專利名稱：有機(jī)電致發(fā)光器件及其制造方法以及有機(jī)電致發(fā)光顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)電致發(fā)光(以下簡寫為“有機(jī)EL”)。更具體地，本發(fā)明涉及改善了暗點(diǎn)(dark spots)出現(xiàn)和生長問題，從而使得能明顯提高顯示質(zhì)量和其壽命的有機(jī)EL顯示器，并且涉及制造有機(jī)EL器件的方法和采用該有機(jī)EL器件的有機(jī)EL顯示器。
背景技術(shù)：
有機(jī)EL器件具有非?？斓捻憫?yīng)速度，且為自發(fā)光器件，因此，當(dāng)EL器件用于顯示裝置時，希望能提供具有寬視角的良好平板顯示裝置。在這一點(diǎn)上，已經(jīng)研究了在液晶顯示裝置之后將有機(jī)EL器件應(yīng)用于平板顯示裝置(flat display apparatus)。
當(dāng)上述有機(jī)EL器件用于平板顯示裝置時，與液晶顯示裝置相似，可以對其應(yīng)用有源矩陣驅(qū)動方法。已經(jīng)知曉，可以采用頂部發(fā)射結(jié)構(gòu)或底部發(fā)射結(jié)構(gòu)作為采用有源矩陣驅(qū)動方法的有機(jī)EL顯示裝置中的發(fā)光結(jié)構(gòu)。
圖11(a)和11(b)為示意性示出傳統(tǒng)有機(jī)EL器件的視圖。圖11(a)示出了頂部發(fā)射型(top emission type)有機(jī)EL器件，圖11(b)示出底部發(fā)射型(bottomemission type)有機(jī)EL器件。在圖11(a)所示的頂部發(fā)射型傳統(tǒng)有機(jī)EL器件100中，在許多情形下，由諸如Ni/Al的材料形成的反光的(reflective)陽極104沉積在襯底102上，且由有機(jī)EL材料形成的功能層(function layer)106形成在陽極104上。此功能層106根據(jù)有機(jī)EL器件的特定材料和目的由多種材料構(gòu)成。在圖11(a)所示的傳統(tǒng)例子中，在陽極104上，功能層106包括載流子注入層108，其包含銅酞菁等；諸如TPD的載流子傳輸層110；以及諸如Alq3的發(fā)光層(luminous layer)112。此外，構(gòu)成為透明導(dǎo)電膜的陰極114沉積在發(fā)光層112上。在圖11(a)所示的傳統(tǒng)例子中，陰極114由諸如鋁(Al)的材料構(gòu)成。此外，由諸如Li、K、Ca和Mg的具有小的電離能的材料構(gòu)成的薄層116形成在陰極114和功能層106之間。此薄層116提高了電子注入效率。此外，為了保護(hù)上述各構(gòu)成組元(components)不受外部潮氣影響，沉積由諸如SiOw、SiOxNy和SiNz的材料制成的透明絕緣膜118以覆蓋陰極114。于是，制成了一結(jié)構(gòu)，其中，有機(jī)EL器件的可靠性得以提高。在圖11(a)所示的頂部發(fā)射型有機(jī)EL器件100中，功能層106中產(chǎn)生的光向箭頭A所示的方向發(fā)射。
此外，現(xiàn)在也已經(jīng)知曉圖11(b)中所示的底部發(fā)射型結(jié)構(gòu)。在透明襯底122上，圖11(b)所示的底部發(fā)射型傳統(tǒng)有機(jī)EL器件120包括由透明導(dǎo)電膜構(gòu)成的陽極124；沉積在陽極124上的功能層126；以及沉積在功能層126上且由例如Al的材料形成的反光陰極128。對于功能層126，可以使用與上述頂部發(fā)射型有機(jī)EL器件的材料相似的材料，且得到一結(jié)構(gòu)，其中功能層126中產(chǎn)生的光向箭頭B所示的方向發(fā)射。
另外，現(xiàn)在已經(jīng)知曉的是，出現(xiàn)了嚴(yán)重影響上述EL器件的顯示質(zhì)量和壽命的現(xiàn)象。具體地，已知的是，在EL器件中出現(xiàn)暗點(diǎn)。暗點(diǎn)被稱作有機(jī)EL器件上的點(diǎn)缺陷(spotted defects)，在該點(diǎn)不產(chǎn)生發(fā)光。這種暗點(diǎn)在其出現(xiàn)后隨著時間的流逝逐漸生長。因此，由于有機(jī)EL器件的發(fā)光面積減小而導(dǎo)致有機(jī)EL器件的發(fā)光性能惡化，且顯示性能隨著時間流逝而惡化，所以暗點(diǎn)的存在成為了嚴(yán)重的缺陷。已知的是，這些暗點(diǎn)在器件制造過程中由于某些原因而形成，且隨著時間的流逝，點(diǎn)的數(shù)量并不增加，而是僅其面積擴(kuò)大。特別地，認(rèn)為在器件制造過程中不出現(xiàn)暗點(diǎn)使得能顯著提高有機(jī)EL器件的壽命，并為有機(jī)EL器件提供良好的顯示質(zhì)量。
