專利名稱：顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示裝置。
背景技術(shù)：
一種特別種類的顯示裝置是使用有機(jī)材料用于光發(fā)射。光發(fā)射有機(jī)材料的描述在PCT/WO90/13148與US4539507中，這兩個(gè)專利的內(nèi)容在此引為參考。這些裝置的基本結(jié)構(gòu)是一個(gè)光發(fā)射有機(jī)層，例如一層聚(P-次苯基乙烯撐)(“PPV”)薄膜，夾在兩個(gè)電極之間。一個(gè)電極(陰極)注入負(fù)電荷載流子(電子)和另一個(gè)電極(陽極)注入正電荷載流子(空穴)。電子與空穴在有機(jī)層內(nèi)結(jié)合產(chǎn)生光子。在PCT/WO90/13148中有機(jī)光發(fā)射材料是聚合物。在US4539507中有機(jī)光發(fā)射材料是稱為小分子材料的種類，例如(8-羥基奎啉)鋁(“Alq3”)。在一個(gè)實(shí)際裝置中，電極之一典型地是透明的，以便使光子能逸出裝置。
圖1表示一個(gè)有機(jī)光發(fā)射裝置(“OLED”)的典型剖面結(jié)構(gòu)。此OLED典型地制作在一片涂覆一層透明的第一電極2，例如氧化銦錫(“ITO”)的玻璃或塑料襯底1上。這種涂覆的襯底是市場上可買到的。此ITO涂覆襯底上涂覆至少一層電熒光有機(jī)材料薄膜3與一個(gè)形成第二電極4的最后層，該層典型地是一種金屬或合金。可在裝置上增加其它層，例如為了改善兩電極與電熒光材料之間的電荷傳輸。
如果入射到顯示器上的光能往回向觀察者反射，尤其是從預(yù)期顯示暗色的象素區(qū)域，則會(huì)降低顯示器各象素之間的外顯對(duì)比度。這將降低顯示器的有效性。
許多顯示裝置使用于功率消耗是一個(gè)決定性考慮因素的應(yīng)用場合-例子是電池組開動(dòng)的裝置例如手提式計(jì)算機(jī)與移動(dòng)電話。因此需要改進(jìn)顯示器的效率。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種光發(fā)射裝置，包括一個(gè)光發(fā)射區(qū)域；位于光發(fā)射區(qū)域的觀察側(cè)的第一電極，用于注入第一類電荷載流子；與位于光發(fā)射區(qū)域的非觀察側(cè)的第二電極，用于注入第二類電荷載流子；且其中有一個(gè)反射率影響結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)位于光發(fā)射區(qū)域的非觀察側(cè)并包括一個(gè)由石墨與/或一種低功函數(shù)金屬的氟化物或氧化物組成的光吸收層。
按照本發(fā)明的第二方面，提供一個(gè)光發(fā)射裝置包括一個(gè)光發(fā)射區(qū)域；位于光發(fā)射區(qū)域的觀察側(cè)的第一電極，用于注入第一類電荷載流子；與位于光發(fā)射區(qū)域的非觀察側(cè)的第二電極，用于注入第二類電荷載流子；且其中有一個(gè)反射率影響結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)位于光發(fā)射區(qū)域的非觀察側(cè)并包括一個(gè)光反射層與一個(gè)在先進(jìn)配光反射層之間的光透射間隔層，此間隔層這樣的厚度可以使光反射層的反射平面離至少一部分光發(fā)射區(qū)域的間距約為裝置光型波長的一半。
第一電極優(yōu)先為至少部分透光，最好基本上透明，至少對(duì)于部分或全部能由裝置發(fā)射的波長的光。第一電極可由例如ITP(氧化銦錫)、TO(氧化錫)或金形成。第一電極最好布置在光發(fā)射區(qū)域的觀察方位上-即在光發(fā)射區(qū)域與預(yù)期的觀察者位置之間。第一電極可具有層的形式。在裝置包括一個(gè)以上象素的情況下，可提供一個(gè)以上的第一電極，實(shí)現(xiàn)(與第二電極配合)逐一尋址每個(gè)象素。
