專(zhuān)利名稱(chēng)：有機(jī)電致發(fā)光器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)電致發(fā)光器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
有機(jī)電致發(fā)光器件可從例如PCT/W0/13148和US4539507中了解。此類(lèi)器件的實(shí) 例被示出于圖1和2中。此類(lèi)器件一般地包括基板2 ；布置于基板2之上用于注入第一極 性的電荷的第一電極4 ；布置于第一電極4之上用于注入與所述第一極性相反的第二極性 的電荷的第二電極6 ；布置于第一電極和第二電極之間的有機(jī)發(fā)光層8 ；以及布置于第二電 極6之上的封裝物10。在圖1所示的一種方案中，基板2和第一電極4是透明的以允許由 有機(jī)發(fā)光層8所發(fā)射出的光從中穿過(guò)。在圖2所示的另一種方案中，第二電極6和封裝物 10是透明的以允許由有機(jī)發(fā)光層8所發(fā)射出的光從中穿過(guò)。以上所述結(jié)構(gòu)的變化是已知的。第一電極可以是陽(yáng)極以及第二電極可以是陰極。 替代地，第一電極可以是陰極以及第二電極可以是陽(yáng)極。更多的層可以被設(shè)置于電極與有 機(jī)發(fā)光層之間以便幫助電荷注入和傳輸。發(fā)光層中的有機(jī)材料可以包括小分子、樹(shù)枝狀大 分子或聚合物以及可以包括磷光基團(tuán)和/或熒光基團(tuán)。發(fā)光層可以包括含有發(fā)光基團(tuán)、電 子傳輸基團(tuán)和空穴傳輸基團(tuán)的材料混合物。這些可以在單分子中或在分開(kāi)的分子中提供。通過(guò)提供以上所述類(lèi)型的器件陣列，可以形成包括多個(gè)發(fā)光像素的顯示器。像素 可以是相同類(lèi)型的以形成單色顯示器或者它們可以是不同顏色的以形成多色顯示器。有機(jī)電致發(fā)光器件的問(wèn)題是由有機(jī)發(fā)光層中的有機(jī)發(fā)光材料所發(fā)射出的大量光 沒(méi)有從器件中放出。光可能由于散射、內(nèi)部反射、波導(dǎo)、吸收等損失于器件之內(nèi)。例如，應(yīng)當(dāng) 理解，光在相對(duì)器件平面的一定角度范圍內(nèi)從電致發(fā)光層中發(fā)射出。以淺角射到器件中的 界面上的光能夠在內(nèi)部被反射。一種提高從器件中放出的光量的方式是在器件中設(shè)置減少散射、內(nèi)部反射、波導(dǎo)、 吸收等中的一種或更多種的光學(xué)結(jié)構(gòu)。例如，該光學(xué)結(jié)構(gòu)可以包括衍射光柵或微透鏡陣列。本申請(qǐng)人較早的申請(qǐng)，出版為GBM21626，公開(kāi)了通過(guò)以下步驟將光學(xué)結(jié)構(gòu)形成于 有機(jī)電致發(fā)光器件的薄膜封裝物內(nèi)沉積電致發(fā)光器件層，將薄層封裝物沉積于器件層之 上，以及通過(guò)例如將光學(xué)結(jié)構(gòu)模壓于其中來(lái)在封裝物中提供光學(xué)結(jié)構(gòu)。該方案給所謂的頂 發(fā)射器件結(jié)構(gòu)提供了光學(xué)結(jié)構(gòu)以增加器件頂側(cè)的光輸出。該方案被示出于圖3中，包括基 板2 ；布置于基板2之上用于注入第一極性的電荷的第一電極4 ；布置于第一電極4之上用 于注入與第一極性相反的第二極性的電荷的第二電極6 ；布置于第一電極和第二電極之間 的有機(jī)發(fā)光層8 ；以及布置于第二電極6之上的薄膜封裝物10，其中第二電極6對(duì)由發(fā)光層 8所發(fā)射的光是透明的以及光學(xué)結(jié)構(gòu)12被提供于薄膜封裝物10中。上述方案的一個(gè)可能問(wèn)題是通過(guò)例如模壓將光學(xué)結(jié)構(gòu)形成于薄膜封裝物中可以 損壞器件的底層。替代地，或者除了布置于有機(jī)電致發(fā)光器件的頂電極之上的薄膜封裝物之外，玻 璃層或透明塑料層可以被設(shè)置于器件之上來(lái)封裝器件以免水分和氧進(jìn)入。玻璃層或透明塑料層通常具有形成于其中的凹部以接收器件并且在器件外圍的周?chē)峁┟芊?。凹部一般?足夠深的以使玻璃或透明塑料封裝物與器件的上表面隔開(kāi)以便在封裝期間防止頂電極的 上表面被損壞。空腔因而被形成于頂電極的上表面與玻璃/塑料封裝物之間。該方案被示 出于圖4中，包括基板2 ；布置于基板2之上用于注入第一極性的電荷的第一電極4 ；布置 于第一電極4之上用于注入與第一極性相反的第二極性的電荷的第二電極6 ；以及布置于 第一電極和第二電極之間的有機(jī)發(fā)光層8。薄膜封裝物(沒(méi)有示出)可以可選地布置于第 二電極6之上。具有其中所形成的凹部的玻璃或透明塑料的封裝物14被布置于上述層之 上并且由在有機(jī)電致發(fā)光器件外圍周?chē)恼澈蟿?6接合到基板2。玻璃或透明塑料的封裝 物14被從頂電極6的上表面隔開(kāi)而形成了空腔18。圖4所示的方案的一個(gè)問(wèn)題是由于在頂電極和空腔、空腔和封裝物以及封裝物和 上覆空氣之間的界面的折射率的差異，大量的光通過(guò)內(nèi)部反射而損失。本發(fā)明的目的是要解決一個(gè)或更多個(gè)上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
