專利名稱：有機(jī)電致發(fā)光器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)電致發(fā)光器件以及有機(jī)電致發(fā)光器件的制造方法。具體的是，提供有機(jī)電致發(fā)光器件，它包括導(dǎo)電層，如和一個(gè)電極導(dǎo)電連通的可變形箔。
背景技術(shù)：
有機(jī)電致發(fā)光器件通常包含位于陽極和陰極之間的有機(jī)電致發(fā)光材料。所述器件可以包含電極材料或電致發(fā)光材料，它們和氧氣或濕氣反應(yīng)。對(duì)包含活性材料的有機(jī)電致發(fā)光器件通常進(jìn)行封裝，延長所述器件的使用壽命。封裝方法通常涉及在兩個(gè)基材如玻璃和聚合物材料之間或者在基材和金屬罐之間定位和密封電極和電致發(fā)光材料。也可以加入各種其它保護(hù)層，進(jìn)一步降低活性材料與氧氣及水的接觸。
有機(jī)電致發(fā)光器件可用于例如各種發(fā)光應(yīng)用，以及用于制備高分辨率和低分辨率的顯示器。
發(fā)明概述通常，本發(fā)明涉及有機(jī)電致發(fā)光器件以及制造這種器件的方法。
本發(fā)明一方面提供一種有機(jī)電致發(fā)光器件，它包括第一電極、第二電極、位于第一和第二電極之間的發(fā)光結(jié)構(gòu)、位于至少一部分第二電極上的導(dǎo)電層以及形成開孔的非導(dǎo)電材料，所述導(dǎo)電層通過上述開孔和第二電極導(dǎo)電連接。
本發(fā)明另一方面提供一種制造有機(jī)電致發(fā)光器件的方法。形成電致發(fā)光結(jié)構(gòu)，它包括第一電極、第二電極和位于第一和第二電極之間的發(fā)光結(jié)構(gòu)。在非導(dǎo)電材料中形成開孔，并排列在第二電極的表面上。導(dǎo)電層和第二電極通過非導(dǎo)電材料中的開孔建立導(dǎo)電連接。所述方法可以是卷—卷工藝。
本發(fā)明以上概述決不是用于說明本發(fā)明的各實(shí)施方式或者各實(shí)施過程。以下附圖和詳述更具體地說明了這些實(shí)施方式。
附圖簡要說明參考以下結(jié)合附圖的各種實(shí)施方式的詳細(xì)說明，可以更全面地理解本發(fā)明

圖1是有機(jī)電致發(fā)光顯示結(jié)構(gòu)的截面示意圖。
圖2是已有技術(shù)中有機(jī)電致發(fā)光器件的截面示意圖。
圖3是有機(jī)電致發(fā)光器件的一個(gè)實(shí)施方式的截面示意圖。
圖4是有機(jī)電致發(fā)光器件的另一實(shí)施方式的截面示意圖。
圖5是有機(jī)電致發(fā)光器件的另一實(shí)施方式的截面示意圖。
圖6A是具有基材的有機(jī)電致發(fā)光器件的一個(gè)實(shí)施方式的截面示意圖。圖6B是具有兩個(gè)基材的有機(jī)電致發(fā)光器件的一個(gè)實(shí)施方式的截面示意圖。圖6C是具有基材和邊緣密封的有機(jī)電致發(fā)光器件的截面示意圖。圖6D是具有基材和第一電極的OEL器件的截面示意圖，所述第一電極從所述器件的其它部件的外圍向外延伸。
圖7是具有基材的有機(jī)電致發(fā)光器件的另一實(shí)施方式的截面示意圖。
圖8是具有基材的有機(jī)電致發(fā)光器件的另一實(shí)施方式的截面示意圖。
圖9是具有包括阻隔結(jié)構(gòu)的基材的有機(jī)電致發(fā)光器件的一個(gè)實(shí)施方式的截面示意圖。
圖10A是具有許多第二電極的有機(jī)電致發(fā)光器件的一個(gè)實(shí)施方式的截面示意圖。圖10B是這一實(shí)施方式相應(yīng)的示意性頂視圖。
圖11A是具有許多第一和第二電極的有機(jī)電致發(fā)光器件的一個(gè)實(shí)施方式的截面示意圖。圖11B是具有許多第一電極和一個(gè)第二電極的有機(jī)電致發(fā)光器件的一個(gè)實(shí)施方式的截面示意圖。
圖12A和12B是具有許多第一和第二電極的有機(jī)電致發(fā)光器件的其它實(shí)施方式的截面示意圖。圖12B包括電極對(duì)之間的非導(dǎo)電材料。
圖13是在非導(dǎo)電材料中具有許多開孔的有機(jī)電致發(fā)光器件的一個(gè)實(shí)施方式的截面示意圖，所述導(dǎo)電層通過上述開孔和第二電極導(dǎo)電連接。
雖然本發(fā)明可以有各種修改和替換形式，但是，其細(xì)節(jié)以結(jié)合附圖的實(shí)例詳細(xì)說明。但是應(yīng)理解，本發(fā)明決不限于所述的具體實(shí)施方式
。相反，本發(fā)明覆蓋了所有落在本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的修改方式、等價(jià)方式和替換方式。
發(fā)明詳述提供有機(jī)電致發(fā)光器件和制備這種器件的方法。具體的是，提供有機(jī)電致發(fā)光器件，它包括通過非導(dǎo)電材料中的開孔和一個(gè)電極導(dǎo)電連接的導(dǎo)電層。有機(jī)電致發(fā)光器件可以用作例如背光燈、低分辨率顯示器、高分辨率顯示器等。
在本文中，“有機(jī)電致發(fā)光器件”或“OEL器件”是指包括位于第一電極和第二電極之間的一層或多層至少一種有機(jī)電致發(fā)光材料的制件。通常，至少一個(gè)電極可以透過有機(jī)電致發(fā)光材料發(fā)光。在本文中，“有機(jī)電致發(fā)光顯示器”或“OEL”顯示器是指包括一個(gè)或多個(gè)有機(jī)電致發(fā)光器件的制件。
R.H.Friend等(“Electroluminescence in Conjugated Polymers”，Nature，397，P121(1999))說明了有機(jī)電致發(fā)光器件運(yùn)行的一種機(jī)理。電子從陰極注入有機(jī)電致發(fā)光材料，而空穴從陽極注入有機(jī)電致發(fā)光材料。當(dāng)注入的電荷遷移到帶相反電荷的電極上時(shí)，它們可以重組形成電子—空穴對(duì)，通常稱為激發(fā)子。這些激發(fā)子或激發(fā)狀態(tài)的物質(zhì)可以光的形式發(fā)射能量，然后它們衰退回基態(tài)。所述通常形成激發(fā)子的器件區(qū)域稱為重組區(qū)。
圖1顯示了有機(jī)電致發(fā)光器件或顯示器100的一個(gè)實(shí)例的截面示意圖。所述結(jié)構(gòu)包括器件層110和任選的基材120。在器件或顯示器100中也可以包括任何其它合適的顯示部件。在OEL器件或顯示器100和觀察位置140之間提供適于和電子顯示器或器件一起使用的其它任選的元件或器件130。
所述器件層110包括一個(gè)或多個(gè)OEL器件，它透過任選的基材120向觀察位置140發(fā)光。所述觀察位置通常用于指示發(fā)射光的目的地，不論它是實(shí)際的觀察者、屏幕、光學(xué)部件、電子器件等。
器件層110可以包括以任何合適方式排列的一個(gè)或多個(gè)OEL器件。例如，在燈應(yīng)用(例如，用于液晶顯示器(LCD)模塊的背光燈)，器件層110可以構(gòu)成一個(gè)OEL器件，它橫跨整個(gè)想要的背光區(qū)域。或者，在其它燈應(yīng)用中，器件層110構(gòu)成許多排列緊密的器件，它們可以同時(shí)激活。例如，相對(duì)小的間隔緊湊的紅色、綠色和藍(lán)色發(fā)光器可以在普通電極之間排列成圖案，使器件層看起來發(fā)白光(當(dāng)發(fā)射器激活時(shí))。也可以預(yù)計(jì)其它背光應(yīng)用的排列。
在一些應(yīng)用中，器件層110可以包括許多單獨(dú)尋址的OEL器件，它們發(fā)射出相同或不同的顏色。各器件表示像素顯示器(如高分辨率顯示器)的獨(dú)立像素或獨(dú)立子像素，段式顯示器(如低分辨率顯示器)的獨(dú)立片段和子片段或者獨(dú)立的圖標(biāo)、圖標(biāo)的部分或者圖標(biāo)用燈(例如，指示應(yīng)用)。
任選元件130可以是適于和OEL器件或顯示器100一起使用的任何元件或元件組合。例如，當(dāng)器件或顯示器100是背光燈時(shí)，所述任選的元件包括液晶顯示模塊。在液晶模塊和背光燈器件或顯示器100之間提供一個(gè)或多個(gè)偏振器或其它元件，如吸光或反光清除偏振器?；蛘撸?dāng)器件或顯示器100是信息顯示器時(shí)，任選的元件130可以包括一種或多種偏振器、波片、觸摸屏、逆反射涂層、防污涂層、投影屏、增亮薄膜或者其它光學(xué)元件、涂層、用戶界面器件等。