第二電極可至少部分透光，適合基本上透明，至少對(duì)于部分或全部能由裝置發(fā)射的波長的光。這可通過由一種透光材料形成第二電極與/或通過使第二電極較薄例如厚度小于2、5、10、20或30nm來實(shí)現(xiàn)。第二電極的合適材料包括鋰、鈣或ITO?；蛘撸诙姌O可以是反射或不反射的光吸收劑。在這種情況下，第二電極最好本身提供反射率影響結(jié)構(gòu)。在第二電極為光吸收劑的場合，它可由一種光吸收材料例如低功函數(shù)金屬諸如Li、Ca、Mg、Cs、Ba、Yb、Sm等的氟化物或氧化物(供選地，與導(dǎo)電材料例如Al一起，可將它與氧化物或氟化物共沉積)形成，或由一種低功函數(shù)金屬加入光吸收材料例如碳(石墨)形成或最好共沉積形成。所述低功函數(shù)金屬可具有低于4.0eV的功函數(shù)。所述低功函數(shù)金屬可具有低于3.5eV的功函數(shù)。所述低功函數(shù)金屬可具有低于3.2eV的功函數(shù)。所述低功函數(shù)金屬可具有低于3.0eV的功函數(shù)。第二電極厚度的合適范圍在50至1000nm之間，最好在100至300nm的范圍內(nèi)。
第一電極與/或第二電極最好包括導(dǎo)電材料，例如金屬材料。其中一個(gè)電極(空穴注入電極)最好具有大于4.3eV的功函數(shù)。該層可包括一種金屬氧化物，例如氧化銦錫(“ITO”)或氧化錫(″TO″)或一種高功函數(shù)金屬例如Au或Pt。此電極可以是第一電極或第二電極。另一個(gè)電極(電子注入電極)最好具有低于3.5eV的功函數(shù)。該層可適合地由一種具有低功函數(shù)的金屬(Ca，Ba，Yb，Sm，Li等)構(gòu)成或由包括一種或多種這些金屬的一種合金或多層結(jié)構(gòu)可選地與其它金屬(例如Al)一起構(gòu)成。此電極可以是第二電極或第一電極。后部電極至少有一部分最好為光吸收劑。這可通過在電極中加入一層光吸收材料例如碳來實(shí)現(xiàn)。這個(gè)材料最好還具有導(dǎo)電性。
反射率影響結(jié)構(gòu)可位于第二電極鄰近。這時(shí)反射率影響結(jié)構(gòu)會(huì)適當(dāng)?shù)赜绊懷b置后部(非觀察側(cè))的反射率，為(例如)基本光吸收或基本光反射。反射率影響結(jié)構(gòu)可包括截然不同的基本光吸收與基本光反射區(qū)域。
按照本發(fā)明的第一方面，反射率影響結(jié)構(gòu)可包括一個(gè)光吸收層。此層適于通過從光發(fā)射區(qū)域發(fā)射的光的第二電極與/或吸收已透過第二電極的光與/或吸收從另一光源入射到裝置上的光來減少反射。這個(gè)光吸收層最好位于第二電極鄰近；或者也可同第二電極隔開，例如通過一片絕緣材料。鄰接第二電極的或更通常在第二電極后面的反射率影響結(jié)構(gòu)的存在適當(dāng)?shù)厥沟玫诙姌O基本上不反射從發(fā)射區(qū)發(fā)射的光。這個(gè)光吸收層最好由一種光吸收材料形成-例如光反射率影響結(jié)構(gòu)的光吸收層可包括石墨。在裝置包括多個(gè)個(gè)別象素的場合，光吸收層最好對(duì)多個(gè)象素通用。
按照本發(fā)明的第二方面，反射率影響結(jié)構(gòu)可包括一個(gè)光反射層。此層適于影響裝置內(nèi)出現(xiàn)的光場(例如光場的腹點(diǎn))以及光發(fā)射區(qū)域的一部分。光發(fā)射區(qū)域這一部分適于一個(gè)有一些或大量的電子/空穴復(fù)合(優(yōu)先產(chǎn)生光子)的區(qū)域。所述部分優(yōu)先是光射層的一個(gè)主要的復(fù)合地點(diǎn)或平面。所述部分最好是裝置的峰值復(fù)合地點(diǎn)或平面。