解決由圖4的方案中的空腔所引起的降低的光輸出的問(wèn)題的一種可能將是通過(guò) 將封裝物中的凹部形成為使得封裝物坐落于有機(jī)電致發(fā)光器件層的上表面的頂部的深度 而僅排除空腔。但是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這引起了對(duì)器件層的損壞。與薄膜封裝物不同，玻璃或透明 塑料的封裝物沉積為充分形成的片而不是例如汽相沉積膜。由此，封裝物是相對(duì)硬的以及 如果封裝物在被布置于器件之上并接合到基板時(shí)接觸例如頂陰極層則可以損壞該層。另一種可能將是用諸如彈性體的材料來(lái)填充空腔，其中該彈性體軟于玻璃或透明 塑料的封裝物。例如，能夠在封裝物被布置于有機(jī)電致發(fā)光器件上之前使彈性體的材料沉 積于封裝物的凹部?jī)?nèi)。因而，當(dāng)封裝物被布置于有機(jī)電致發(fā)光器件之上時(shí)，軟材料在提供有 機(jī)電致發(fā)光器件和硬封裝物之間的緩沖的同時(shí)填充空腔。空腔填充材料降低了器件頂部與 空腔之間的界面處、以及空腔與封裝物之間的界面處的折射率的差異。因而，內(nèi)部反射被減 少以及從器件頂部的光輸出得以增加。器件還由于空腔填充材料變得更強(qiáng)健。雖然上述方案減少了器件頂部與空腔之間的界面處、以及空腔與封裝物之間的界 面處的內(nèi)部反射，但是一些內(nèi)部反射將仍然發(fā)生于這些界面處，除非空腔填充材料的折射 率精確地匹配形成有機(jī)電致發(fā)光器件的頂表面的和/或上覆的封裝物的材料。而且，仍然 有相當(dāng)大量的光損失于封裝物頂部與上覆空氣之間的界面處。本申請(qǐng)人已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了通過(guò)結(jié)合空腔填充材料和光學(xué)結(jié)構(gòu)的特征使得光學(xué)結(jié)構(gòu)被 提供于空腔填充材料內(nèi)，在與之前所討論的方案比較時(shí)可以進(jìn)一步降低光損失。有鑒于此，以及根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了有機(jī)電致發(fā)光器件，該有機(jī)電致發(fā) 光器件包括基板；布置于基板之上用于注入第一極性的電荷的第一電極；布置于第一電 極之上用于注入與所述第一極性相反的第二極性的電荷的第二電極；布置于第一電極和第 二電極之間的有機(jī)發(fā)光層，第二電極對(duì)由發(fā)光層所發(fā)射出的光是透明的；被布置于第二電 極之上，并且與第二電極間隔開(kāi)的玻璃或透明塑料的封裝物，界定了第二電極與玻璃或透 明塑料的封裝物之間的空腔；以及被布置于空腔之內(nèi)的空腔填充材料，空腔填充材料從空 腔的底面延伸到空腔的頂面，空腔填充材料具有布置于其中的光學(xué)結(jié)構(gòu)。光學(xué)結(jié)構(gòu)可以是波紋狀表面、衍射結(jié)構(gòu)(例如，衍射光柵)、微透鏡陣列、棱鏡陣列及菲涅耳透鏡陣列之一。光學(xué)結(jié)構(gòu)可以具有粗糙的表面以進(jìn)一步增加從器件輸出的光。優(yōu)選地，光學(xué)結(jié)構(gòu)被形成于空腔填充材料的底表面。對(duì)于該方案，與例如光學(xué)結(jié)構(gòu) 被形成于與封裝物相鄰的空腔填充材料的上表面的情形相比，光學(xué)結(jié)構(gòu)被形成得更接近于 有機(jī)發(fā)光層。這是所期望的，因?yàn)楣鈱W(xué)結(jié)構(gòu)能夠引起所不希望的光學(xué)副作用。例如，隨著觀(guān) 看角度改變，所不希望的光學(xué)作用能夠由于光學(xué)結(jié)構(gòu)的存在而被引入，從而引起例如亮度 隨著觀(guān)看角度而改變。這些光學(xué)副作用取決于光學(xué)結(jié)構(gòu)與發(fā)光層的距離。通過(guò)提供接近于 發(fā)光層的光學(xué)結(jié)構(gòu)，使光學(xué)副作用得以降低而仍然增加從器件輸出的光?？涨惶畛洳牧蟽?yōu)選地包括諸如PDMS(聚甲基硅氧烷)的彈性體?？涨惶畛洳牧峡梢园ü鈱W(xué)結(jié)構(gòu)被布置其中的塊體材料以及涂層材料。涂層材料 可以被布置于塊體材料的頂表面和底表面中的任一面上或兩面上?？