圖2是一種有機(jī)電致發(fā)光器件80的界面示意圖。第一導(dǎo)電層位于基材300上。一部分導(dǎo)電層通過蝕刻除去或形成圖案，由此制造陽極20和電接觸30。將發(fā)光結(jié)構(gòu)40位于和基材300相對(duì)的陰極20的部分表面上。所述發(fā)光結(jié)構(gòu)通常填充了陰極20和電接觸30之間的部分有圖案的區(qū)域。陰極50位于發(fā)光結(jié)構(gòu)40上，使發(fā)光結(jié)構(gòu)40在陽極20和陰極50之間。所述陰極50在有圖案的區(qū)域延伸，并且和電接觸30導(dǎo)電連接。所述發(fā)光結(jié)構(gòu)40和陰極50用金屬罐70覆蓋，并減少器件的這些部件暴露在氧氣和濕氣中。通過絕緣體90使金屬罐70與陽極20和電接觸30絕緣?？p隙60使金屬罐70和第二電極50絕緣。
在本文中，術(shù)語“圖案”是指部件(例如，電極或?qū)щ妼?分成兩個(gè)或多個(gè)不連接的部分。在一些實(shí)施方式中，所述部件通過除去部件的部分來形成圖案。例如，蝕刻所述部件。在其它實(shí)施方式中，通過將部件沉積在不連接的兩個(gè)或多個(gè)區(qū)域中來使所述部件形成圖案。例如，使用掩?；蛴∷⒎椒▉沓练e所述部件?！拔葱纬蓤D案”的部件是指沒有分成兩個(gè)或多個(gè)不連接部分的部件。
通常使用光刻法來使第一導(dǎo)電層具有圖案，形成陽極20和電接觸30，由此制得圖2所示的器件。這種方法例如需要使用強(qiáng)酸來蝕刻導(dǎo)電層。其它制造方法也合適。
所述陰極和發(fā)光結(jié)構(gòu)通常都對(duì)濕氣和氧氣導(dǎo)致的降解敏感。要求使用封裝方法來延長有機(jī)電致發(fā)光器件的使用壽命。
本發(fā)明所述有機(jī)電致發(fā)光器件包括但不限于第一電極、第二電極、發(fā)光結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和非導(dǎo)電材料。所述發(fā)光結(jié)構(gòu)位于第一和第二電極之間。所述導(dǎo)電層位于第二電極的至少一部分上，并通過非導(dǎo)電材料中形成的至少一個(gè)開孔和第二電極導(dǎo)電連接。
在本文中，術(shù)語“非導(dǎo)電”或“不可導(dǎo)電”是指材料不能導(dǎo)電。類似地，在本文中，術(shù)語“導(dǎo)電”或“可導(dǎo)電”是指材料能導(dǎo)電。
圖3是本發(fā)明有機(jī)電致發(fā)光器件260的一個(gè)實(shí)施方式的截面示意圖。發(fā)光結(jié)構(gòu)220位于第一電極210和第二電極230之間。發(fā)光結(jié)構(gòu)220和電極210和230導(dǎo)電連接。非導(dǎo)電層240形成開孔200。開孔200定位在第二電極230的表面上，如在和發(fā)光結(jié)構(gòu)220相對(duì)的表面上。導(dǎo)電層250通常通過非導(dǎo)電層240形成的開孔200和第二電極230導(dǎo)電連接。
如圖3所示，非導(dǎo)電材料240中的開孔200可以整體定位在第二電極230的表面如和發(fā)光結(jié)構(gòu)220相對(duì)的表面上。開孔200的面積比第二電極230表面(其上形成了開孔)面積小。非導(dǎo)電材料240在第二電極230的外圍將導(dǎo)電層250和第二電極230分隔。
在一些實(shí)施方式中，第二電極從發(fā)光結(jié)構(gòu)的外圍延伸。例如在圖2中，第二電極(陰極50)在發(fā)光結(jié)構(gòu)40上延伸。在這種實(shí)施方式中，非導(dǎo)電層中的開孔可以定位于直接在發(fā)光結(jié)構(gòu)上的第二電極上，或者定位于不是直接在發(fā)光結(jié)構(gòu)上的第二電極上。
圖3中所示導(dǎo)電層250可以結(jié)合到非導(dǎo)電層240上，均在第二電極230的外圍上延伸。所述非導(dǎo)電層將導(dǎo)電層和器件的其它活性部件如發(fā)光結(jié)構(gòu)、第一電極或它們的組合分隔。
非導(dǎo)電材料240可以結(jié)合到OEL器件的其它部件上。例如，在圖3中，非導(dǎo)電材料240可以和第二電極230外圍上的第一電極210連結(jié)。連結(jié)非導(dǎo)電材料的一個(gè)表面可以起到密封的作用，減少發(fā)光材料和第二電極暴露在濕氣或氧氣中的機(jī)會(huì)。
所述有機(jī)電致發(fā)光器件中包括的各種部件可以提供封裝。在本文中，術(shù)語“封裝的”是指具有發(fā)光結(jié)構(gòu)和第二電極的有機(jī)電致發(fā)光器件沒有和氧氣接觸的表面。根據(jù)各種部件的組成，有機(jī)電致發(fā)光器件的使用壽命可以通過封裝來延長。例如，一些電極材料和發(fā)光結(jié)構(gòu)在長期暴露在氧氣、濕氣或它們組合的條件下會(huì)受損。封裝減少了第二電極或發(fā)光結(jié)構(gòu)和氧氣或濕氣的接觸。在圖3中，第一電極210、非導(dǎo)電層240和導(dǎo)電層250的組合可以封裝第二電極230和發(fā)光結(jié)構(gòu)220。也可以加入其它各種部件或結(jié)構(gòu)來提供封裝。例如，在一些實(shí)施方式中，可以加入基材、阻隔層、邊緣密封或它們的組合來將所述器件封裝。
如圖3以及應(yīng)用中所含許多其它附圖所示，第一電極210不在導(dǎo)電層250和非導(dǎo)電材料240的外圍延伸。但是，在一些實(shí)施方式中，第一電極由不會(huì)和氧氣或濕氣反應(yīng)的材料制得。因此，第一電極不需要進(jìn)行封裝，并且可以在封裝的器件部分上延伸。
在圖3中，第二電極230和發(fā)光結(jié)構(gòu)220尺寸相同。在其它實(shí)施方式中，這些部件不具有相同的尺寸。例如，圖4所示OEL器件270包括長度、寬度或兩者均比發(fā)光結(jié)構(gòu)220的短的第二電極230。導(dǎo)電層250和第二電極230的表面如和發(fā)光結(jié)構(gòu)220相對(duì)的表面導(dǎo)電連接。第二電極210的這一表面整體和導(dǎo)電層250接觸。即，在第二電極230的表面上沒有定位了開孔230的非導(dǎo)電材料240。
圖5示意性顯示了OEL器件280的另一實(shí)施方式。第二電極230的長度和寬度和發(fā)光結(jié)構(gòu)220的相應(yīng)尺寸類似，且非導(dǎo)電材料240的厚度至少等于發(fā)光結(jié)構(gòu)220的厚度。第二電極230的這一表面整體和導(dǎo)電層250接觸。即，在第二電極230的表面上沒有定位了開孔230的非導(dǎo)電材料240。
在圖4和5中，非導(dǎo)電材料240中的開孔200可以定位在第二電極230的表面如和發(fā)光結(jié)構(gòu)220相對(duì)的表面上。導(dǎo)電層250可以連結(jié)到第二電極230外圍上的非導(dǎo)電材料240上。非導(dǎo)電材料240在第二電極230的外圍上將導(dǎo)電層和第一電極210、發(fā)光結(jié)構(gòu)220或它們的組合分隔。所述非導(dǎo)電材料可以連結(jié)到第二電極230外圍上的其它部件上。
所述第一和第二電極包括導(dǎo)電材料，如金屬、合金、金屬化合物、金屬氧化物、導(dǎo)電陶瓷、導(dǎo)電分散體和導(dǎo)電聚合物。合適的材料包括例如金、鉑、鈀、鎳、鋁、鈣、鋇、鎂、鈦、氮化鈦、氧化銦錫(ITO)、氧化氟錫(FTO)、石墨和聚苯胺。所述電極可以具有單層或多層導(dǎo)電材料。例如，電極可以包括一層鋁和一層金，一層鈣和一層鋁，一層鋁和一層氟化鋰或者金屬層和導(dǎo)電有機(jī)層。對(duì)于許多應(yīng)用如顯示器而言，至少一種電極可以傳送發(fā)光結(jié)構(gòu)發(fā)出的輻射。
在一些實(shí)施方式中，第一電極是陽極，第二電極是陰極。所述陽極可以由功函高(例如高于約4.5eV)的材料制得。通常，所述陽極傳送發(fā)光結(jié)構(gòu)發(fā)出的輻射。合適的材料包括電負(fù)性金屬薄層，如金、鉑、鎳、石墨、銀或它們的組合。所述陽極也可以由金屬氧化物如氧化銦錫制得。
所述陰極可以由功函低(低于約4.5eV)的材料制得。合適的材料包括N-摻雜硅、堿金屬、堿土金屬等。例如，所述陰極包含鋰、鈣、鋇、鎂或它們的組合。這種陰極材料具有和水、氧或它們的組合反應(yīng)的趨勢，較好通過封裝來保護(hù)。