迄今為止，已經(jīng)進(jìn)行了各種研究以解決暗點(diǎn)問題。例如，日本專利公報平10(1998)-275682號公開了，為了解決暗點(diǎn)問題，在器件外部構(gòu)造密封部分以防止由于氧氣和濕氣導(dǎo)致的暗點(diǎn)的生長。然而，根據(jù)日本專利公告平10(1998)-275682號，沒有直接防止暗點(diǎn)的出現(xiàn)。雖然使得暗點(diǎn)不擴(kuò)大，且因而可以防止器件壽命縮短，但是對暗點(diǎn)出現(xiàn)的限制卻并非此公開技術(shù)的根本目的。
此外，這種防止氧氣和濕氣自外界滲入的嘗試還在日本專利公報2000-40594號中得以公開。在日本專利公報第2000-40594號中，對通過在有機(jī)EL器件上形成損傷防止膜(damage preventive film)來防止來自外界的影響作了研究?？煽闯?，日本專利公報第2000-40594號中公開的損傷防止膜防止了氧氣、水或等離子體導(dǎo)致的損傷，且具有限制暗點(diǎn)生長的效果。然而，日本專利公報第2000-40594號公開的方法不涉及防止暗點(diǎn)的出現(xiàn)。
此外，在防止暗點(diǎn)出現(xiàn)的上述技術(shù)中，假設(shè)了暗點(diǎn)由制造過程中的粉塵和沉積作為陽極和陰極的膜的非均勻性導(dǎo)致。這些缺陷利用減少粉塵和拋光沉積的膜的方法來處理。然而，并不能說根據(jù)傳統(tǒng)處理方法可完全抑制暗點(diǎn)的出現(xiàn)。此外，已經(jīng)注意到需要通過解決暗點(diǎn)出現(xiàn)的本質(zhì)機(jī)理來更本質(zhì)地抑制暗點(diǎn)的出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到背景技術(shù)的上述不利之處作出本發(fā)明。本發(fā)明涉及一種有機(jī)EL器件，借助于通過將暗點(diǎn)的出現(xiàn)減至最少來防止因暗點(diǎn)的出現(xiàn)及其隨后的生長導(dǎo)致的劣化從而獲得壽命的延長，該有機(jī)EL器件獲得了長壽命。此外，本發(fā)明涉及一種制造該有機(jī)EL器件的方法，以及一種包括該有機(jī)EL器件的有機(jī)EL顯示裝置。
本發(fā)明的發(fā)明人通過詳細(xì)研究暗點(diǎn)的出現(xiàn)機(jī)理獲得了本發(fā)明。具體地，作為刻苦研究的結(jié)果，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，除了沉積層表面上的沉積中的粉塵或非均勻性外，暗點(diǎn)的出現(xiàn)還由作為主要因素的有機(jī)層和無機(jī)層間界面上的微小脫層(micro delamination)導(dǎo)致。通常，諸如陰極的無機(jī)材料沉積在構(gòu)成有機(jī)EL器件的功能層上，以確保電導(dǎo)性。發(fā)明人的發(fā)現(xiàn)如下。在許多情況下，諸如發(fā)光層的有機(jī)膜和諸如由金屬或金屬氧化物形成的陰極和陽極的無機(jī)膜之間的粘附性并不是很好。每層無機(jī)膜中積聚的應(yīng)力導(dǎo)致有機(jī)膜和無機(jī)膜間界面上的脫層，這導(dǎo)致暗點(diǎn)的出現(xiàn)。一旦暗點(diǎn)出現(xiàn)，氧氣或水沿著層脫開的表面滲透，于是暗點(diǎn)由于腐蝕等原因隨著時間的流逝而擴(kuò)大，于是降低了有機(jī)EL器件的長期可靠性。
本發(fā)明提供了上述有機(jī)EL器件的結(jié)構(gòu)，其將暗點(diǎn)的出現(xiàn)減至最少，于是解決了傳統(tǒng)有機(jī)EL器件中與暗點(diǎn)有關(guān)的內(nèi)在缺陷。
具體地，本發(fā)明提供一種有機(jī)EL器件，包括襯底；電極，包括在襯底上形成的第一電極和設(shè)置成與第一電極隔開的第二電極；在電極間形成且包括發(fā)光層的功能層；以及包括在第二電極中且設(shè)置成與功能層隔開的緩沖層。