梢詾榱嗽谖挥诳涨坏?頂部和底部的界面處的更好的折射率匹配而選擇涂層材料。替代地，涂層材料涂覆光學(xué)結(jié) 構(gòu)并且被選擇以增加光學(xué)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元件之間的折射率的差異從而提高光學(xué)結(jié)構(gòu)的有效 性。該涂層材料的實(shí)例是諸如SiN的無(wú)機(jī)材料。塊體材料可以由之前所提及的彈性體來(lái)提 {共。優(yōu)選地，玻璃或透明塑料的封裝物包括空腔填充材料被布置于其中的凹部。凹部 還能夠接收器件的一個(gè)或更多個(gè)底層。更優(yōu)選地，玻璃或透明塑料的封裝物包括具有布置 于器件外圍周?chē)膫?cè)壁并且被接合到基板以使用例如在器件外圍周?chē)恼澈蟿┚€(xiàn)來(lái)形成 密封的凹部。側(cè)壁用于封裝器件的側(cè)面以免水分和氧進(jìn)入，并且還使封裝物在第二電極的 上方隔開(kāi)適當(dāng)?shù)木嚯x以防止在施加封裝物時(shí)損壞器件。優(yōu)選地，第一電極是陽(yáng)極以及第二電極是陰極。陰極可以包括上面有鋁層的鋇層。 這些層中的每個(gè)層都優(yōu)選小于IOnm厚，并且更優(yōu)選地每個(gè)層大約為5nm厚。該方案提供了 具有良好電性質(zhì)并且也是透明的陰極。而且，陰極沒(méi)有與器件中的其他元件起不利地反應(yīng)。 可選的陰極利用上面有銀層的鋇層。這些層中的每個(gè)層都優(yōu)選小于IOnm厚，并且更優(yōu)選地 每個(gè)層大約為5nm厚。這種陰極比上述鋇/鋁方案更透明。在一種方案中，基板、第一電極和第二電極對(duì)于由有機(jī)發(fā)光層所發(fā)射出的光是透 明的。這種方案，與透明的封裝物相結(jié)合而產(chǎn)生了完全透明的器件架構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提供了制造有機(jī)電致發(fā)光器件的方法，包括以下 步驟將第一電極沉積于基板之上以注入第一極性的電荷；將有機(jī)發(fā)光層沉積于第一電極 之上；將第二電極沉積于有機(jī)發(fā)光層之上以注入與所述第一極性相反的第二極性的電荷， 第二電極對(duì)于由發(fā)光層所發(fā)射出的光是透明的；將玻璃或透明塑料的封裝物布置于第二電 極之上，并且與第二電極間隔開(kāi)，界定第二電極與玻璃或透明塑料的封裝物之間的空腔，其 中空腔填充材料被提供于空腔之內(nèi)，空腔填充材料從空腔的底面延伸到空腔的頂面，空腔 填充材料具有布置于其中的光學(xué)結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，在將玻璃或透明塑料的封裝物布置于第二電極上之前先將空腔填充材料 沉積于玻璃或透明塑料封裝物之上。因此，形成復(fù)合結(jié)構(gòu)，其包括玻璃或透明塑料的封裝物 以及然后可以布置于有機(jī)電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)之上以封裝有機(jī)電致發(fā)光器件的空腔材料。光學(xué)結(jié)構(gòu)可以在將空腔填充材料沉積于玻璃或透明塑料的封裝物之上之前或之 后形成于空腔填充材料內(nèi)。在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，空腔填充材料被沉積于玻璃或透明塑 料的封裝物之上，光學(xué)結(jié)構(gòu)被形成于空腔填充材料的與玻璃或透明塑料的封裝物相反的側(cè)面上，以及然后所形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)被沉積于有機(jī)電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)之上以封裝有機(jī)電致發(fā) 光器件。該方法使得光學(xué)結(jié)構(gòu)能夠在不損壞有機(jī)電致發(fā)光器件的活性層的情況下形成。但 是，其他可能性也要正視。例如，可以將空腔填充材料沉積于第二電極、其中所形成的光學(xué) 結(jié)構(gòu)以及然后布置于其上的玻璃或透明塑料的封裝物之上。仍替代地，光學(xué)結(jié)構(gòu)還能夠形 成于空腔填充材料層中，空腔填充材料層然后能夠被施加于第二電極以及其上所布置的玻 璃或透明塑料的封裝物之上。優(yōu)選地，光學(xué)結(jié)構(gòu)通過(guò)模壓、打印、蝕刻、光刻圖形化等來(lái)提供。如果光學(xué)結(jié)構(gòu)被模壓，則為了將光學(xué)結(jié)構(gòu)模壓于空腔填充材料中可以在沉積之后 通過(guò)加熱或施加溶劑來(lái)軟化空腔填充材料。替代地，空腔填充材料可以被沉積并且可以在 空腔填充材料固化之前施加模壓模具。