件21的情況相同。EL象素的亮度與其周圍象素是否尋址無關。
權利要求
1.有機電致發(fā)光(EL)器件,有多個能單獨尋址的電致發(fā)光元件,所述器件包括—構成圖形的包括多個第1電極的第1電極層;—第2電極層;—設在所述第1和第2電極層之間視需要構成圖形的有機電致發(fā)光層;—位于電致發(fā)光層和第1電極層之間有相互隔開的電荷輸送面積的有機電荷輸送層;和—沿相鄰各第1電極分隔開所述電荷輸送面積的浮雕圖形。
2.按權利要求1的有機電致發(fā)光器件,其中,浮雕圖形有正斜度截面。
3.按權利要求1或2的有機電致發(fā)光器件,其特征是,該電致發(fā)光器件是無源矩陣型顯示器,其中,多個第1電極是多個行電極,第2電極層包括多個能單獨尋址的橫越行電極和浮雕圖形的列電極。
4.安裝有權利要求1,2或3的電致發(fā)光顯示器的電池操作的和/或手提式電子裝置,如移動電話。
5.有機電致發(fā)光器件的制造方法,該器件有能單獨尋址的多個電致發(fā)光元件,所述方法包括以下步驟—設置構成圖形的包括多個第1電極的第1電極層;—設置沿相鄰各第1電極及其之間延伸的浮雕圖形;—淀積含有機電荷輸送材料或其前體材料的流體層;—使流體層轉化成有機電荷輸送層,所述有機電荷輸送層有設在電致發(fā)光層和第1電極層之間,并沿相鄰各第1電極相互分隔開的多個電荷輸送面積,—設至少一層視需要構成圖形的電致發(fā)光層;和—設視需要構成圖形的第2電極層。
6.按權利要求5的方法,其中,淀積和轉化流體層的步驟包括—非選擇性地淀積足夠量的流體層,要使該流體層遍布在多個第1電極和浮雕圖形上;和—使流體層轉化成有機電荷輸送層,其中,該流體層轉化過程中破裂成沿浮雕圖形及其之間延伸的相互分開的多個流體面積,之后,這些流體面積轉化成相互隔開的電荷輸送面積。
全文摘要
有機EL器件(41)有多個能單獨尋址的EL元件(51A至51F),并包括有多個第1電極(43A至43C)構成圖形的第1電極層和有多個第2電極(26A至26D)的第2電極層。第1和第2電極層之間設有視需要構成圖形的EL層(25)。第1電極層和有機EL層(25)之間設置有多個電荷輸送面積(24A至24F)的有機電荷輸送層。而浮雕圖形(27)沿相鄰各第1電極和其之間延伸,浮雕圖形沿相鄰各第1電極分隔開電荷輸送面積,使經(jīng)電荷輸送層的相鄰第1電極間的電路斷開。該EL器件的漏電流小,并容易制造。
文檔編號H01L51/50GK1353866SQ00805375
公開日2002年6月12日 申請日期2000年11月23日 優(yōu)先權日1999年11月29日
發(fā)明者P·C·渡恩埃維德, J·H·拉梅斯, C·T·H·F·利登鮑姆, J·P·M·德科林格, C·D·羅蘭德瑟, M·H·W·A·范德爾曾 申請人:皇家菲利浦電子有限公司
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