反射率影響結(jié)構(gòu)最好包括一個(gè)在第二電極與此光反射層之間的光透射間隔層，適于把光反射層同光發(fā)射層隔開且最好達(dá)到一個(gè)預(yù)先確定的間距。此間隔層可通過與第二電極本身連為一體的材料提供-例如借助第二電極的厚度。間隔層的厚度最好能使反射率影響結(jié)構(gòu)的反射器離開至少一部分光發(fā)射區(qū)域的距離約為裝置光型的波長的一半。此反射器可以是反射層的主表面(離光發(fā)射層較近或較遠(yuǎn)的那些)之一，或可以是一個(gè)由反射層規(guī)定的反射結(jié)構(gòu)(例如一個(gè)分布的布拉格反射器)。間隔層的厚度最好能使反射器同光發(fā)射區(qū)域中的光場大致或基本上處于峰值的區(qū)域隔開的距離為裝置光型波長的大約或基本一半。
上面提到的反射率影響結(jié)構(gòu)的光吸收層或光反射層最好同裝置的光發(fā)射層保持光聯(lián)系，使來自光發(fā)射層的光可到達(dá)光吸收層或光反射層。
反射率影響結(jié)構(gòu)最好是導(dǎo)電的，適于通過反射率影響結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)第二電極的電接觸。
按照本發(fā)明的第三方面，提供一個(gè)光發(fā)射裝置包括一個(gè)光發(fā)射區(qū)域；一個(gè)位于光發(fā)射區(qū)域的觀察側(cè)用于注入第一類電荷載流子的第一電極與一個(gè)位于光發(fā)射區(qū)域的非觀察側(cè)用于注入第二類電荷載流子的第二電極；與一個(gè)對(duì)比度增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)位于光發(fā)射區(qū)域的非觀察側(cè)并包括一個(gè)對(duì)不同波長的入射光有不同的反射率且圍繞光發(fā)射區(qū)域的一個(gè)發(fā)射波長存在一個(gè)反射率峰值的反射結(jié)構(gòu)。按照本發(fā)明的這方面，反射結(jié)構(gòu)適合是一個(gè)分布的布拉格反射器。按照本發(fā)明的這方面，第二電極適合包括一個(gè)位于反射結(jié)構(gòu)的非觀察側(cè)的層，與多個(gè)通過反射結(jié)構(gòu)用于在第二電極的所述層與光發(fā)射區(qū)域之間導(dǎo)電的通路。這些通路優(yōu)選占裝置的發(fā)射面積的15％以下或10％以下。這些通路可占裝置的發(fā)射面積的15％與5％之間。按照本發(fā)明的這方面，陰極可包括一個(gè)位于反射結(jié)構(gòu)與光發(fā)射區(qū)域之間的透明層。此透明層可同那些通路相接觸。
通常，光發(fā)射材料適合為一種有機(jī)材料且優(yōu)先為一種聚合物材料。光發(fā)射材料優(yōu)先為一種半導(dǎo)電的與/或共軛的聚合物材料?；蛘吖獍l(fā)射材料可以是其它類型，例如升華的小分子薄膜或無機(jī)的光發(fā)射材料。每個(gè)有機(jī)光發(fā)射材料可包括一種或多種個(gè)別的有機(jī)材料，適合為聚合物，優(yōu)先為全部或部分共軛的聚合物。舉例的材料包括一種或多種下列材料的任何組合復(fù)(P-次苯基乙烯撐)(″PPV″)，復(fù)(2-甲氧基-5(2′乙基)己基氧苯撐乙烯撐)(″MEH-PPV″)，一種或多種PPV-衍生物(例如2-烷氧基或2-烷基生物)，多芴與/或加入多芴鏈段的共聚物，PPV與相關(guān)的共聚物，復(fù)(2.7-(9.9-2-n-辛基芴)-(1.4-苯撐-((4-干丁基苯基)亞氨基)-1.4-苯撐))(″TFB″)，復(fù)(2.7-(9.9-2-n-辛基芴)-(1.4-苯撐-((4-甲基苯基)亞氨基)-1.4-苯撐-((4-甲基苯基)亞氨基)-1.4-苯撐))(″PEM″)，復(fù)(2.7-(9.9-2-n-辛基芴)-1.4-苯撐-((4-甲基苯基)亞氨基)-1.4-苯撐-((4-甲基苯基)亞氨基)-1.4-苯撐))(″PFMO″)，復(fù)(2.7-(9.9-2-n-辛基芴)-3.6-苯并噻唑)(″F8BT″)。替代材料包括小分子材料例如Alq3。