在一種優(yōu)選的方法中，空腔填充材料被沉積到封裝 物內(nèi)所形成的凹部之內(nèi)以及模壓模具被應(yīng)用于凹部?jī)?nèi)所沉積的空腔填充材料以形成光學(xué) 結(jié)構(gòu)。空腔填充材料通過(guò)例如加熱或施加UV光來(lái)固化。模壓模具然后被去除以及封裝物 接合到有機(jī)電致發(fā)光器件之上。優(yōu)選地，設(shè)計(jì)模壓模具以使之具有在模壓模具被施加于封裝物時(shí)與封裝物的側(cè)壁 鄰接的側(cè)壁以便精確地界定其中布置有光學(xué)結(jié)構(gòu)的空腔填充材料的高度。替代地，光學(xué)結(jié)構(gòu)可以使用具有圖形化表面的輥?zhàn)觼?lái)模壓，其中該輥?zhàn)涌梢员粷L 動(dòng)于空腔填充材料之上以形成光學(xué)結(jié)構(gòu)。


現(xiàn)在將參考附圖通過(guò)僅為實(shí)例的方式來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中圖1示出了底發(fā)射的有機(jī)發(fā)光器件的已知結(jié)構(gòu)；圖2示出了頂發(fā)射的有機(jī)發(fā)光器件的已知結(jié)構(gòu)；圖3示出了光學(xué)結(jié)構(gòu)處于布置于器件之上的薄膜封裝物內(nèi)的頂發(fā)射的有機(jī)發(fā)光 器件的已知結(jié)構(gòu)；圖4示出了玻璃或透明塑料的封裝物布置于其上的頂發(fā)射的有機(jī)發(fā)光器件的已 知結(jié)構(gòu)；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的頂發(fā)射的有機(jī)發(fā)光器件；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施例的頂發(fā)射的有機(jī)發(fā)光器件，其中空腔填充 材料包括塊體材料和涂層材料；圖7示出了形成根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的頂發(fā)射的有機(jī)發(fā)光器件的方法；圖8示出了可以根據(jù)形成根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的頂發(fā)射的有機(jī)發(fā)光器件的替代 方法而使用的輥?zhàn)拥慕Y(jié)構(gòu)；圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造工藝的實(shí)例；以及圖10示出了涉及圖9的印制步驟的步驟。
具體實(shí)施例方式圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的頂發(fā)射的有機(jī)發(fā)光器件。器件的結(jié)構(gòu)在許多 方面相似于圖4中所示出的現(xiàn)有技術(shù)的方案，并且相似的參考數(shù)字已經(jīng)被使用于相似的部 分。差別在于提供了布置于頂電極6與封裝物14之間的空腔填充材料20，其中光學(xué)結(jié)構(gòu)(在這種情況下為衍射光柵)被布置于空腔填充材料20之內(nèi)?？涨惶畛洳牧峡梢允侵T如 PDMS的彈性體?？涨惶畛洳牧?0從頂電極6延伸到封裝物14由此基本上填滿(mǎn)了布置于其 間的空腔。當(dāng)空腔填充材料20填滿(mǎn)(或基本上填滿(mǎn))布置于頂電極和封裝物之間的空腔 時(shí)，應(yīng)當(dāng)意識(shí)到光學(xué)結(jié)構(gòu)自身可以包括空隙22。這能夠從圖5所示的衍射光柵中看出，其中 衍射光柵包括其間布置有空隙22的多個(gè)凸起?？障犊梢杂每諝饣蚨栊詺怏w來(lái)填充。替代 地，另一種材料可以被提供于空隙中以便根據(jù)具體的使用來(lái)調(diào)整衍射光柵。光柵的有效性 將取決于空隙和凸起的折射率的差異以及凸起和空隙相對(duì)發(fā)射光的波長(zhǎng)的尺寸。由圖5所示的方案看出，很清楚空腔填充材料20并不一定填充由封裝物所形成的 凹部之內(nèi)的電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)的側(cè)面周?chē)膮^(qū)域，盡管這可以是根據(jù)一些實(shí)施例的情形。 還應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)一些實(shí)施例，可以提供更多的層。例如，薄層封裝物可以被提供于頂電極 6與空腔填充材料20之間。而且，電荷注入和/或傳輸層可以被提供于發(fā)光層8與電極4、 6之間。發(fā)光層8可以包括發(fā)光像素陣列以形成發(fā)光顯示。