在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，形成的緩沖層距離功能層的上端面20nm或更小。本發(fā)明中，緩沖層包括氧化物。本發(fā)明的緩沖層可以包括氧化鋁。本發(fā)明中，有機(jī)EL器件還可以進(jìn)一步包括設(shè)置在功能層附近且包括堿金屬元素和堿土金屬元素中的任意一種的層。
本發(fā)明提供了一種制造有機(jī)EL器件的方法，該方法包括下列步驟在襯底上形成第一電極；在第一電極上形成包括發(fā)光層的功能層；在發(fā)光層之上形成第二電極；以及在離功能層的上端面預(yù)定值或更小的距離上形成緩沖層。
本發(fā)明中，緩沖層可包括氧化物，且形成緩沖層的步驟可包括氧化第二電極的步驟和在其上沉積氧化物的步驟中的任意步驟。本發(fā)明中，緩沖層可包括氧化鋁。本發(fā)明中，該制造方法還可進(jìn)一步包括步驟在功能層附近沉積包括堿金屬元素和堿土金屬元素中的任意一種的層。
本發(fā)明提供一種包括在襯底上形成的多個有機(jī)EL器件的有機(jī)EL顯示裝置，其中該有機(jī)EL器件包括電極，其包括襯底附近的第一電極和設(shè)置成與第一電極隔開的第二電極；功能層，其包括在電極間形成的發(fā)光層；以及緩沖層，其包括在第二電極中，且設(shè)置成與功能層隔開。
本發(fā)明中，可以在距離功能層的上端面20nm或更小的距離處形成緩沖層。本發(fā)明中，緩沖層可以包括氧化物。本發(fā)明中，緩沖層可以包括氧化鋁。本發(fā)明中，有機(jī)EL顯示裝置還可以進(jìn)一步包括設(shè)置在功能層附近且包括堿金屬元素和堿土金屬元素中的任意一種的層。


為了更全面地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在參考結(jié)合附圖的以下說明，其中圖1是示出本發(fā)明的有機(jī)EL器件的橫截面結(jié)構(gòu)的視圖，該器件具有頂部發(fā)射結(jié)構(gòu)；圖2是示出本發(fā)明的有機(jī)EL器件的橫截面結(jié)構(gòu)的視圖，該器件具有底部發(fā)射結(jié)構(gòu)；圖3(a)至3(c)是示出本發(fā)明的有機(jī)EL器件的制造過程的視圖；圖4(a)和4(b)是示出本發(fā)明的有機(jī)EL器件的制造過程的視圖；圖5是本發(fā)明的有機(jī)EL顯示裝置的俯視圖；圖6是示出本發(fā)明的有機(jī)EL顯示裝置的驅(qū)動電路的電路圖；
圖7(a)和7(b)是每個均示出有機(jī)EL顯示裝置的一個像素(緊接在其制造后)的發(fā)光特性的視圖；圖8(a)和8(b)是每個均示出有機(jī)EL顯示裝置的一個像素(在經(jīng)過3個星期后)的發(fā)光特性的視圖；圖9(a)和9(b)是顯示本發(fā)明的有機(jī)EL顯示裝置的發(fā)光特性的視圖；圖10(a)和10(b)是顯示傳統(tǒng)有機(jī)EL顯示裝置的發(fā)光特性的視圖；以及圖11(a)和11(b)是顯示傳統(tǒng)有機(jī)EL器件的橫截面結(jié)構(gòu)的視圖。
具體實(shí)施例方式
雖然本發(fā)明將在下文借助附圖中所示的實(shí)施例來說明，但是本發(fā)明不限于附圖中所示的實(shí)施例。
圖1是示出本發(fā)明的有機(jī)EL器件的結(jié)構(gòu)的示意性視圖。圖1所示的有機(jī)EL器件10構(gòu)造成頂部發(fā)射型結(jié)構(gòu)，其中，反光的陽極14沉積在諸如玻璃的襯底12上，且用于通過電致發(fā)光產(chǎn)生發(fā)光的功能層16沉積在陽極14上。陽極可以由導(dǎo)電金屬材料形成，并且，可以使用例如Ni、Al、Mo、Cr、Ni/Al、及其任何合金。此外，如圖1所示，功能層16更具體地包括載流子注入層16a、載流子傳輸層16b、以及發(fā)光層16c。注意，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，功能層16可以包括具有其它功能的其它層，例如電子傳輸層等。此外，在圖1所示的實(shí)施例中，由諸如LiF的材料構(gòu)成的薄層18設(shè)置在發(fā)光層16c附近。