制備所述電極的方法包括但不限于濺射、蒸汽沉積、激光熱成形、噴墨印刷、絲網(wǎng)印刷、熱頭印刷和光刻成形。最常用蒸氣沉積來制造所述電極。
所述發(fā)光結(jié)構(gòu)通常包含至少一種有機(jī)電致發(fā)光材料。所述電致發(fā)光材料包括但不限于熒光或磷光材料。所述有機(jī)電致發(fā)光材料可以包括例如小分子(SM)發(fā)射器(例如，非聚合物發(fā)射器)、SM摻雜聚合物、發(fā)光聚合物(LEP)、摻雜LEP或混合LEP。合適的有機(jī)電致發(fā)光材料如美國專利No.6358664和美國專利申請(qǐng)?zhí)朜o.09/662980、09/931598和10/254237所述。有機(jī)電致發(fā)光材料可以單獨(dú)提供或者和任意其它的有機(jī)或無機(jī)材料組合提供，所述有機(jī)或無機(jī)材料在有機(jī)電致發(fā)光器件中有作用或者沒作用。
在一些實(shí)施方式中，所述有機(jī)電致發(fā)光材料包括發(fā)光聚合物。LEP材料通常是共軛的聚合物或低聚物分子，較好具有足夠的用于溶液加工的成膜性。在本文中，“共軛聚合物或低聚物分子”是指在聚合物主鏈上具有離域π-電子體系的聚合物或低聚物。這種聚合物或低聚物是半導(dǎo)電的，并且沿聚合物或低聚物鏈可以承載正的和負(fù)的電荷載流子。
合適LEP材料的例子包括聚(亞苯基乙烯)、聚對(duì)亞苯基、聚芴、其它現(xiàn)在已知或之后發(fā)現(xiàn)的LEP材料及其共聚物或摻合物。合適的LEP可以用熒光染料或其它光致發(fā)光材料進(jìn)行分子摻雜、分散，可摻合活性或非活性材料，可分散活性或非活性材料等。合適的LEP材料的例子見Kraft等人Angew.Chem.Int.Ed.，37，402-428(1998)；U.S.專利No.5621131、5708130、5728801、5840217、5869350、5900327、5929194、6132641和6169163；PCT專利申請(qǐng)公開No.99/40655。
LEP材料可以形成發(fā)光結(jié)構(gòu)，例如通過將LEP材料的溶劑溶液澆注到基材上，并蒸發(fā)所述溶劑制得聚合物薄膜來制得?；蛘摺EP材料可以通過前體的反應(yīng)在基材上原位形成。形成LEP層的合適方法如美國專利No.5408109所述。由LEP材料形成發(fā)光結(jié)構(gòu)的其它方法包括但不限于激光熱成形、噴墨印刷、絲網(wǎng)印刷、熱頭印刷、光刻成形和擠出涂布。所述發(fā)光結(jié)構(gòu)可以包括單層或多層LEP材料或其它光致發(fā)光材料。
在一些實(shí)施方式中，所述有機(jī)電致發(fā)光材料可以包括一種或多種小分子發(fā)射器。SM電致發(fā)光材料包括電荷運(yùn)輸、電荷阻斷和半導(dǎo)體有機(jī)或有機(jī)金屬化合物。通常從溶液中真空沉積或涂布SM材料，在器件中形成薄層。在實(shí)踐中，多層SM材料通常用于產(chǎn)生高效的有機(jī)電致發(fā)光器件，這是因?yàn)榻o定的材料通常不具有所需的電荷運(yùn)輸和電致發(fā)光性能。
SM材料通常是非聚合物有機(jī)材料或有機(jī)金屬分子材料，它們可以用在有機(jī)電致發(fā)光顯示器和器件中，作為發(fā)射材料、電荷運(yùn)輸材料，作為發(fā)射層或電荷運(yùn)輸層中的摻雜劑(例如，控制所述發(fā)射顏色)等。常用的SM材料包括N，N’-二(3-甲基苯基)-N，N’-二(苯基)對(duì)二氨基聯(lián)苯(TPD)和金屬螯合物，例如，三(8-羥基喹啉)鋁(AlQ)。其它SM材料如C.H.Chen等人在Macromol.Symp.125，1(1997)、日本待公開專利申請(qǐng)2000-195673、美國專利No.6030715、6150043和6242115和PCT專利申請(qǐng)公開No.WO 00/18851(二價(jià)鑭系金屬配合物)、WO 00/70655(環(huán)金屬化(cyclometallate)銥化合物和其它)和WO 98/55561。
所述有機(jī)電致發(fā)光器件任選包括空穴運(yùn)輸層、電子運(yùn)輸層、空穴注入層、電子注入層、空穴阻斷層、電子阻斷層、緩沖層等。這些層和其它層和材料可以用于調(diào)節(jié)或調(diào)整OEL器件的電子性能和特性。例如，可以使用這種層和材料來獲得所需的電流/電壓響應(yīng)、所需的器件功效、所需的亮度等。此外，存在光致發(fā)光材料來將有機(jī)電致發(fā)光材料發(fā)射的光轉(zhuǎn)化成另一種顏色。這些任選的層可以位于兩個(gè)電極之間，并且可以是發(fā)光結(jié)構(gòu)的部分或單獨(dú)層。
例如，所述有機(jī)電致發(fā)光器件可以任選包括在發(fā)光結(jié)構(gòu)和第一或第二電極之間的空穴運(yùn)輸層。所述空穴運(yùn)輸層便于將空穴注入器件中，便于空穴遷移到陰極。所述空穴運(yùn)輸層還起到阻隔電子到陽極之間通路的作用。所述空穴運(yùn)輸層包括例如N，N’-二(3-甲基苯基)-N，N’-二(苯基)對(duì)二氨基聯(lián)苯、N，N’-二(3-萘-2-基)-N，N’-二(苯基)對(duì)二氨基聯(lián)苯、或三芳胺衍生物，如4，4’，4”-三(N，N-二苯氨基)三苯胺或4，4’，4″-三(N-3-甲基苯基-N-苯氨基)三苯胺。其他實(shí)例包括酞菁銅和1，3，5-三(4-二苯氨基苯基)苯類?？昭ㄟ\(yùn)輸層中所含的其它合適的化合物如H.Fujikawa等，Synthetic Metals，91，p.161(1997)和J.V.Grazulevicius和P.Strohriegl，“Charge-Transporting Polymers and Molecular Glasses”，Handbook of Advanced Electronic and Photonic Materials and Devices，H.S.Nalwa(ed.)，10，p.233-274(2001)所述。
所述有機(jī)電致發(fā)光器件任選包含位于發(fā)光結(jié)構(gòu)和第一或第二電極之間的電子運(yùn)輸層。所述電子運(yùn)輸層便于電子注入和遷移到重組區(qū)中。所述電子運(yùn)輸層還起到阻隔空穴到陰極之間通路的作用。合適的電子運(yùn)輸層材料包括例如，三(8-羥基喹啉基)鋁(AlQ)、1，3-二[5-(4-(1，1-二甲基乙基)苯基)-1，3，4-氧雜二唑-2-基]苯、2-(聯(lián)苯-4-基)-5-(4-(1，1二甲基乙基)苯基)-1，3，4-氧雜二唑和其他化合物，如C.H.Chen等，Macromol.Symp.125，1(1997)和J.V.Grazulevicius和P.Strohriegl，“Charge-Transporting Polymers and Molecular Glasses”，Handbook of Advanced Electronic and Photonic Materials and Devices，H.S.Nalwa(編)，10，233(2001)所述。
在一個(gè)實(shí)施方式中，所述電極發(fā)光結(jié)構(gòu)、其它任選的層或者它們的組合可以通過激光熱成形來轉(zhuǎn)印一層或多層來形成，如美國專利No.6485884、6482564、6284425、6242152、6228555、6228543、6221553、6221543、6214520、6194119、6114088、5998085、5725989、5710097、5695907和5693446，待審批的公布美國專利申請(qǐng)20020158574，以及待審批的美國專利申請(qǐng)?zhí)朜o.09/662980、09/451984、09/931598和10/004706所述。例如，所述有機(jī)電致發(fā)光材料可以涂布到供體片上，然后單獨(dú)地或者和其它層或者和一個(gè)或多個(gè)電極一起選擇性轉(zhuǎn)印到受體上。所述受體片可以用一個(gè)或多個(gè)電極、晶體管、電容、絕緣肋條、逆電流器、濾色片、黑底、空穴運(yùn)輸層、電子運(yùn)輸層、其它適合電子顯示器和器件的元件或它們的組合預(yù)先形成圖案。
本發(fā)明所述有機(jī)電致發(fā)光器件也包含非導(dǎo)電材料，它形成了開孔，所述導(dǎo)電層通過上述開孔和第二電極導(dǎo)電連接。所述非導(dǎo)電材料可以包括但不限于陶瓷材料、玻璃材料、聚合物材料等。