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的頂發(fā)射的有機(jī)發(fā)光器件，在該實(shí)施例中空 腔填充材料包括塊體材料20和涂層材料M。涂層材料可以被選擇來(lái)涂覆光學(xué)器件以及 調(diào)整其性能。例如，涂層材料可以根據(jù)其折射率來(lái)選擇以便提供如圖6所示的衍射光柵內(nèi) 的凸起和空隙22之間的折射率的大差異從而提高光柵的效率。適合于涂層的材料是例如 SiN，但可以使用一定范圍的可能材料。用于吸收可以滲透穿過(guò)基板或封裝物的任意大氣水分和/或氧的吸氣材料可以 被布置于基板和封裝物之間。電極層和有機(jī)發(fā)光層可以通過(guò)汽相沉積來(lái)沉積或者可以是由例如旋涂或噴墨沉 積所處理的溶液。圖7示出了形成根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的頂發(fā)射的有機(jī)發(fā)光器件的方法。方法步驟 可以概括如下a) 一些(例如)PDMS 20被分配到封裝玻璃14的蝕刻凹部之內(nèi)。b)PDMS 20由光柵面形模板沈所壓印，其中光柵面形模板沈接觸封裝玻璃14的 邊緣以便精確地界定光柵面形的高度。c)在PDMS 20固化之后印模沈被去除。 d)邊緣密封膠16被分配于封裝玻璃14的邊緣周?chē))封裝玻璃14然后與頂發(fā)射的有機(jī)發(fā)光顯示器件觀(guān)對(duì)齊以被封裝。f)顯示器件28和封裝玻璃14被集合到一起并且膠密封固化。PDMS面形與顯示 器件接觸，具有小程度的壓縮。在沒(méi)有處理步驟為有機(jī)發(fā)光顯示器件自身所要求的情況下，使用以上所概括的過(guò) 程(或其變體)來(lái)將光柵結(jié)構(gòu)形成于頂發(fā)射器件上。PDMS(或相似的)材料還起著填充玻 璃中的凹部的作用，由此使得器件更強(qiáng)健，以及從玻璃封裝物的內(nèi)部去除菲涅耳反射(它 能夠引起重像)。光柵的面形能夠給封裝物的邊緣提供精確的參照。例如可能有如下情形應(yīng)提供 PDMS的標(biāo)稱(chēng)的5%壓縮的光柵將被設(shè)計(jì)。如果膠密封厚度是50 μ m并且蝕刻凹部的深度是 200 μ m,那么光柵將被形成封裝玻璃的邊緣以上的63 μ m處((200+50) / (200+63) = 0. 95)。 具體設(shè)計(jì)可以考慮所有設(shè)計(jì)容差以確保良好地界定的壓縮范圍。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例輥?zhàn)涌梢员挥脕?lái)模壓光學(xué)結(jié)構(gòu)。圖8示出了可以根據(jù)該 可選方法來(lái)使用的輥?zhàn)?0的結(jié)構(gòu)。輥?zhàn)?0包括用于通過(guò)在空腔填充材料之上滾動(dòng)來(lái)形成 光學(xué)結(jié)構(gòu)的圖形化的表面。光學(xué)結(jié)構(gòu)能夠通過(guò)臨時(shí)軟化空腔填充材料(通常使用加熱或溶劑)以及然后用模 板模具來(lái)模壓空腔填充材料來(lái)形成。替代地，光學(xué)結(jié)構(gòu)能夠在空腔填充材料固化之前被模 壓于空腔填充材料內(nèi)。為了確保模壓模具/印模的完全脫出可以在模壓步驟期間提供脫模層。該層的實(shí) 例是諸如CF4等離子體的氟化層。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的有機(jī)電致發(fā)光器件的更多特征以及它們的制造方法在下 面討論。通用器件結(jié)構(gòu)根據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光器件的架構(gòu)包括玻璃或塑料基板、陽(yáng)極和陰極。電致發(fā)光 層被提供于陽(yáng)極和陰極之間。在本發(fā)明的實(shí)施例中，至少頂電極是透明的以便光可以被吸收(在光敏器件的情 形中)或者被發(fā)射出(在發(fā)射器件的情形中)。電荷傳輸層更多的層可以位于陽(yáng)極和陰極之間，例如電荷傳輸、電荷注入或電荷阻擋層。特別地，希望提供導(dǎo)電空穴注入層，該導(dǎo)電空穴注入層可以由提供于陽(yáng)極和電致 發(fā)光層之間以幫助空穴從陽(yáng)極注入半導(dǎo)電聚合物的單層或更多個(gè)層中的導(dǎo)電有機(jī)或無(wú)機(jī) 材料所形成。摻雜的有機(jī)空穴注入材料的實(shí)例包括摻雜的聚(乙烯二氧噻吩)(PEDT)，特別 是用電荷平衡的多酸(例如EP 0901176和EP 0947123所公開(kāi)的聚磺苯乙烯(PSS)、聚丙烯 酸或氟化磺酸(例如Nafion ) ；US 5723873和US 5798170所公開(kāi)的聚苯胺；以及聚(噻 吩并噻吩))來(lái)?yè)诫s的PEDT。