載流子產(chǎn)生層16a可以包括例如銅酞菁等。然而，在本發(fā)明中，除了銅酞菁外，可以使用任何載流子產(chǎn)生材料，例如諸如卟啉及其衍生物。
此外，作為本發(fā)明中可用的載流子傳輸層16b，TPD可用于本發(fā)明的特定實(shí)施例中。然而，除了TPD外，迄今為止已知的任何載流子輸運(yùn)材料及其任何衍生物均可使用。本發(fā)明中可用的這樣的載流子輸運(yùn)材料將在下文中舉例說明。
(化學(xué)式1) (化學(xué)式2) (化學(xué)式3) (化學(xué)式4)
(化學(xué)式5) 此外，作為可用于本發(fā)明中的發(fā)光層16c，可以使用例如迄今為止已知的任何低分子或高分子發(fā)光材料，以及例如諸如Alq3的絡(luò)合物?？梢杂糜诒景l(fā)明中的這樣的發(fā)光材料將在下文以舉例的方式說明。作為這樣的低分子發(fā)光材料，可以列出以下化合物。
(化學(xué)式6) (化學(xué)式7)
(化學(xué)式8) (化學(xué)式9) 此外，作為這樣的高分子發(fā)光材料，可以列出以下化合物。
(化學(xué)式10) (化學(xué)式11)
(化學(xué)式12) (化學(xué)式13) 關(guān)于上述材料，在許多情形下，低分子材料用于其功能分成多層且該多層疊置在一起的結(jié)構(gòu)，以及采用其中高分子材料用作單一層的結(jié)構(gòu)。然而，本發(fā)明中，根據(jù)其發(fā)光效率可將各種摻雜劑添加到該材料中，并且上述發(fā)光材料還可相互混合使用。
各種摻雜劑可以添加到上述功能層中，以控制其發(fā)光特性。作為可用于本發(fā)明中的摻雜劑，可用任何摻雜劑，只要能獲得必須的發(fā)光特性即可。例如，摻雜劑可以選自日光型熒光材料、熒光增白劑、激光染料、有機(jī)閃爍體、用于熒光分析試劑的染料等。
更具體地，作為上述染料，可以有下列所示的染料尼羅藍(lán)(Nile Blue)、尼羅紅(Nile Red)、TPB、香豆素6、酮基香豆素、紅熒烯、DCM-1(橙紅)、苝(perylene)、p-三聯(lián)苯、聚苯1(polyphenyl 1)、二苯乙烯1、二苯乙烯3、香豆素2、香豆素47、香豆素102、香豆素30、若丹明6G、若丹明B、若丹明700、苯乙烯基9(styryl 9)、HITCL、IR140等。然而，在本發(fā)明中，也可使用除了上述染料外的任何染料，只要其可賦予適當(dāng)?shù)陌l(fā)光光譜即可。
此外，在本發(fā)明中，根據(jù)需要，電子傳輸層還適用于陰極。對于適用于本發(fā)明的電子層，可以列出下列示例性材料。
(化學(xué)式14) (化學(xué)式15) (化學(xué)式16) (化學(xué)式17) 可以列出上述化學(xué)式代表的這樣的噁二唑化合物或迄今為止已知的噁二唑衍生物。
本發(fā)明中具體實(shí)施例中所用的薄層18可以用具有小電離能的光學(xué)透明(optically transparent)材料形成。例如，可用堿金屬元素或堿土金屬元素，堿金屬元素包括Li、K等，堿土金屬元素包括Ca、Mg等。在本發(fā)明的特定實(shí)施例中，薄層18可由諸如LiF的氟化物形成。由于上述薄層18提高了電子注入效率，所以薄層18特別適用于形成Al陰極20的情形。
本發(fā)明中，陰極20形成在薄層18上，并構(gòu)造成向功能層16提供電子。在本發(fā)明的特定實(shí)施例中，陰極20可以由Al形成。作為用作底部型結(jié)構(gòu)中陰極20的材料，雖然優(yōu)選的是反光的材料，但是本質(zhì)上可用任何導(dǎo)電材料。例如，可用Al、Ca、Sr、LiAl、Ni、Ni/Al、Cr、Ag、MgAg等。此外，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，包含堿金屬元素或堿土金屬元素的有機(jī)導(dǎo)電膜可用作陰極。在這種情形中，由諸如Al、ITO、Ag、Ni和Cr的金屬制成的導(dǎo)電膜可用作輔助導(dǎo)電層。此外，本發(fā)明中，緩沖層22形成在陰極20附近。此緩沖層22減少了自下文將要說明的保護(hù)膜施加到有機(jī)-無機(jī)界面上的應(yīng)力。于是，防止了圖1所示的有機(jī)物-無機(jī)物界面上，尤其是本發(fā)明實(shí)施例中Al/功能層界面上脫層的出現(xiàn)。