所述非導(dǎo)電材料通常在第二電極的外圍上延伸。這種材料起到例如將導(dǎo)電層和第一電極分隔的作用，所述第一電極在第二電極的外圍。所述非導(dǎo)電層材料可以連結(jié)到OEL器件的任意其它部件的部分上。所述非導(dǎo)電材料也起到和導(dǎo)電層、第一電極、基材或它們組合連接的作用，用于封裝發(fā)光結(jié)構(gòu)和第二電極。封裝過程將器件密封，并減少水或氧氣從有機(jī)電致發(fā)光器件的外部遷移到發(fā)光結(jié)構(gòu)、第二電極或它們組合中。封裝可以延長一些有機(jī)電致發(fā)光器件的使用壽命。
在一些實(shí)施方式中，所述非導(dǎo)電材料是聚合材料。合適的聚合材料包括熱塑性或熱固性均聚物和熱塑性或熱固性共聚物。所述非導(dǎo)電聚合物材料是可以固化的或者不可固化的。所用非導(dǎo)電聚合材料的例子包括聚氨酯類、聚烯烴類、聚丙烯酸酯類、聚酯類、聚酰胺類、環(huán)氧化物或它們的組合。在一些實(shí)施方式中，所述非導(dǎo)電聚合材料是粘合劑，如熱熔粘合劑或壓敏粘合劑。所述粘合劑在室溫下可以是粘的或者不粘的。所述聚合物材料的酸性不應(yīng)太高，否則會(huì)導(dǎo)致電極腐蝕。
所述非導(dǎo)電聚合材料可以作為預(yù)成形層或者溶液或分散體施加。在一些實(shí)施方式中，使用預(yù)成形的非導(dǎo)電層，如粘合劑層。合適非導(dǎo)電層的例子包括乙烯—乙酸乙烯酯或改性聚烯烴熱塑性材料，如3MTMThermo-bond(購自3M of St.Paul，MN)。
所述非導(dǎo)電材料可以包含干燥劑，如氧化鈣。合適的包含干燥劑的熱熔粘合劑是DesiMaxTM(來自Multisorb Technologies Inc.(Buffalo，NY))。
在非導(dǎo)電層中制造開孔。所述開孔位于第二電極的表面上，如和發(fā)光結(jié)構(gòu)相對(duì)的表面上。所述開孔的長度和寬度通常等于或小于第二電極表面的相應(yīng)尺寸。所述導(dǎo)電層通過非導(dǎo)電層中的開孔和第二電極導(dǎo)電連接。
當(dāng)所述預(yù)成形的非導(dǎo)電層同時(shí)連接到導(dǎo)電層和位于第二電極外緣以外的第一電極上時(shí)，改成較好不含會(huì)導(dǎo)致器件短路的小顆粒。所述厚度應(yīng)足以防止導(dǎo)電層讓第一及第二電極在第二電極的外圍短路。但是，所述厚度不應(yīng)太厚，使導(dǎo)電層不能充分變形，在導(dǎo)電層和第二電極之間通過非導(dǎo)電材料中形成的開孔形成導(dǎo)電連接。所述預(yù)成形非導(dǎo)電層的典型厚度約為0.5密耳(0.012mm)到2密耳(0.05mm)。
在一些實(shí)施方式中，如圖3所示，并不是第二電極230的整個(gè)表面都具有非導(dǎo)電層240中的開孔200。所述非導(dǎo)電材料240位于第二電極230的部分表面上，并在第二電極230的外圍延伸。在其它實(shí)施方式中，如圖4和5所示，在第二電極230的整個(gè)表面(如發(fā)光結(jié)構(gòu)220相對(duì)的表面)上都具有非導(dǎo)電層240中的開孔。所述非導(dǎo)電材料240并不位于第二電極230表面的任意部分上。即，開孔所位于的整體表面和導(dǎo)電材料接觸。
所述非導(dǎo)電材料作為溶液或分散體施涂，而不是作為預(yù)成形薄膜。這種材料可以使用例如印刷方法或掩模屏蔽區(qū)域來施加。如圖3所示，非導(dǎo)電材料240施加到第二電極230表面(如發(fā)光結(jié)構(gòu)220相對(duì)的表面)的外邊緣處。如表4和5所示，可以在不將非導(dǎo)電材料240加到第二電極230表面上的條件下制造OEL。
所述非導(dǎo)電材料也可以施加到其它部件的部分上，將OEL器件封裝。如圖3和5所示，所述非導(dǎo)電材料可以施加到發(fā)光結(jié)構(gòu)220的邊緣以及第一電極210的部分表面上。圖4中，非導(dǎo)電材料240施加到發(fā)光結(jié)構(gòu)220的部分表面、發(fā)光結(jié)構(gòu)220的邊緣以及第一電極210的部分表面上。
可以預(yù)成形層的形式使用的那些類型的導(dǎo)電材料同樣可以分散體或溶液的形式使用。所述組合物較好不含可以和器件中其它材料反應(yīng)的化合物，它包含最少的可以通過器件各層遷移的種類。
所述導(dǎo)電層包括金屬、金屬合金、金屬化合物如金屬氧化物、導(dǎo)電陶瓷和導(dǎo)電聚合物等材料。在一些實(shí)施方式中，所述導(dǎo)電層可以包括金屬或含有金、銀、銅、氧化銦錫、鋁等的金屬化合物。
所述導(dǎo)電層可以是可變形的薄膜。合適的可變形的薄膜包括金屬，如銅、銀、金、鋁等。所述導(dǎo)電層的厚度通常約為1-2密耳(約0.025-0.05mm)。所述導(dǎo)電層的表面粗糙度較好小于陰極的厚度(例如，約100-300nm)。所述導(dǎo)電層較好沒有缺陷，如小孔，這樣使?jié)駳饣蜓鯕膺M(jìn)入有機(jī)電致發(fā)光器件中。
所述導(dǎo)電層可以直接和第二電極的表面接觸，或者通過另一導(dǎo)電層如導(dǎo)電聚合粘合劑使之和第二電極分隔。通過提供和第二電極導(dǎo)電連接的電阻低的導(dǎo)電層，所得有機(jī)電致發(fā)光器件較好在大面積內(nèi)具有顯著亮度，在經(jīng)過器件時(shí)亮度沒有明顯損失。
在一些實(shí)施方式中，所述第二電極的整個(gè)表面如發(fā)光結(jié)構(gòu)相對(duì)的表面和導(dǎo)電層直接接觸。在其它實(shí)施方式中，第二電極表面上外部以外的所有部分如發(fā)光結(jié)構(gòu)相對(duì)的表面通過非導(dǎo)電材料中的單孔直接和導(dǎo)電層接觸。在其它實(shí)施方式中，第二電極的表面如發(fā)光結(jié)構(gòu)相對(duì)的表面通過非導(dǎo)電材料中的多個(gè)孔和導(dǎo)電層直接接觸。
所述開孔具有任意所需的形狀。所述形狀可以是規(guī)則的或者不規(guī)則的。當(dāng)存在多個(gè)開孔時(shí)，所述開孔的形狀可以均一的或者不均一的。所述多個(gè)開孔可以任何所需的構(gòu)型排列，可以是按有序的或者隨機(jī)的。例如，圖13顯示了一種實(shí)施方式的截面示意圖，其中，所述有機(jī)電致發(fā)光器件380包括在非導(dǎo)電材料240中的許多開孔200，通過開孔在導(dǎo)電層250和第二電極230之間形成接觸。所述多個(gè)開孔可以排列成直線。
所述有機(jī)電致發(fā)光器件還包括基材。例如，如圖6A中所示的器件290，第一電極210位于基材300上。第一電極210位于基材300和發(fā)光結(jié)構(gòu)220之間?；?00通常是透明的。在本文中，“透明”是指能透射發(fā)光結(jié)構(gòu)中電致發(fā)光材料所發(fā)射的至少一些光的材料。所述基材可以柔韌的或者硬的。
合適的硬的透明基材包括例如玻璃、聚碳酸酯、丙烯酸等。合適的柔韌的透明基材包括例如聚酯類(例如聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚酯萘二甲酸酯(naphthalate)和聚碳酸酯)、聚烯烴類(例如，直鏈、支鏈或環(huán)狀聚烯烴類)、聚乙烯基類(例如，聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯乙縮醛、聚苯乙烯、聚碳酸酯類等)、纖維素酯類(例如，纖維素三乙酸酯、纖維素乙酸酯)、聚砜類如聚醚砜以及其它常規(guī)的聚合物薄膜。
所述基材、導(dǎo)電層或兩者均可以進(jìn)行切口，以提高器件的柔韌性。所述切口可以一個(gè)方向或多個(gè)方向和基材、導(dǎo)電層或兩者交叉。所述切口可以具有各種形狀，如狹縫、V-形或U形。所述切口通常小于基材或?qū)щ妼雍穸鹊?0％。
所述有機(jī)電致發(fā)光器件可以包括兩個(gè)基材，如圖6B中所示的器件490。第一電極210位于第一基材300上?；?00可以層壓到位于第二基材440上的第二導(dǎo)電層410上。第一電極210通過導(dǎo)電互連層420和導(dǎo)電互連附屬層430和第二導(dǎo)電層410導(dǎo)電接觸。發(fā)光結(jié)構(gòu)220位于第一電極210上。第二電極230位于發(fā)光結(jié)構(gòu)220上。第一導(dǎo)電層250通過非導(dǎo)電材料240中形成的開孔200與第二電極230導(dǎo)電連接。導(dǎo)電互連層420和導(dǎo)電互連附屬層430通過非導(dǎo)電材料240與第二電極230和第一導(dǎo)電層250絕緣。