導(dǎo)電無(wú)機(jī)材料的實(shí)例包括過(guò)渡金屬氧化物，例如在Journal of PhysicsD =Applied Physics (1996), 29 (11), 2750-2753 中公開(kāi)的 VOx MoOx 和 RuOx0如果存在，位于陽(yáng)極和電致發(fā)光層之間的空穴傳輸層優(yōu)選具有小于或等于5. 5eV 的HOMO能級(jí)，更優(yōu)選地是大約4. 8-5. 5eV0例如，HOMO能級(jí)可以通過(guò)循環(huán)伏安法來(lái)測(cè)量。如果存在，位于電致發(fā)光層和陰極之間的電子傳輸層優(yōu)選具有大約3-3. 5eV的 LUMO能級(jí)。電致發(fā)光層電致發(fā)光層可以?xún)H包括電致發(fā)光材料或者可以包括電致發(fā)光材料結(jié)合一種或更 多種其他的材料。特別地，電致發(fā)光材料可以與空穴和/或電子傳輸材料混合(例如WO 99/48160所公開(kāi)的)，或者可以在半導(dǎo)電的主基質(zhì)中包括發(fā)光摻雜物。替代地，電致發(fā)光材 料可以共價(jià)鍵合至電荷傳輸材料和/或主體材料。電致發(fā)光層可以被圖形化或不被圖形化。例如，包括未圖形化的層的器件可以被 用作照射源。發(fā)射白光的器件特別適合這種用途。包括圖形化層的器件可以是例如有源矩 陣顯示器或無(wú)源矩陣顯示器。在有源矩陣顯示器的情形中，圖形化的電致發(fā)光層被典型地 結(jié)合圖形化的陽(yáng)極層和未圖形化的陰極來(lái)使用。在無(wú)源矩陣顯示器的情形中，陽(yáng)極層由陽(yáng) 極材料的平行條紋以及電致發(fā)光材料的平行條紋和垂直于陽(yáng)極材料布置的陰極材料形成， 其中電致發(fā)光材料和陰極材料的條紋典型地由通過(guò)光刻形成的絕緣材料(“陰極隔板”)的
9條紋所隔開(kāi)。在電致發(fā)光層中使用的適合材料包括小分子、聚合的和樹(shù)枝狀大分子的材料，以 及它們的組合。在電致發(fā)光層中使用的適合的電致發(fā)光聚合物包括諸如聚(對(duì)苯乙炔)的 聚(芳基乙炔)以及聚芳撐，例如聚芴，特別是2，7-交聯(lián)9，9 二烴基聚芴或2，7-交聯(lián)9， 9 二芳基聚芴；聚螺芴，特別是2，7-交聯(lián)聚-9，9-螺芴；聚茚并芴，特別是2，7-交聯(lián)聚茚 并芴；聚苯撐，特別是烷基或烷氧基取代的聚-1，4-苯撐。這種聚合物被公開(kāi)于例如Adv. Mater. 200012 03) 1737-1750及其引文中。在電致發(fā)光層中使用的適合的電致發(fā)光的樹(shù)狀 大分子物包括例如W002/066552所公開(kāi)的承載樹(shù)狀大分子基團(tuán)的電致發(fā)光的金屬絡(luò)合物。腿陰極選自具有允許電子注入電致發(fā)光層的選出功的材料。其他因素影響著陰極 的選擇，例如陰極和電致發(fā)光材料之間不利的相互作用的可能。陰極可以包括單一材料， 例如鋁層。替代地，它可以包括多種金屬，例如低選出功材料和高逸出功材料的雙層，例 如在 W098/10621 中公開(kāi)的鈣和鋁；WO 98/57381，Appl. Phys. Lett. 2002，81 (4)，634 和 WO 02/84759所公開(kāi)的單質(zhì)鋇；或者金屬化合物薄層，特別是堿或堿土金屬的氧化物或氟化 物，以幫助電子注入，例如W000/48258所公開(kāi)的氟化鋰；在A(yíng)ppl. Phys. Lett. 2001，79 (5)， 2001中公開(kāi)的氟化鋇；以及氧化鋇。為了提供電子到器件內(nèi)的有效注入，陰極優(yōu)選具有小 于3. 5eV的逸出功，更優(yōu)選地小于3. &V，最優(yōu)選地小于;3eV。金屬的選出功能夠在，例如， Michaelson, J. Appl. Phys. 48(11)，4729，1977 中找到。如果陰極是頂電極那么根據(jù)本發(fā)明它是透明的。透明的陰極特別有利于有源矩陣 器件，因?yàn)榇┻^(guò)此類(lèi)器件中的透明陽(yáng)極的發(fā)射至少由位于發(fā)射像素之下的驅(qū)動(dòng)電路部分地 阻擋。透明的陰極將包括足夠薄以成為透明的電子注入材料層。典型地，該層的橫向電導(dǎo) 率將由于其厚度而是低的。在這種情況下，電子注入材料層被結(jié)合較厚的透明的傳導(dǎo)材料 (例如氧化銦錫)層來(lái)使用。應(yīng)當(dāng)理解，透明的陰極器件不需要具有透明的陽(yáng)極(當(dāng)然，除非希望完全透明的 器件)，因此用于底發(fā)射器件的透明陽(yáng)極可以用反射材料層(例如鋁層)來(lái)替代或補(bǔ)充。透 明陰極的器件的實(shí)例被公開(kāi)于例如GB 2348316中。盤(pán)光學(xué)器件傾向于對(duì)水分和氧敏感。