在光發(fā)射區(qū)域與一個(gè)或兩個(gè)電極之間可提供一個(gè)或多個(gè)電荷傳輸層。每個(gè)電荷傳輸層可適合地包括一種或多種聚合物，例如摻雜聚乙烯二羥噻吩的聚苯乙烯磺酸(″PEDOT-PSS″)，復(fù)(2，7-9.9-2-n-辛基芴)-(1.4-苯撐-(4-亞氨基(苯甲酸)-1.4-苯撐-(4-亞氨基(苯甲酸))-1.4-苯撐))(″BFA″)，聚苯胺與PPV。
裝置的任何意指的實(shí)際方位不一定與使用或制作期間它的實(shí)際方位相聯(lián)系。


現(xiàn)在將通過參照附圖的舉例方法描述本發(fā)明，在這些附圖中圖2是一個(gè)第一裝置的剖視圖；圖3是一個(gè)第二裝置的平面圖；圖4是一個(gè)圖3裝置在線A-A′位置的剖視圖；
圖5是一個(gè)第三裝置的剖視圖；圖6是一個(gè)第四裝置的平面圖；圖7是一個(gè)第四裝置的剖視圖；圖8表示一個(gè)DBR相對(duì)于各種波長的反射率。
這些圖都不按比例。
具體實(shí)施例方式
圖2的裝置包括一個(gè)陽極層10，與一個(gè)陰極層11。位于這兩個(gè)電極層之間的是一個(gè)光發(fā)射材料層12。陽極由透明的ITO形成。陰極由鈣形成。陰極足夠薄使之不能有效反射。在陰極的后面是一個(gè)碳層13。當(dāng)在兩極之間施加一個(gè)合適的電壓時(shí)，光基本上無定向地從光發(fā)射區(qū)域發(fā)射。一部分光射向陽極并通過陽極直接從裝置射出。一部分光向后射向陰極。來自外部光源的照在顯示器上的入射光可由碳層13吸收。由于此光被吸收，因此它不往回向觀察者反射-這能改進(jìn)顯示器產(chǎn)生的效果，如下面詳細(xì)描述。
圖2的裝置可用一電市場上可購買的涂覆ITO的玻璃片開始形成。此玻璃片(圖2中14)構(gòu)成用于后繼沉積步驟的襯底。此玻璃片可以是厚度為例如1mm的堿石灰或硼硅酸鹽玻璃?？墒褂美缬袡C(jī)玻璃(Perspex)的其它材料取代玻璃。ITO涂層的厚度適合地約為100至150nm，且ITO適合地有一個(gè)在10到30Ω/□之間的片電阻。在ITO陽極上面沉積一個(gè)空穴傳輸或注入層15。此空穴傳輸層由含有PEDOT∶PSS的其中PEDOT對(duì)PSS的比率約為1∶5的溶液形成。此空穴傳輸層的厚度適合地約為50nm。此空穴傳輸層在溶液中旋涂然后典型地在氮環(huán)境中在200℃下烘焙1小時(shí)。然后在空穴傳輸層上面涂覆一個(gè)5BTF8中包括20％TFB的電熒光層12，典型地旋涂至厚度為90nm。術(shù)語5BTF8指的是復(fù)(2.7-(9.9-2-n-辛基芴)(″F8″)摻雜5％的復(fù)(2.7-(9.9-2-n-辛基芴)-3.6苯并噻唑)(″F8BT″)。然后把一個(gè)低功函數(shù)材料例如鈣的透明或半透明層在基本壓力低于10-8mbar的真空中熱蒸發(fā)在電熒光層上以形成陽極層11。此層的厚度最好大于1nm但小于會(huì)使鈣層成為不透明的厚度-典型約為20nm。在此層上通過電子束蒸發(fā)在基本壓力低于10-8mbar下沉積一個(gè)厚度在100與500nm之間的碳層13。在此碳層上面使用濺射沉積法在基本壓力低于10-8mbar下沉積一個(gè)厚度在100與1000nm之間的鋁層16。在本實(shí)施例中，選擇低功函數(shù)層11作為把電子注入光發(fā)射區(qū)域的有效電子注入器。碳層13作為吸收層并有一個(gè)低到足以不致明顯地增加裝置的驅(qū)動(dòng)壓的導(dǎo)電率。濺射的鋁層16起密封劑作用，具有緊湊的結(jié)構(gòu)，有低的針眼密度與小的顆粒尺寸。接觸點(diǎn)可固定在裝置上(在層16與10之間)且最后可把它密封在環(huán)氧樹脂中作為環(huán)境保護(hù)。