注意，因?yàn)榘琇i的薄層18薄至約0.5nm，所以本發(fā)明中有機(jī)物-無機(jī)物界面主要指Al/功能層界面。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，上述緩沖層22可以構(gòu)成為密度比發(fā)光層16c的密度或陰極20的密度低的膜。本發(fā)明中，層的密度可以借助例如通過掃描電子顯微鏡獲得的橫截面結(jié)構(gòu)上的影像密度(image density)來確定。本發(fā)明的特定實(shí)施例中，上述緩沖層22可以包含氧化物。尤其在將Al用作陰極20的情形中，優(yōu)選的是，作為氧化鋁使用Al。本發(fā)明中，優(yōu)選的是，緩沖層22充分軟，且具有比陰極材料小的密度，致使能充分地緩沖從保護(hù)膜施加的應(yīng)力?？紤]到電子注入性能，需要將本發(fā)明中使用的緩沖層22的膜厚設(shè)置成50nm或更小。為了確保足夠的載流子輸運(yùn)性能，優(yōu)選的是，將該膜厚設(shè)置為20nm或更小，更優(yōu)選的是，設(shè)置在0.5nm至10nm之間。此外，在本發(fā)明中，通過將陰極20和緩沖層22的膜厚加在一起獲得的膜厚可設(shè)置為20nm或更小。
特別地，本發(fā)明中，從功能層上端面(例如圖1所示的實(shí)施例的發(fā)光層16c的上端面)到緩沖層22的距離優(yōu)選設(shè)置為約20nm或更小。本發(fā)明中，例如，當(dāng)未示出的電子傳輸層形成在發(fā)光層16c上以構(gòu)成功能層16時，功能層16的上端面與電子傳輸層的上端面重合。用于保護(hù)諸如功能層16和陰極的組成部件免受外界水和氧氣影響的保護(hù)膜24形成在緩沖層22上。保護(hù)膜24可以由諸如SiOw、SixOy和SiNz的材料形成，以充分地光學(xué)透明，且對其賦予充足的保護(hù)性能。
圖2示出了本發(fā)明的有機(jī)EL器件的另一實(shí)施例。圖2示出的有機(jī)EL器件30被構(gòu)造成底部發(fā)射型。除了陽極32和陰極34的構(gòu)造外，圖2所示的底部發(fā)射型有機(jī)EL器件構(gòu)造成與圖1所示的有機(jī)EL器件10大致相似。在參照圖2描述本發(fā)明的另一實(shí)施例的有機(jī)EL器件30時，陽極32沉積在襯底36上，并且由諸如ITO、IZO和SnO2的透明導(dǎo)電材料形成，以使底部發(fā)射成為可能。
此外，圖2所示的有機(jī)EL器件的陰極34由反光的Al形成。陰極34通過分成兩步的沉積工藝形成為陰極層34a和34b。在陰極層34a上，緩沖層22以與參照圖1所述的結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)形成。此外，與已經(jīng)參照圖1說明的本發(fā)明第一實(shí)施例中所述的那些相似的功能層16和薄層18在陰極34和陽極32之間形成，于是構(gòu)成有機(jī)EL器件。注意，雖然在圖2所示的實(shí)施例中未形成保護(hù)層，但是保護(hù)層可以與圖1所示的實(shí)施例相似地形成，于是能夠提高可靠性。
圖3(a)至4(b)是示出各步驟的結(jié)構(gòu)的視圖，該結(jié)構(gòu)利用制造本發(fā)明的有機(jī)EL器件的方法形成。圖3(a)至4(b)中所示的制造方法實(shí)施例是制造具有圖1所示的頂部發(fā)射結(jié)構(gòu)的有機(jī)EL器件10的實(shí)施例。然而，僅通過改變襯底、陽極和陰極的材料，圖3(a)至4(b)所示的制造方法也可應(yīng)用于圖2所示的有機(jī)EL器件30。
參照自圖3(a)開始的附圖來說明本發(fā)明的制造方法。首先，如圖3(a)所示，諸如例如Ni或Ni/Al的反光材料沉積在諸如玻璃、石英、熔融石英和硅(單晶、多晶)的襯底上，然后構(gòu)圖以形成陽極14。接著，如圖3(b)所示，沉積諸如聚合物和SiOx的絕緣材料，以限定彼此相鄰的導(dǎo)電部件和像素。然后，構(gòu)圖絕緣材料，于是形成絕緣結(jié)構(gòu)28。其后，如圖3(c)所示，包括載流子產(chǎn)生層、載流子傳輸層和發(fā)光層的功能層16通過例如濺鍍(sputtering)和蒸鍍(evaporation)的方法，借助適當(dāng)?shù)难谀沓练e。