因此，基板優(yōu)選地具有良好的阻擋性質(zhì)以防止 水分和氧進(jìn)入器件?；逋ǔＪ遣Ａ?。但是，替代的基板可以被使用，特別是器件的撓性是 所希望的情形。例如，基板可以包括如同US 6268695所公開(kāi)的交替的塑料和阻擋層的基板 中那樣的塑料或者EP 0949850所公開(kāi)的薄玻璃和塑料的層板。器件被封裝物封裝以防止水分和氧進(jìn)入。用于吸收可以滲透穿過(guò)基板或封裝物的 任意大氣水分和/或氧的吸氣材料可以被布置于基板和封裝物之間。^ife在之前所描述的實(shí)施例中，器件通過(guò)首先在基板上形成陽(yáng)極隨后沉積電致發(fā)光層 和陰極來(lái)形成。但是，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的器件還能夠通過(guò)首先在基板上形成陰極隨后沉積 電致發(fā)光層和陽(yáng)極來(lái)形成。溶液處理單個(gè)聚合物或多個(gè)聚合物可以從溶液中沉積出以形成器件的有機(jī)層。用于聚芳撐(特別是聚芴)的適合溶劑，包括單或多烷基苯，例如甲苯和二甲苯。特別優(yōu)選的溶液沉積 技術(shù)是旋涂和噴墨打印。旋涂特別適合于其中電致發(fā)光材料的圖形化是非必要的器件——例如用于光應(yīng) 用或者簡(jiǎn)單的單色段式顯示。噴墨打印特別地適合于高信息內(nèi)容的顯示，特別是全色顯示。OLED的噴墨打印在 例如EP 0880303中描述。其他溶液沉積技術(shù)包括浸涂、滾印和絲網(wǎng)印制。如果多層器件通過(guò)溶液處理來(lái)形成，那么本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到防止相鄰層 混合的技術(shù)，例如通過(guò)在隨后層的沉積之前一個(gè)層的交聯(lián)或者相鄰層的材料選擇使得形成 這些層中的第一層的材料不可溶于用來(lái)沉積第二層的溶劑。雖然本發(fā)明已經(jīng)參考其優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了示出和描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 理解在沒(méi)有脫離本發(fā)明由所附權(quán)利要求所界定的范圍的情況下可以進(jìn)行各種形式和細(xì)節(jié) 的各種改變。^M圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造過(guò)程的實(shí)例。制造過(guò)程包括以下步驟1.將550nm的聚苯乙烯旋涂到玻璃或Si基板之上。2.在140°C的加熱之下以Si印模來(lái)印制聚苯乙烯。3.澆入PDMD并且在55°C下固化2小時(shí)。4.剝?nèi)?PDMS。5.將PDMS附接于OLED器件上。6.封裝。圖10示出了涉及印制步驟的步驟，在印制步驟中印模和聚苯乙烯膜被組合并被 夾緊，加熱到140°C，使溫度維持于140°C以穩(wěn)定化以及再用10分鐘以允許聚合物流動(dòng)、冷 卻，以及然后去除印模。許多OLED器件被制造了出來(lái)，為了比較，一些具有PDMS光柵并且一些沒(méi)有PDMS 光柵。OLED器件的外部量子效率被測(cè)量，并且發(fā)現(xiàn)含有PDMS光柵的器件具有比沒(méi)有PDMS 光柵的器件平均高37%的外部量子效率。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)電致發(fā)光器件，包括基板；布置于所述基板之上用于注入第一極性的電荷的第一電極；布置于所述第一電極之上用于注入與所述第一極性相反的第二極性的電荷的第二電極；布置于所述第一電極和所述第二電極之間的有機(jī)發(fā)光層，所述第二電極對(duì)由所述發(fā)光 層發(fā)射出的光是透明的；被布置于所述第二電極之上，并且與它間隔開(kāi)的玻璃或透明塑料的封裝物，界定了所 述第二電極與所述玻璃或透明塑料的封裝物之間的空腔；以及被布置于所述空腔之內(nèi)的空腔填充材料，所述空腔填充材料從所述空腔的底面延伸到 所述空腔的頂面，所述空腔填充材料具有布置于其中的光學(xué)結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其中所述光學(xué)結(jié)構(gòu)是波紋狀表面、衍射 結(jié)構(gòu)、微透鏡陣列、棱鏡陣列及菲涅耳透鏡陣列之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其中所述光學(xué)結(jié)構(gòu)是衍射光柵。
4.根據(jù)以上任一權(quán)利要求所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其中所述光學(xué)結(jié)構(gòu)被形成于與所 述玻璃或塑料的封裝物相反的一側(cè)上的所述空腔填充材料內(nèi)。