在這一實(shí)施方式中，第一電極、第二電極和發(fā)光結(jié)構(gòu)可以形成在第一基材300上。然后，這種組件可以連接到第二導(dǎo)電層410和第二基材上，為器件中的活性部件提供進(jìn)一步的保護(hù)。
在圖6B中，所述電致發(fā)光結(jié)構(gòu)(包括第一電極210、發(fā)光結(jié)構(gòu)220和第二電極230)通過第一基材300、第二導(dǎo)電層410和第二基材440將其一面封裝。所述電致發(fā)光結(jié)構(gòu)使用非導(dǎo)電層240和第一導(dǎo)電層250將其另一面封裝。所述陽極接觸是第二導(dǎo)電層410，所述陰極接觸是第一導(dǎo)電層250。所述器件490可以在無需將器件陽極形成圖案的條件隔絕密封。
在一些實(shí)施方式中，導(dǎo)電互連層420和導(dǎo)電互連附屬層430是單層，如焊料。在其它實(shí)施方式中，所述導(dǎo)電互連層420是金屬箔、金屬線或金屬化的塑料，導(dǎo)電互連附屬層430是導(dǎo)電的粘合劑或焊料。導(dǎo)電互連層420和導(dǎo)電互連附屬層430均導(dǎo)電。
用于第二導(dǎo)電層410的合適材料通常是透明的，它包括電負(fù)性的金屬薄層，如金、鉑、鎳、石墨、銀或它們的組合。這一層也可以由金屬氧化物如氧化銦錫制得。在一些實(shí)施方式中，所述第二導(dǎo)電層具有圖案。
第二基材440可以由與第一材料300相同的材料制得。例如，第二基材可以由玻璃、聚碳酸酯、丙烯酸、聚酯類(例如聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚酯萘二甲酸酯和聚碳酸酯)、聚烯烴類(例如，直鏈、支鏈或環(huán)狀聚烯烴類)、聚乙烯基類(例如，聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯乙縮醛、聚苯乙烯、聚碳酸酯類等)、纖維素酯類(例如，纖維素三乙酸酯、纖維素乙酸酯)、聚砜類如聚醚砜以及其它常規(guī)的聚合物薄膜制得。所述第二基材包括阻隔結(jié)構(gòu)，如下文所述。
圖6C是具有基材和邊緣密封400的有機(jī)電致發(fā)光器件480的截面示意圖，上述邊緣密封用于進(jìn)一步封裝第二電極230和發(fā)光結(jié)構(gòu)220。邊緣密封400可以由塑料材料如聚烯烴或環(huán)氧化物制備。在用于制備邊緣密封的組合物中可以加入干燥劑材料如氧化鈣。
如圖6C所示具有邊緣密封400和器件480以及圖6D所示具有邊緣密封的器件510中，第一電極210在非導(dǎo)電材料240和導(dǎo)電層250的外圍延伸。這種器件可以使用不會(huì)和氧氣或濕氣反應(yīng)的第一電極210材料來制備。用于第一電極的合適材料包括金、鉑、鎳、石墨、銀或它們的組合等。這種電極也可以由金屬氧化物如氧化銦錫制備。所述非導(dǎo)電材料240可以連結(jié)到導(dǎo)電層250以及第二電極外圍的第一電極上。
圖7顯示了包括基材的有機(jī)電致發(fā)光器件310的另一實(shí)施方式的截面示意圖。所述非導(dǎo)電聚合材料240和導(dǎo)電層250層壓到基材300上，而不是第一電極上，如圖3、4、5和6a-d所示。在這一實(shí)施方式中，第一電極210、第二電極230和發(fā)光結(jié)構(gòu)220通過基材300、導(dǎo)電層250和非導(dǎo)電材料240的組合來封裝。當(dāng)?shù)谝浑姌O210由能和濕氣或氧氣反應(yīng)的材料制成時(shí)，較好使用這種實(shí)施方式。
當(dāng)兩個(gè)電極和氧氣或濕氣反應(yīng)時(shí)，第一電極210可以和沿器件延伸的非反應(yīng)性導(dǎo)電材料導(dǎo)電連接。例如，通路可以經(jīng)過基材，所述通路可以包含非反應(yīng)性導(dǎo)電材料。
圖8顯示了包括基材300的有機(jī)電致發(fā)光器件340的另一實(shí)施方式的截面示意圖。第一電極210可以位于井中。所述井可以通過例如除去部分基材(例如通過蝕刻)來形成?；蛘撸鼍梢酝ㄟ^將電極和非導(dǎo)電材料印刷到呈平行條或格子狀的基材表面上。
所述基材包括許多適于OEL器件或顯示器的器件或部件。合適的器件或部件包括例如晶體管陣列和其他電子器件、濾色器、偏光器、波板、擴(kuò)散器和其他光學(xué)器件；絕緣體、隔柵、黑底、掩模工件和其他類似部件等。
所述基材可以包括阻隔結(jié)構(gòu)。在本文中，術(shù)語“阻隔結(jié)構(gòu)”是指用于減少濕氣、氧氣或其組合穿過所述基材遷移到發(fā)光結(jié)構(gòu)以及有機(jī)電致發(fā)光器件電極上的結(jié)構(gòu)。所述阻隔結(jié)構(gòu)通常是透明的，可以包括一層或多層。示例性阻隔結(jié)構(gòu)可以包括許多層對(duì)(即成對(duì)物)，它包括阻隔材料層以及支承在基材上的聚合物光滑材料層。在一些實(shí)施方式中，有機(jī)電致發(fā)光器件的使用壽命可以通過使用阻隔結(jié)構(gòu)來延長。
所述阻隔結(jié)構(gòu)可以包括包含金屬的層。所述包含金屬的層通常包括金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、金屬氧氮化物或者它們的組合。用于包含金屬的層的合適材料包括例如氧化硅、氧化鋁、氧化鈦、氧化銦、氧化錫、氧化鋯、氧化銦錫、氮化鋁、氮化硅、氮化硼、碳化硅、氧氮化鋁、氧氮化硅和氧氮化硼。在一些實(shí)施方式中，所述包含金屬的層包含金屬氧化物，如氧化鋁或氧化銦錫。合適的材料如美國專利No，6231939和5725909以及PCT專利申請(qǐng)公布No.WO00/26973。
所述阻隔結(jié)構(gòu)的包含金屬的層的厚度通常小于300nm。所述阻隔結(jié)構(gòu)也包括至少一種聚合層，以及包含金屬的層。例如，所述阻隔結(jié)構(gòu)可以通過交替層壓聚合物層和包含金屬的層來制備。
圖9顯示了包括基材300的OEL器件350的截面示意圖，所述基材具有包含金屬的層330和聚合物層320。所述阻隔結(jié)構(gòu)的聚合物層320通常包含聚丙烯酸酯類、聚酯類、聚烯烴類或者它們的組合。在圖9中，所述阻隔結(jié)構(gòu)的包含金屬的層330在第一電極210和聚合物層320之間。在其它實(shí)施方式中，聚合物層320和第一電極210相鄰。所述聚合物層起到保護(hù)包含金屬的薄層的完整性的作用。在包含金屬的層中的微小裂縫或缺陷會(huì)增加濕氣和氧氣穿過阻隔結(jié)構(gòu)遷移到第二電極、發(fā)光結(jié)構(gòu)或它們組合中的機(jī)會(huì)。含聚合物和金屬的許多層對(duì)通常增強(qiáng)了對(duì)濕氣和氧氣遷移的阻礙。
本發(fā)明電致發(fā)光器件可以包括許多第一電極、許多有機(jī)電致發(fā)光材料、許多第二電極或者它們的組合。圖10A顯示了其中有機(jī)電致發(fā)光器件360包括許多第二電極230的一個(gè)實(shí)施方式的截面示意圖。圖10B顯示了相同器件的頂視圖。許多第二電極230可以直線，或者以任意構(gòu)型在第一電極210和發(fā)光結(jié)構(gòu)220上排列。
圖10A和圖10B所示的有機(jī)電致發(fā)光器件360通過將發(fā)光結(jié)構(gòu)220位于第一電極210上來制備。多個(gè)第二電極230可以位于和第一電極210相對(duì)的發(fā)光結(jié)構(gòu)220的表面上?？梢栽诜菍?dǎo)電材料240中形成多個(gè)開孔200。開孔200可以完全定位在第二電極的表面上，如發(fā)光結(jié)構(gòu)相對(duì)的表面上。非導(dǎo)電材料240可以位于各第二電極230之間，并覆蓋未和第一電極210或第二電極230接觸的發(fā)光結(jié)構(gòu)220的表面。導(dǎo)電層250通過非導(dǎo)電材料240中形成的開孔200和各第二電極230導(dǎo)電連接。通過第二電極230外圍的非導(dǎo)電材料240，導(dǎo)電層250可以和發(fā)光結(jié)構(gòu)220和第一電極210分隔。
在圖10A和10B所示的器件360中，可以同時(shí)尋址許多第二電極230，這是因?yàn)樗械牡诙姌O和單個(gè)導(dǎo)電層250導(dǎo)電連通。在透過器件時(shí)沒有顯著損失亮度的條件下，這種器件可以大面積發(fā)光。