圖3與圖4表示一個(gè)使用上述原理與圖2裝置有聯(lián)系的多象素顯示裝置。此裝置包括一組在一個(gè)公共陽極平面內(nèi)的平行陽極條20與一組在一個(gè)同陽極平面隔開的公共陰極平面內(nèi)的平行陰極條21。在陽極與陰極之間是一個(gè)光發(fā)射層22。陽極條與陰極條交錯(cuò)的區(qū)域確定顯示裝置的象素。通過使用一個(gè)無源矩陣尋址方案可引起各個(gè)象素發(fā)光。(裝置可代之以配置為容許使用有源矩陣或其它的尋址方案。)圖4表示每個(gè)陰極包括3層一個(gè)鄰接光發(fā)射層22的低功函數(shù)材料例如鈣形成的注入層75，一個(gè)光吸收材料例如碳(石墨)形成的中間層76，與一個(gè)高導(dǎo)電材料例如鋁形成的導(dǎo)電層77。這些層一起組成一個(gè)陰極平面81。通常，注入層適用一種具有好的注入光發(fā)射層22性能的材料；中間層適用一種有好的光吸收性能的材料而導(dǎo)電層適用一種高導(dǎo)電材料。導(dǎo)電層可明顯地比其它兩層厚且最好幫助沿電極結(jié)構(gòu)均勻地分布電荷。在被選用作一層的材料也可執(zhí)行另一層功能的場合，這時(shí)另一層可省略。例如，假如選擇的光發(fā)射材料為一種可從碳得到好的電荷注入入的材料，則層75可省略，與/或假如提供的層75與/或?qū)?6具有足夠的導(dǎo)電性，則層77可省略。光吸收層76最好處在其它兩層(在二者存在的場合下)之間，在此情況下它應(yīng)是導(dǎo)電的，但它也可處在其它兩層的后面。作為替代方案，或另外方案，可提供一個(gè)覆蓋整個(gè)結(jié)構(gòu)的光吸收層(圖4中的層29)。假如該層由導(dǎo)電材料例如碳形成，則可提供一個(gè)絕緣層23以防止各陰極條21之間短路。
光吸收層76的作用是吸收入射在顯示器上的光，不然此光能從顯示器反射從而導(dǎo)致對(duì)比度的降低。圖4中通過光線80對(duì)此作了圖解表示，它們被層23與29吸收。因此光吸收層幫助增高對(duì)比度。光吸收層還可幫助減少從光發(fā)射層22發(fā)射的光在裝置自身內(nèi)的透射。這可通過避免在某一位置來自與發(fā)射光的象素不同的象素從器件產(chǎn)生的這種光而幫助增高對(duì)比度。
來自顯示器驅(qū)動(dòng)器的接觸點(diǎn)之一施加到層77。
也可在光發(fā)射層22的前面以各象素之間橫向隔離的形式提供一個(gè)碳層或其它的不反射層以進(jìn)一步減少環(huán)境光的反射。
由此上述關(guān)于圖2至圖4裝置的原理可通過減少較傾斜角度的光的發(fā)射與減少反射環(huán)境光而改善裝置的相鄰象素之間的對(duì)比度與改進(jìn)來自一個(gè)單一象素的光發(fā)射的模式。
圖5表示另一個(gè)顯示裝置。此裝置包括一個(gè)陽極層40與一個(gè)陰電極41。位于兩電極層之間的是一個(gè)光發(fā)射材料層42。陽極與陰極由透明的ITO形成?；蛘?，例如，兩電極可由一種低功函數(shù)材料例如鈣的薄層鄰接一個(gè)由例如ITO、ZnSe、ZnS等材料形成的透明間隔層而形成。當(dāng)兩電極之間施加一個(gè)合適的電壓時(shí)，從光發(fā)射材料發(fā)射基本上無定向的光。一部分光向前射向陽極并通過陽極直接從裝置射出。一部分光向后射向陰極，通過它進(jìn)入一個(gè)總體以43指示的反射結(jié)構(gòu)。此反射結(jié)構(gòu)包括一個(gè)反射層44與一個(gè)透明的間隔層46。間隔層46位于陰極41與反射層44之間而隔開反射層同光發(fā)射區(qū)域42。反射層向回反射向前的發(fā)射的光使它能往回通過陰極41、光發(fā)射層42、陽極40與玻璃襯底47并從裝置射出(參看光線48)。