5.根據(jù)以上任一權(quán)利要求所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其中所述空腔填充材料優(yōu)選包括 彈性體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其中所述彈性體是聚甲基硅氧烷 (PDMS)。
7.根據(jù)以上任一權(quán)利要求所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其中所述空腔填充材料包括其中 布置有所述光學(xué)結(jié)構(gòu)的塊體材料以及涂層材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其中所述涂層材料涂覆所述光學(xué)結(jié)構(gòu)的 結(jié)構(gòu)元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其中所述涂層材料是無(wú)機(jī)材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求7到9中的任一權(quán)利要求所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其中所述塊體材 料是彈性體。
11.根據(jù)以上任一權(quán)利要求所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其中所述玻璃或透明塑料的封 裝物包括所述空腔填充材料被布置于其中的凹部。
12.根據(jù)以上任一權(quán)利要求所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其中所述基板、所述第一電極、 所述第二電極、所述空腔填充材料和所述封裝物對(duì)于由所述有機(jī)發(fā)光層發(fā)射出的光都是透 明的，由此提供了完全透明的器件架構(gòu)。
13.—種制造有機(jī)電致發(fā)光器件的方法，包括以下步驟將第一電極沉積于基板之上以注入第一極性的電荷；將有機(jī)發(fā)光層沉積于所述第一電極之上；將第二電極沉積于所述有機(jī)發(fā)光層之上以注入與所述第一極性相反的第二極性的電 荷，第二電極對(duì)于由所述發(fā)光層發(fā)射出的光是透明的；將玻璃或透明塑料的封裝物布置于所述第二電極之上，并且與之間隔開(kāi)，界定所述玻 璃或透明塑料的封裝物與所述第二電極之間的空腔，其中空腔填充材料被提供于所述空腔之內(nèi)，所述空腔填充材料從所述空腔的底面延伸到所述空腔的頂面，所述空腔填充材料具 有布置于其中的光學(xué)結(jié)構(gòu)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述空腔填充材料在將所述玻璃或透明塑料的 封裝物布置于所述第二電極上之前被沉積于所述玻璃或透明塑料的封裝物之上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述光學(xué)結(jié)構(gòu)在將所述空腔填充材料沉積于所 述玻璃或透明塑料的封裝物上之后被形成于所述空腔填充材料內(nèi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13到15中的任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述光學(xué)結(jié)構(gòu)通過(guò)模 壓、打印、蝕刻或光刻圖形化來(lái)提供。
全文摘要
一種有機(jī)電致發(fā)光器件，包括基板(2)；布置于基板之上用于注入第一極性的電荷的第一電極(4)；布置于第一電極之上用于注入與所述第一極性相反的第二極性的電荷的第二電極(6)；布置于第一和第二電極之間的有機(jī)發(fā)光層(8)，第二電極對(duì)由發(fā)光層所發(fā)射出的光是透明的；被布置于第二電極之上，并且與之間隔開(kāi)的玻璃或透明塑料的封裝物(14)，界定了它們之間的空腔；以及被布置于空腔之內(nèi)的空腔填充材料(20)，空腔填充材料從空腔的底面延伸到空腔的頂面，空腔填充材料具有布置于其中的光學(xué)結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H01L51/52GK102099944SQ200980128119
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2009年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月3日
發(fā)明者E·史密斯, J·卡特, J·波羅格斯, 李順普 申請(qǐng)人:劍橋顯示技術(shù)有限公司