此外，在本發(fā)明的制造方法中，如圖4(a)所示，包括例如LiF的薄層18和陰極20利用諸如濺鍍和蒸鍍的方法沉積。其后，如圖4(b)所示，緩沖層22在陰極20的表面上形成。在本發(fā)明的特定實(shí)施例中，可以采用這樣的方法形成緩沖層22使得氧氣、空氣等被引入到制造設(shè)備中，有機(jī)EL器件在預(yù)定的溫度按原樣放置預(yù)定時間段，且陰極20的表面被氧化。此外，在本發(fā)明的制造方法的另一實(shí)施例中，例如，可以利用CVD方法等沉積諸如氧化鋁的金屬氧化物，以制備具有適當(dāng)密度的緩沖層22。在此情形中，可以調(diào)節(jié)沉積速率，以獲得適當(dāng)密度。本發(fā)明中，在利用陰極的表面氧化制備緩沖層22的情形中，緩沖層22可以按與陰極20自對準(zhǔn)的方式形成，而不需要特別地使用諸如掩模的材料。因此，制造成本可以降低，且制造過程可以簡化。
其后，通過CVD方法將諸如SiOw、SiOxNy和SiNz的材料沉積在緩沖層22上，形成保護(hù)層24。于是，形成如圖1所示的頂部發(fā)射型有機(jī)EL器件。此外，在形成保護(hù)層24之前，可以形成用于進(jìn)行必要的連接的未示出的導(dǎo)電部件。注意，圖2所示的本發(fā)明的底部發(fā)射型有機(jī)EL器件可以通過在圖3(a)至4(b)所示的制造方法中改變陽極和陰極的材料并沉積陰極材料來取代保護(hù)層24而形成。此外，本發(fā)明中，還可采用一種構(gòu)造，其中自功能層來看，陽極設(shè)置成下部電極，且陰極設(shè)置成上部電極?？晒┻x擇的是，還可采用另一種構(gòu)造，其中自功能層來看，陽極設(shè)置成上部電極，陰極設(shè)置成下部電極。
圖5是顯示有機(jī)EL顯示裝置40的構(gòu)造的俯視圖，其中，本發(fā)明的有機(jī)EL器件布置成有源矩陣。如圖5所示，本發(fā)明的有機(jī)EL顯示裝置40構(gòu)造成有源有源矩陣排列，其中，各像素42在襯底上布置成矩陣。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，薄膜晶體管(以下稱作TFT)44與各個像素42相連，于是能對每個像素進(jìn)行開關(guān)驅(qū)動(switching drive)。其橫截面形狀示意性顯示在圖1和2中的功能層沉積在每個像素42上，于是構(gòu)成有機(jī)EL器件。進(jìn)行有源矩陣驅(qū)動所需的未示出的導(dǎo)電部件在像素42之間形成，于是獲得一種構(gòu)造，其中，本發(fā)明的有機(jī)EL顯示裝置可以基于從外界輸入的控制信號來驅(qū)動。
圖6示出可用于本發(fā)明的有機(jī)EL器件的驅(qū)動電路的一個例子。圖6中，有機(jī)EL器件顯示為由附圖標(biāo)記50表示的二極管。在圖6所示的驅(qū)動電路的實(shí)施例中，驅(qū)動有機(jī)EL器件的驅(qū)動電路可以包括用于進(jìn)行開關(guān)驅(qū)動的開關(guān)TFT 54、由開關(guān)TFT54驅(qū)動并用于向有機(jī)EL器件50供給電流的驅(qū)動器TFT 52、以及用于穩(wěn)定供應(yīng)至有機(jī)EL器件50的電流的電容器58。
信號線56連接到開關(guān)TFT54。通過信號線56接收驅(qū)動信號，以驅(qū)動開關(guān)TFT 54，其然后控制驅(qū)動器TFT 52的柵極電位。于是，驅(qū)動器TFT 52被驅(qū)動以在開和關(guān)之間切換。供給至有機(jī)EL器件50的電流根據(jù)驅(qū)動器TFT52的開/關(guān)操作來控制，于是得到如箭頭C所示的本發(fā)明中使用的功能層的發(fā)光。本發(fā)明中，驅(qū)動有機(jī)EL器件的上述電路不限于圖6所示的電路，迄今為止已知的任何電路均可使用。
圖7(a)和7(b)是視圖，其將采用底部發(fā)射結(jié)構(gòu)的有機(jī)EL器件(該有機(jī)EL器件示于圖2中)的本發(fā)明有機(jī)EL顯示裝置的一個像素的發(fā)光特性與剛制造好的圖11所示的傳統(tǒng)有機(jī)EL顯示裝置的發(fā)光特性進(jìn)行比較。在圖7(a)至9(b)所示的有機(jī)EL顯示器件中，Al用作陰極。以這樣的方式形成緩沖層使得陰極得以沉積，干燥空氣被引入沉積設(shè)備中以進(jìn)行Al表面的空氣氧化，且氧化鋁(Al2O3)于是在陰極表面上形成。