圖5中曲線49表示光場的形狀，而區(qū)域50表示裝置中電子/空穴復(fù)合以產(chǎn)生光子的最強(qiáng)烈區(qū)域。對(duì)圖1的裝置對(duì)應(yīng)的特性分別以60與61表示。圖5裝置中的間隔層的厚度理想地選擇為使起返回向后發(fā)射光作用的反射層44的平面(或平面之一)同發(fā)射層隔開一個(gè)距離，此距離使得在裝置的至少一個(gè)發(fā)射頻率下整個(gè)反射布置的光模式的峰點(diǎn)(參看曲線49)與裝置的光發(fā)射層內(nèi)的峰值電子/空穴復(fù)合區(qū)域相一致。這個(gè)結(jié)果是由于圖5裝置中的光產(chǎn)生區(qū)域布置在一個(gè)比圖1裝置中更有效的平面內(nèi)，通過調(diào)準(zhǔn)光場的峰點(diǎn)(腹點(diǎn))使與發(fā)射層的峰值空穴/電子復(fù)合區(qū)域相一致。這優(yōu)化(或至少部分優(yōu)化)對(duì)于一個(gè)給定波長的有效光產(chǎn)生的位置。裝置優(yōu)化的波長最好等于或接近于峰值強(qiáng)度的發(fā)射波長。這個(gè)理想布置要求十分精確地間隔各層；然而，通過大致地或基本上以此方法布置各層即可獲得顯著的效益。
圖5裝置可通過類似于上述用于圖2裝置的途徑來形成，最高可達(dá)到陰極層。然后對(duì)于圖5裝置，通過沉積ITO、ZnSe、ZnS或類似材料至要求的厚度形成間隔層46，最好形成在一個(gè)低功函數(shù)例如鈣的薄層表面上。在ITO間隔層上面由反射材料例如鋁形成反射層44。在一個(gè)替代實(shí)施例中，可使用一個(gè)緊接陰極或同陰極隔開的導(dǎo)體與電介質(zhì)堆作為反射器。這個(gè)堆可例如由ITO與NiO層交替組成。
在另一替代實(shí)施例中，電極之一可由一種反射率影響材料形成。陽極或陰極可以是反射的或不反射的(光吸收劑)。這可通過選擇一種具有要求的反射性能與較好的電荷傳導(dǎo)與注入性能的材料而得到。可處理一種電氣上合適的材料(例如通過表面處理或加入一種反射率影響添加劑)以得到要求的反射率性能。
一個(gè)專用例子是后部電極(離觀察者最遠(yuǎn)的電極)是不反射的。在一個(gè)通常如圖1到圖5中那樣布置的裝置中，要求一個(gè)不反射的陰極。(在其它裝置中陽極可以是后部電極。)用于反射或不反射陰極的一種適合的材料是LiF∶Al。當(dāng)LiF∶Al薄膜中Al的成分大于50％時(shí)此薄膜是反射的。當(dāng)Al的成分在50％與30％之間時(shí)此薄膜是不反射的。當(dāng)Al的成分小于30％時(shí)此薄膜為半透明，但具有很高的電阻率。因此，在LiF∶Al的比率為50∶50至70∶30范圍內(nèi)LiF/Al薄膜可用于制作黑色(不反射)陰極。
可以用如下方法制作一個(gè)有一個(gè)不反射的后部電極(在此例中為陰極)的舉例裝置。把一個(gè)150nm厚的ITO層沉積在一片玻璃襯底上作為一個(gè)陽極。然后沉積一個(gè)50nm厚的PEDOT/PSS層作為一個(gè)空穴傳輸層。在其上面形成一個(gè)80nm厚的以電熒光聚合物為基材的多芴層。最后沉積一個(gè)200nm厚的共蒸發(fā)的LiF與Al層(LiF∶Al的蒸發(fā)比率為60∶40)作為不反射陰極層。在此層的頂面上沉積一個(gè)400nm厚的Al層。在改變這個(gè)專用設(shè)計(jì)的裝置時(shí)，應(yīng)注意LiF∶Al層的可能厚度范圍取決于它的組成，因?yàn)閷又蠰iF的比例越大，層將變得越透明。對(duì)于組成為60∶40的LiF∶Al層，200nm的厚度正好足夠。合適的厚度范圍為從50至1000nm。