和圖10A和10B所示的器件360的相反，包含許多第一電極的器件或包含許多第一電極和許多第二電極的器件可以在許多位置尋址。即，這種器件可以用于形成具有多像素的器件或顯示器。圖11A、11B、12A和12B是包括許多第一電極210的有機(jī)電致發(fā)光器件的截面示意圖。圖11A、12A和12B包括許多第一電極210和第二電極230。
圖11A是包括許多第一電極210、未形成圖案的發(fā)光結(jié)構(gòu)220和許多第二電極230的器件370的截面示意圖。圖11B是包含許多第一電極210、未形成圖案的發(fā)光結(jié)構(gòu)220和未形成圖案的第二電極230的器件450的截面示意圖。這些器件中的第一電極可以通過例如以平行條狀或格子的圖案將許多第一電極210和許多未形成圖案的第二電極230位于基材300上來制備?？梢允褂萌我鈨蓚€(gè)尺寸的圖案來將第一電極210印刷到基材300上。
在一些實(shí)施方式中，有機(jī)電致發(fā)光器件可以是彩色顯示器。例如，圖12A所示的OEL器件390和圖12B所示的OEL器件500可以包括在許多第一電極210和許多第二電極230之間形成圖案的有機(jī)電致發(fā)光材料。不同有機(jī)電致發(fā)光材料可以發(fā)出不同波長的光。非導(dǎo)電材料460可以將許多第一電極和第二電極相互分隔。非導(dǎo)電材料460可以與材料240相同或者不同。非導(dǎo)電材料460可以是例如黑底。
本發(fā)明另一方面提供制造有機(jī)電致發(fā)光器件的方法。在一個(gè)實(shí)施方式中，形成電致發(fā)光結(jié)構(gòu)，它包括但不限于第一電極、第二電極、發(fā)光結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電層和非導(dǎo)電材料。所述發(fā)光結(jié)構(gòu)位于第一和第二電極之間。在第二電極的表面如發(fā)光結(jié)構(gòu)相對(duì)的表面上形成并定位非導(dǎo)電材料中的開孔。在非導(dǎo)電材料中開孔的面積通常約等于或小于第二電極的表面面積，其上定位了開孔。通過非導(dǎo)電材料中的開孔，在導(dǎo)電層和第二電極之間形成了導(dǎo)電連接。
所述方法涉及封裝第二電極和發(fā)光結(jié)構(gòu)。例如，所述導(dǎo)電層和非導(dǎo)電材料在第二電極的外圍延伸。非導(dǎo)電材料可以在第二電極的外圍將導(dǎo)電層和OEL器件的其它活性部件分隔。通過使用非導(dǎo)電材料將導(dǎo)電層層壓到第二電極外圍的第一電極、基材或兩者上，可以形成密封。
例如，通過沉積導(dǎo)電材料來形成可透射目標(biāo)輻射的第一電極，可以制得本發(fā)明的有機(jī)電致發(fā)光器件。有機(jī)電致發(fā)光材料的一層或多層可以位于第一電極上，形成發(fā)光結(jié)構(gòu)。第二電極可以位于發(fā)光結(jié)構(gòu)上，使發(fā)光結(jié)構(gòu)位于第一和第二電極之間。
在非導(dǎo)電材料如一個(gè)表面或兩個(gè)表面上具有剝離襯墊的粘合劑層中形成一個(gè)或多個(gè)開孔。所述開孔可以通過例如沖切、坯切或其它方法切出，它透過粘合劑層和至少一個(gè)剝離襯墊。然后，可以除去一個(gè)剝離襯墊，并將粘合劑粘到導(dǎo)電層或第二電極上。然后，除去第二剝離襯墊，并通過粘合劑層將導(dǎo)電層偶合到第二電極和剩余的結(jié)構(gòu)上。
所述開孔可以定位在第二電極表面如發(fā)光結(jié)構(gòu)相對(duì)的表面上。在除去剝離襯墊時(shí)，所述粘合劑層連結(jié)到導(dǎo)電層上，使導(dǎo)電層通過粘合劑層中的開孔和第二電極導(dǎo)電連接。
所述方法可以是卷一卷工藝。所述電致發(fā)光結(jié)構(gòu)可以在第一卷上形成。例如，第一電極可以沉積在基材卷上，或者可以在卷上沒有基材的條件下制得。所述發(fā)光結(jié)構(gòu)和第二電極可以位于第一電極的表面上，使發(fā)光結(jié)構(gòu)定位在兩個(gè)電極之間。所述非導(dǎo)電材料和導(dǎo)電層可分別以第二卷和第三卷的形式提供。在第二卷中可以形成至少一個(gè)開孔。在第一和第三卷之間可以層壓第二卷，使所述開孔沿第二電極的表面排列，在導(dǎo)電層和第二電極之間通過非導(dǎo)電層中的開孔來形成導(dǎo)電連接。
所述粘合劑層和導(dǎo)電層均在第二電極的外圍延伸。所述粘合劑層可以起到將導(dǎo)電層層壓到第二電極外圍上的第一電極或基材上的作用，由此將有機(jī)電致發(fā)光器件封裝。所述粘合劑層也起到將OEL器件的導(dǎo)電層和其它活性組件(如第二電極外圍的第一電極)分隔的作用。所述粘合劑層也起到密封器件的作用。
所述層壓溫度要足以軟化或熔化粘合劑層。在一些實(shí)施方式中，所述溫度通常保持在約100℃以下。例如，所述層壓溫度可以保持在約60℃以下，減少器件層如發(fā)光結(jié)構(gòu)損壞的可能性。
所述有機(jī)電致發(fā)光器件可以是主動(dòng)或被動(dòng)的顯示器或器件。被動(dòng)顯示器或器件通常具有互成90°角的陽極和陰極，雖然其它取向也是可能的。
本發(fā)明有機(jī)電致發(fā)光器件可以用于例如一般的發(fā)光應(yīng)用，或作為背光燈。所述背光燈結(jié)構(gòu)包括裸露或回路基材、陽極、陰極、空穴運(yùn)輸層、電子運(yùn)輸層、空穴注入層、電子注入層、發(fā)射層、變色層以及其它層和其它適于有機(jī)電致發(fā)光器件的材料。結(jié)構(gòu)也包括偏振器、漫射體、光波導(dǎo)、透鏡、光控薄膜、增亮薄膜等。應(yīng)用包括白色和單色大面積單像素?zé)粢约岸嗌竺娣e單像素?zé)簟?br> 本發(fā)明所述有機(jī)電致發(fā)光器件可以用作低分辨率顯示器。結(jié)構(gòu)包括裸露或回路基材、陽極、陰極、空穴運(yùn)輸層、電子運(yùn)輸層、空穴注入層、電子注入層、發(fā)射層、變色層以及適用于OEL器件的其它層和材料。結(jié)構(gòu)也包括偏振器、漫射體、光波導(dǎo)、透鏡、光控薄膜、增亮薄膜等。應(yīng)用包括圖像指示燈(例如，圖標(biāo))、段式數(shù)字顯示器(例如，器具時(shí)間指示器)、小的單色被動(dòng)或主動(dòng)基底顯示器、小的單色被動(dòng)或主動(dòng)基底加上圖像指示等(作為集成顯示器的部分，例如蜂窩電話顯示器)、大面積像素顯示片(例如，許多模塊或片，各自具有相對(duì)少量的像素)，如適于在室外使用的那些，以及安全顯示應(yīng)用。
本發(fā)明所述有機(jī)電致發(fā)光器件可以用作高分辨率的顯示器。結(jié)構(gòu)包括裸露或回路基材、陽極、陰極、空穴運(yùn)輸層、電子運(yùn)輸層、空穴注入層、電子注入層、發(fā)射層、變色層以及適用于OEL器件的其它層和材料。結(jié)構(gòu)也包括偏振器、漫射體、光波導(dǎo)、透鏡、光控薄膜、增亮薄膜等。應(yīng)用包括主動(dòng)或被動(dòng)基底多色或全彩色顯示器、主動(dòng)或被動(dòng)基底多色或全彩色顯示器加上段式或圖像指示等(例如，在相同基材上的激光誘導(dǎo)轉(zhuǎn)移的高分辨率器件加上熱火印圖標(biāo))以及安全顯示器應(yīng)用以上通過發(fā)明人預(yù)知的實(shí)施方式說明了本發(fā)明，對(duì)這些實(shí)施方式可以有確定的描述，但目前無法預(yù)知本發(fā)明的非實(shí)質(zhì)性修改形式，它們可能是這些實(shí)施方式的等價(jià)形式。
實(shí)施例實(shí)施例1使用Covion PDY132發(fā)光聚合物(LEP)制造圓形發(fā)射面積的直徑為1英寸的柔韌有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)。
制造一種可紫外固化的聚合物溶液，它包含溶解在1000g甲乙酮中的80gEbecrylTM629(UCB Chemicals，Smyrna，GA)、20g SR399(Sartomer Company，Exton，PA)和2g IrgacureT 184(Ciba Specialty Chemicals，Tarrytown，NY)。所得溶液使用Yasui Seiki CAG150型涂布器(裝配有110R滾花，卷材速度為20英尺/分鐘)涂布到100微米的PET薄膜(HSPE 100，從Teijin Corp.，Japan購得)上。所述涂層在70℃下同軸干燥，并用F-600 Fusion D紫外燈(在100％能源下操作)固化。然后，所述涂布聚合物的卷材依次涂布35nm的ITO、10nm的Ag以及35nm的ITO，片電阻為15歐姆/平方米。所述ITO/Ag/ITO涂層沒有形成圖案。