其后，再次沉積Al，以形成陰極，該陰極具有約200nm的膜厚，且包括其中的緩沖層，于是構(gòu)成有機(jī)EL器件。在此情形中，緩沖層的密度利用通過掃描電子顯微鏡獲得的橫截面結(jié)構(gòu)的圖像密度來評估，因而確定密度低于Al層的密度。此外，形成的緩沖層具有約2nm的膜厚，離發(fā)光層的距離為約10nm。此外，LiF層在陰極和發(fā)光層之間以約0.5nm的厚度形成。
圖7(a)顯示了本發(fā)明的有機(jī)EL顯示裝置的一個像素的發(fā)光特性，圖7(b)顯示了傳統(tǒng)有機(jī)EL器件的發(fā)光特性。如圖7(a)所示，在根據(jù)本發(fā)明制造的有機(jī)EL顯示裝置中沒有觀察到暗點(diǎn)導(dǎo)致的黑色部分，且具有好的顯示質(zhì)量。另一方面，圖7(b)所示的傳統(tǒng)有機(jī)EL器件表明，雖然器件在相同的沉積條件下制造，除了沒有使用本發(fā)明中使用的緩沖層外，但是因暗點(diǎn)導(dǎo)致的顯示缺陷在有機(jī)EL器件中出現(xiàn)。圖7(a)和7(b)中所示的有機(jī)EL器件的制造條件相同。因此，表明了通過緩沖有機(jī)物-無機(jī)物界面上殘余的應(yīng)力，而不是通過減少粉塵和電極的缺陷沉積，可以有效減少暗點(diǎn)的出現(xiàn)。
圖8(a)和8(b)是顯示通過對過去約3個星期后相同的有機(jī)EL器件的像素進(jìn)行的相同的顯示測試獲得的顯示特性的視圖。圖8(a)顯示了本發(fā)明的有機(jī)EL顯示裝置的顯示特性，圖8(b)顯示了傳統(tǒng)有機(jī)EL器件的顯示特性。如圖8(a)所示，當(dāng)制造過程中暗點(diǎn)未出現(xiàn)時，即使在時間流逝后，顯示質(zhì)量依然保持。然而，當(dāng)制造過程中出現(xiàn)了暗點(diǎn)時，暗點(diǎn)部分隨著時間的流逝而擴(kuò)大，如圖8(b)所示。結(jié)果是，導(dǎo)致顯示質(zhì)量的下降，例如亮度的下降、對比度的下降和顯示缺陷。如圖7(a)至8(b)所示的實(shí)施例所示，認(rèn)識到，根據(jù)本發(fā)明可顯著提高有機(jī)EL顯示裝置的顯示特性的可靠性。
圖9(a)和9(b)是視圖，其示出更寬區(qū)域內(nèi)本發(fā)明的有機(jī)EL顯示裝置的發(fā)光特性隨時間的變化。圖9(a)是顯示裝置剛制造后的發(fā)光特性的視圖，圖9(b)顯示了制造好后約3個星期后觀察到的發(fā)光特性。如圖9(a)所示，本發(fā)明的有機(jī)EL顯示裝置給出了其對比度沿像素的外形較高的發(fā)光。另外，如圖9(b)所示，也是關(guān)于發(fā)光特性隨時間的變化，其表明，在本發(fā)明的有機(jī)EL顯示裝置中這種隨時間的變化幾乎不發(fā)生。
另一方面，對傳統(tǒng)有機(jī)EL顯示裝置的類似研究的結(jié)果示于圖10(a)和10(b)中。圖10(a)為顯示裝置剛制造好后的發(fā)光特性的視圖，圖10(b)為顯示制造好后約3個星期后的發(fā)光特性的視圖。如圖10(a)所示，即使在剛制造好后，在傳統(tǒng)有機(jī)EL顯示裝置的發(fā)光中，除了暗點(diǎn)導(dǎo)致的黑暗部分外，還觀察到像素周邊亮度的下降。雖然，其原因目前是推測的，但是假設(shè)殘余應(yīng)力傾向于在像素的周邊部分釋放，因此，有機(jī)物-無機(jī)物界面上的脫層更傾向于在像素的周邊部分發(fā)生。此外，在圖10(b)所示的發(fā)光特性(其中跟蹤隨著時間(約3個星期)變化的發(fā)光特性)中，伴隨著暗點(diǎn)的生長，觀察到了每個像素亮度的下降，并且進(jìn)一步，像素的形狀再現(xiàn)性下降。從而，顯示出有機(jī)EL顯示裝置的顯示特性明顯惡化。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以提供有機(jī)EL器件，其本質(zhì)上將暗點(diǎn)的發(fā)生降到最少，且提高了顯示特性的可靠性。此外，根據(jù)本發(fā)明，可以提供以低成本容易地制造有機(jī)EL器件的方法，該器件能減少暗點(diǎn)的出現(xiàn)。此外，根據(jù)本發(fā)明，可以提供有機(jī)EL顯示裝置，其能長時間地提供良好對比度的顯示，而不會導(dǎo)致顯示特性隨時間的劣化。