替代的不反射陰極材料通常包括低功函數(shù)材料例如Li，Ca，Mg，Cs的氟化物與氧化物，最好與一種有高導(dǎo)電性的金屬例如Al或Cu一起作用(不過在某些情況下可能較少優(yōu)先使用Cu，因?yàn)樗呄蛴谝种凭酆衔锏碾姛晒?。具體的例子包括CsF、MgF、CaF、LiO、CaO，它們可同Al共蒸發(fā)，或由一個(gè)包括Al的組合靶濺射。導(dǎo)體(Al)同絕緣的氟化物與氧化物的要求比率在每例中可方便地通過試驗(yàn)確定，但可預(yù)期應(yīng)近似于上面對(duì)LiF∶Al系統(tǒng)討論的那些數(shù)值。另一個(gè)對(duì)低反射率或不反射的陰極的替代途徑是把一種低功函數(shù)材料同碳一起共蒸發(fā)或?yàn)R射。例子包括低功函數(shù)材料Ca、Li等與上面列出的氟化物與氧化物。
圖6是另一個(gè)替代裝置的平面圖而圖7是它的剖視圖。此裝置包括一個(gè)陽極60，一個(gè)空穴傳輸層62，一個(gè)陰極63，一個(gè)光發(fā)射層64，一個(gè)分布的布拉格反射器(DBR)層65。DBR位于光發(fā)射區(qū)域的非觀察側(cè)。陰極63的基本部分(66)位于DBR的非觀察側(cè)。為使電荷能從陰極的基本部分通到光發(fā)射區(qū)域，提供通過DBR的陰極通路67。此通路占據(jù)一個(gè)較小比例的裝置面積例如約15％至5％。為使輸出的電荷均勻注入發(fā)射層，在DBR與光發(fā)射區(qū)域之間提供一個(gè)薄到足以透明的又一個(gè)陰極層68。假如DBR是導(dǎo)電的，或通路間隔密集，或者可以得到均勻性，則層68可省略?？山柚粋€(gè)遮蔽掩模的沉積來形成網(wǎng)眼狀布置的通路(參看圖6)。
DBR包括為滿足在特定波長下反射的布拉格條件而制作的一堆有規(guī)律地交替布置的較高與較低反射率的電介質(zhì)(光透射材料)。當(dāng)電介質(zhì)堆中周期性的光路徑相當(dāng)于波長的一半時(shí)出現(xiàn)這個(gè)情況，且當(dāng)DBR堆遵守下面方程時(shí)，反射率被進(jìn)一步優(yōu)化1/2λ＝n2d2+n2d2，式中n1、n2為各部分的反射率；d1、d2為DBR中相應(yīng)部分的薄膜厚度；而λ為要求的反射光的波長。圖8表示一個(gè)DBR的反射率與波長的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在波長最佳值處反射率達(dá)到峰值，而對(duì)其它波長反射率低得多。
在圖6與圖7的裝置中DBR這樣布置以致使光發(fā)射層的發(fā)射波長(或它的主要發(fā)射波長)落在DBR的反射率峰值區(qū)內(nèi)，且最好在或接近DBR的最高反射率處。這個(gè)結(jié)果表明DBR可起到增高裝置的對(duì)比度而不明顯地降低它的效率的作用。從光發(fā)射層向后發(fā)射的光被DBR有效地(例如以約95％至100％的反射率)經(jīng)回向觀察者反射。不等于或不接近于光發(fā)射層的發(fā)射波長因而不在DBR的反射率峰值區(qū)內(nèi)的入射光，其反射要少得多(例如只有5％至10％)，趨向于被DBR吸收，從而改善了裝置的對(duì)比度。DBR的峰值反射率還可用于增強(qiáng)從裝置發(fā)射的光的色彩純度。
通路可對(duì)一個(gè)波長范圍產(chǎn)生反射，因此優(yōu)先把通路所占面積減至最小，例如小于15％且最好小于10％。
現(xiàn)在將描述對(duì)上述裝置的一些變更。在任一裝置中可在光發(fā)射層與任一或兩個(gè)電極之間形成一個(gè)或多個(gè)電荷傳輸層(例如層15，70，71)以幫助相應(yīng)電極與光發(fā)射層之間的電荷傳輸，與/或阻抗沿相反方向的電荷傳輸。上述原理可應(yīng)用于其它類型有機(jī)的或無機(jī)的顯示裝置。一個(gè)特定的替代例子是使用升華的分子薄膜作為光發(fā)射層的顯示裝置種類，例如在″Organic Electroluminescent Diodes″，C.W.Tang and S.A.Wanslyke，Appl.Phys.Lett.51，913-915(1987)中所描述的?？深嵉箖蓸O的位置使陰極在顯示器的前部(最接近于觀察者)而陽極在背部?？墒褂闷渌牟牧匣虿牧戏N類來代替上面提到的材料或材料種類，不過這樣做可能影響裝置的性能。