從用于制造器件的卷上切下一小片涂布ITO/Ag/ITO的PET。所述片在超聲波清潔系統(tǒng)中清潔。然后，所述ITO表面在0.030乇的底壓力、氧氣流速500sccm和Rf功率400瓦的條件下在Plasma Science等離子體處理器(PS 500型，購自ASTInc.of Billerica，MA)中等離子處理2分鐘。
用IPA稀釋PEDOT 8000(聚(3，4-亞乙基二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸酯)，也已知為PEDT/PSS，購自H.C.Starck，Leverkusen，Germany)，并使用真空旋涂卡盤將其旋涂到ITO表面上。在3000rpm下旋涂30秒，使PEDOT 8000厚度為90-100nm。PEDOT在65℃的氮?dú)獯祾吆嫦渲懈稍?0分鐘。所述片轉(zhuǎn)移到氮?dú)鈿夥盏氖痔紫渲?，并位?00℃的熱板上2分鐘，進(jìn)一步干燥PEDOT 8000。所述PEDOT 8000是導(dǎo)電聚合物，起到緩沖層的作用。
使用真空卡盤將Covion PDY132 LEP(在甲苯中0.5重量％，購自CovionOrganic Semiconductors GmbH，F(xiàn)rankfurt，Germany)旋涂到PEDOT 8000表面上。以2500rpm旋涂30秒，形成75nm的薄膜。
清潔一小部分ITO表面上的LEP和PEDOT，使之和作為陽極的ITO接觸。從所述片上切下50×50平方毫米。
然后，通過熱蒸發(fā)將鈣通過具有1英寸直徑開孔的掩模沉積到LEP表面上(400埃)。然后，使用相同的方法和掩模將銀真空沉積到鈣的表面(3000埃)。
通過在3MTMThermo-bond 845的35mm×35mm片的中部切出0.5英寸直徑的孔來制得封裝材料。所述3MTMThermo-bond在300°F(148℃)下層壓到4密耳(0.1mm)銅箔的35mm×35mm片上。3MTMThermo-bond/銅片位于300°F(148℃)熱板的表面上，銅朝下，3MTMThermo-bond朝上，并除去了襯墊。所述3MTMThermo-bond/銅在5-10分鐘內(nèi)達(dá)到指定的溫度。
所述柔韌的OLED器件和3MTMThermo-bond接觸，并粘著其上，然后從熱板上取下所述結(jié)構(gòu)，位于手套箱的基底上，用手輥將所述兩片層壓在一起。當(dāng)銅箔和ITO涂層連接到電池導(dǎo)線上使，所得封裝的OLED器件發(fā)光。
實(shí)施例2在22平方毫米(1.0mm厚)的涂布ITO的玻璃(15歐姆/平方米，ColoradoConcept Coatings LLC，Longmont，Colorado)上制得幾個(gè)橙—紅的發(fā)射OLED器件。所述ITO涂層沒有形成圖案，由此覆蓋所述玻璃基材的整個(gè)表面。所述涂布ITO的基材通過用浸泡甲醇的不含棉絨的布(Vectra Alpha 10，Texwipe Co.，LLC，Upper Saddle River，New Jersey)擦拭來清潔，之后進(jìn)行4分鐘的氧等離子體處理(最大功率，5psi氧氣，Plasma-Preen II-973，Plasmatic Systems，Inc.，NorthBrunswick，New Jersey)。
將聚(3，4-亞乙基二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸酯)的水溶液(1％固體，Baytron P4083，Bayer，Leverkuesen，Germany)旋涂到干凈的蝕刻基材上，制得50nm的薄膜。所述Baytron P 4083是導(dǎo)電的聚合物，并起到緩沖層的作用。所述涂布BaytronP 4083和ITO的基材在氮?dú)饬飨略?10℃的熱板上干燥15分鐘。
所述涂布的基材轉(zhuǎn)移到鐘形蒸發(fā)室。并抽空到約10-6乇。通過包括19.5平方毫米開孔的影孔板依次熱沉積300埃厚的N，N’-二(3-萘-2-基)-N，N’-二(苯基)對(duì)二氨基聯(lián)苯(NPD，來自H.W.Sands Corp.，Jupiter，F(xiàn)L)、300厚的摻雜了1％4-(二氰基亞甲基)-2-叔丁基-6-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定(julolidyl)-9-基)-4H-吡喃(DCJTB，來自Eastman Kodak Co.，Rochester，NY)的9，10-二(2-萘基)蒽(AND，來自Eastman Kodak Co.，Rochester，NY)以及200埃厚的三(8-羥基喹啉根合)鋁(AlQ，來自H.W.Sands Corp.，Jupiter，F(xiàn)L)的層。NPD作為空穴運(yùn)輸層、AND和AlQ作為電子運(yùn)輸層，DCJTB是用作摻雜劑的熒光染料，調(diào)整發(fā)光的顏色。
將涂布有機(jī)物的基材轉(zhuǎn)移到手套箱，其中包括用于熱沉積陰極的薄膜蒸發(fā)室(Edwards 500，BOC Edwards，England)。通過包括1平方厘米圓形開孔的金屬影孔板在約10-7乇下將100埃厚的AlQ層(來自H.W.Sands Corp.，Jupiter，F(xiàn)L)、7埃厚的LiF層(來自Alfa-Aesar Co.，Ward Hill，MA)、200埃厚的Al層(來自Alfa-Aesar Co.，Ward Hill，MA)和1000埃厚的Ag層(來自Alfa-Aesar Co.，WardHill，MA)依次沉積到涂布有機(jī)物的基材上，所述圓形開孔的設(shè)置使陰極大致在基材的中心。
從一卷材料上切下一片在剝離襯墊(2.5密耳粘合劑厚度)上的3MTMThermo-bond 845-EG熱層壓薄膜(約100×50mm)。對(duì)所述剝離襯墊作標(biāo)記，形成2×8個(gè)格子(25平方毫米)。使用手持鉗型紙沖壓機(jī)在各25平方毫米的中心切出一個(gè)6mm的圓孔。將這置于約125×75mm的0.05mm厚的Al箔(McMaster-CarrSupply Co.，Chicago，IL)上，粘合劑一側(cè)和箔接觸。這一組件依次位于鋁板(3×9×0.025英寸，Q-panel Company，Cleveland，OH)上，所述剝離襯墊一側(cè)和鋁板接觸。然后，通過雙輥熱層壓機(jī)(TDE系統(tǒng)HL-406型，Kmart Corp.，Troy，Michigan)，在約102℃下連續(xù)送入三次，將粘合劑薄膜層壓到Al箔上，并在粘合劑中將箔變形成6mm的孔。
所述層壓的Al箔從鋁載板上除去，用剪刀切成25平方毫米，并放入包括橙-紅發(fā)光OLED器件的手套箱中。用剪刀將一個(gè)25平方毫米的片剪成約16平方毫米，使粘合劑層中6mm的孔留在薄膜的大致中心處。然后除去剝離襯墊，并將封裝薄膜位于一個(gè)22平方毫米OLED器件的陰極側(cè)，使封裝薄膜的粘合劑層和OLED器件接觸，穿透粘合劑層的6mm孔大致位于器件陰極的中心。所述陰極及其外圍面積完全被封裝薄膜包裹。在惰性氮?dú)鈿夥盏氖痔紫渲?，使所述組件經(jīng)過雙輥熱層壓機(jī)(Bestech 2962型，Rose Art Industries，Livingston，New Jersey)，在100℃下操作，將所述封裝薄膜熱層壓到OLED器件上。
在冷卻之后，通過在Al封裝薄膜外圍的任何地方接觸基材的ITO來制得封裝OLED的陽極接頭，通過接觸Al封裝薄膜的任意部分來制得陰極接頭。當(dāng)施加電流時(shí)，從器件發(fā)出橙-紅光。在熱層壓封裝步驟之前，在6mA/cm2下，所述層壓器件的電流-電壓-亮度特性基本上不會(huì)因器件特征而改變。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)電致發(fā)光器件，它包括a)第一電極，b)第二電極，c)位于第一和第二電極之間的發(fā)光結(jié)構(gòu)，d)位于至少一部分第二電極上的導(dǎo)電層；以及e)形成開孔的非導(dǎo)電材料，所述導(dǎo)電層通過所述開孔和第二電極導(dǎo)電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，非導(dǎo)電材料中的開孔整體位于與發(fā)光結(jié)構(gòu)相對(duì)的第二電極表面中，所述開孔的面積小于與發(fā)光結(jié)構(gòu)相對(duì)的第二電極表面面積。