如上，已經(jīng)借助附圖中所示的實(shí)施例得以詳細(xì)說明了本發(fā)明。然而，本發(fā)明不限于附圖中所示的實(shí)施例。對于細(xì)節(jié)構(gòu)造，有機(jī)EL器件的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、制造工藝順序等，可以適當(dāng)?shù)貞?yīng)用任何一種，只要能得到相似的構(gòu)造即可。
雖然已經(jīng)詳細(xì)說明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，在不脫離本發(fā)明的由所附權(quán)利要求定義的精神和范圍的情況下，可作各種變化、替代和變更。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)電致發(fā)光器件，包括襯底；電極，包括在襯底上形成的第一電極，以及設(shè)置成與第一電極隔開的第二電極；在電極間形成且包括發(fā)光層的功能層；以及包括在第二電極中且設(shè)置成與功能層隔開的緩沖層。
2.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其中，形成的緩沖層距離功能層的上端面20nm或更小。
3.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其中，緩沖層包括氧化物。
4.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其中，緩沖層包括氧化鋁。
5.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，還包括設(shè)置在功能層附近且包括堿金屬元素和堿土金屬元素中的任意一種的層。
6.一種制造有機(jī)電致發(fā)光器件的方法，該方法包括下列步驟在襯底上形成第一電極；在第一電極上形成包括發(fā)光層的功能層；在發(fā)光層之上形成第二電極；以及在離功能層的上端面預(yù)定值或更小的距離上形成緩沖層。
7.如權(quán)利要求6所述的制造有機(jī)電致發(fā)光器件的方法，其中，緩沖層包括氧化物，且形成緩沖層的步驟包括氧化第二電極的步驟和在其上沉積氧化物的步驟中的任意步驟。
8.如權(quán)利要求6所述的制造有機(jī)電致發(fā)光器件的方法，其中，緩沖層包括氧化鋁。
9.如權(quán)利要求6所述的制造有機(jī)電致發(fā)光器件的方法，還包括步驟在功能層附近沉積包括堿金屬元素和堿土金屬元素中的任意一種的層。
10.一種包括在襯底上形成的多個有機(jī)電致發(fā)光器件的有機(jī)電致發(fā)光顯示裝置，其中該有機(jī)電致發(fā)光器件包括電極，包括襯底附近的第一電極和設(shè)置成與第一電極隔開的第二電極；功能層，其在電極間形成且包括發(fā)光層；以及緩沖層，其包括在第二電極中且設(shè)置成與功能層隔開。
11.如權(quán)利要求10所述的有機(jī)電致發(fā)光顯示裝置，其中，形成的緩沖層距離功能層的上端面20nm或更小。
12.如權(quán)利要求10所述的有機(jī)電致發(fā)光顯示裝置，其中，緩沖層包括氧化物。
13.如權(quán)利要求10所述的有機(jī)電致發(fā)光顯示裝置，其中，緩沖層包括氧化鋁。
14.如權(quán)利要求10所述的有機(jī)電致發(fā)光顯示裝置，還包括設(shè)置在發(fā)光層和第二電極之間且包括堿金屬元素和堿土金屬元素中的任意一種的層。
全文摘要
本發(fā)明的有機(jī)電致發(fā)光器件包括襯底；電極，包括在襯底附近形成的第一電極，以及設(shè)置成與第一電極隔開的第二電極；在電極間形成且包括發(fā)光層的功能層；以及包括在第二電極中且設(shè)置成與功能層隔開的緩沖層，其中暗點(diǎn)的出現(xiàn)減至了最少。此外，本發(fā)明提供了制造有機(jī)電致發(fā)光器件的方法和有機(jī)電致發(fā)光顯示裝置。
文檔編號H05B33/14GK1498047SQ200310101239
公開日2004年5月19日 申請日期2003年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月13日
發(fā)明者村山浩二, 田中淳 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司