申請(qǐng)人提請(qǐng)注意以下事實(shí)本發(fā)明可包括本文中暗示或明示公開的任何特征或特征組合或任何由此而作的概括，而不受本權(quán)利要求書中任一條的范圍的限制。鑒于前面敘述，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，顯然可在本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種光發(fā)射裝置，包括光發(fā)射區(qū)域，包含有機(jī)發(fā)光材料；第一電極，位于光發(fā)射區(qū)域的觀察側(cè)用于注入第一類電荷的載流子；第二電極，包含透明層，位于光發(fā)射區(qū)域的非觀察側(cè)用于注入第二類電荷載流子；以及對(duì)比度增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)位于光發(fā)射區(qū)域的非觀察側(cè)并包括一個(gè)分布的布拉格反射器，該分布的布拉格反射器具有圍繞光發(fā)射區(qū)域的發(fā)射波長的反射率峰值，其中所述透明層位于該分布的布拉格反射器和光發(fā)射區(qū)域之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的光發(fā)射裝置，其中第二電極還包含一個(gè)位于反射器的非觀察側(cè)的層，以及多個(gè)通過反射器、用于在第二電極的所述層與光發(fā)射區(qū)域之間導(dǎo)電的通路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的光發(fā)射裝置，其中所述通路占該裝置的發(fā)射面積的15％以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的光發(fā)射裝置，其中透明層與通路相接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的光發(fā)射裝置，其中第二電極包含導(dǎo)電材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的光發(fā)射裝置，其中光發(fā)射材料包括聚合物光發(fā)射材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的光發(fā)射裝置，其中光發(fā)射材料包括共軛聚合物材料。
全文摘要
一種光發(fā)射裝置，包括一個(gè)光發(fā)射區(qū)域(12)；一個(gè)位于光發(fā)射區(qū)域的觀察側(cè)用于注入第一類電荷載流子的第一電極(10)；與一個(gè)位于光發(fā)射區(qū)域的非觀察側(cè)用于注入第二類電荷載流子的第二電極(11)；且其中有一個(gè)反射率影響結(jié)構(gòu)(13)，該結(jié)構(gòu)位于光發(fā)射區(qū)域的非觀察側(cè)并包括一個(gè)由石墨與/或一種低功函數(shù)金屬的氟化物或氧化物組成的光吸收層。
文檔編號(hào)H01L51/52GK1897324SQ200610099830
公開日2007年1月17日 申請(qǐng)日期1999年12月7日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月8日
發(fā)明者保羅·伯格, 杰萊梅·亨利·魯格斯, 朱利安·查爾斯·卡特, 斯蒂芬·卡爾·西克斯 申請(qǐng)人:劍橋顯示技術(shù)有限公司