3.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，非導(dǎo)電材料中的開孔整體位于與發(fā)光結(jié)構(gòu)相對(duì)的第二電極表面中，與發(fā)光結(jié)構(gòu)相對(duì)的第二電極的整個(gè)表面和導(dǎo)電層接觸。
4.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述導(dǎo)電層在第二電極的外圍延伸，所述非導(dǎo)電材料在第二電極的外圍上將導(dǎo)電層和第一電極分隔開。
5.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述非導(dǎo)電材料包括聚合物材料。
6.如權(quán)利要求5所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述聚合物材料是粘合劑。
7.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述器件是封裝的。
8.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述第一電極包括透明的金屬或金屬氧化物層。
9.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述第二電極包含堿金屬、堿土金屬、n-摻雜的硅或者它們的組合。
10.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述導(dǎo)電層包括可變形的薄膜。
11.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述導(dǎo)電層包括金屬。
12.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，它還包括基材，其特征在于，所述基材基本上是透明的。
13.如權(quán)利要求12所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述基材是柔韌的。
14.如權(quán)利要求12所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述基材包括阻隔結(jié)構(gòu)。
15.如權(quán)利要求14所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述阻隔結(jié)構(gòu)包括金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、金屬氧氮化物或者它們的組合。
16.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述器件包括許多第一電極，各第一電極可以單獨(dú)尋址。
17.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述非導(dǎo)電材料形成許多開孔，所述導(dǎo)電層通過所述許多開孔和第二電極導(dǎo)電連接。
18.如權(quán)利要求17所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述許多開孔是直線排列的。
19.如權(quán)利要求17所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述器件包括許多第二電極，所述許多開孔和許多第二電極對(duì)齊。
20.如權(quán)利要求19所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述器件包括和許多第二電極對(duì)齊的許多第一電極。
21.如權(quán)利要求20所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，各第一和第二電極對(duì)可以單獨(dú)尋址。
22.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述導(dǎo)電層在第二電極的外圍延伸，非導(dǎo)電材料在第二電極的外圍將導(dǎo)電層和第一電極分隔開，所述第一電極在導(dǎo)電層和非導(dǎo)電材料的外圍延伸。
23.如權(quán)利要求22所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述第一電極沒有形成圖案。
24.如權(quán)利要求22所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述第二電極沒有形成圖案。
25.如權(quán)利要求22所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述第一電極面向基材，并完全覆蓋所述基材。
26.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述非導(dǎo)電材料包含聚合物材料和干燥劑。
27.如權(quán)利要求12所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述基材、導(dǎo)電層或它們的組合有切口。
28.一種制造有機(jī)電致發(fā)光器件的方法，所述方法包括形成電致發(fā)光結(jié)構(gòu)，它包括第一電極、第二電極和發(fā)光結(jié)構(gòu)，其中，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)位于第一和第二電極之間；在非導(dǎo)電材料中形成開孔；將非導(dǎo)電材料中的開孔排列在第二電極的表面上；以及通過非導(dǎo)電材料中的開孔在導(dǎo)電層和第二電極之間建立導(dǎo)電連接。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述方法還包括封裝第二電極和發(fā)光結(jié)構(gòu)。
30.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述方法還包括用非導(dǎo)電材料和導(dǎo)電層封裝第二電極和發(fā)光結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)電層在第二電極的外圍延伸，所述非導(dǎo)電層在第二電極的外圍將導(dǎo)電層和第一電極分隔開。
31.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述方法是卷-卷工藝。
32.一種制造有機(jī)電致發(fā)光器件的方法，所述方法包括形成呈第一卷形式的第一電極；將發(fā)光結(jié)構(gòu)和第二電極加到第一卷上，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)位于第一和第二電極之間；提供呈第二卷形式的非導(dǎo)電材料，以及呈第三卷形式的導(dǎo)電層；在第一和第三卷之間層壓第二卷，所述開孔和第二電極的表面排列，通過非導(dǎo)電層中的開孔在導(dǎo)電層和第二電極之間建立導(dǎo)電連接。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，所述第一卷還包括基材。
全文摘要
提供了有機(jī)電致發(fā)光器件以及這種器件的制備方法。所述有機(jī)電致發(fā)光器件包括第一電極、發(fā)光結(jié)構(gòu)、第二電極、導(dǎo)電層和非導(dǎo)電材料。所述發(fā)光結(jié)構(gòu)位于第一和第二電極之間。所述導(dǎo)電層位于第二電極的至少一部分上，且通過非導(dǎo)電材料中的開孔和第二電極導(dǎo)電連通。
文檔編號(hào)H01L51/56GK1726607SQ200380106425
公開日2006年1月25日 申請(qǐng)日期2003年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月19日
發(fā)明者F·B·麥克爾米克, J·E·奧特曼, R·帕迪雅思 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司