專利名稱：薄膜光學(xué)器件和有機電致發(fā)光顯示器件的組件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄膜光學(xué)器件的一種組件，包括基板和排列在基板上、留有間距以形成多個用于容納材料的溝道的多個長條形擋堤。
本發(fā)明進而涉及有機電致發(fā)光顯示器件，涉及制造電致發(fā)光顯示器件的方法。
背景技術(shù)：
這樣一種組件、顯示器件和制造方法例如從EP0989778A1中已經(jīng)得知，該文公開在其上構(gòu)制薄膜圖形并進行表面處理的基板。這些擋堤把基板表面劃分成一些區(qū)域，這些區(qū)域?qū)⒈煌可习ɡ珉娭掳l(fā)光材料在內(nèi)的材料。為了避免這種材料在相鄰區(qū)域間溢出，擋堤上部的上表面有微滴貯器結(jié)構(gòu)。因此，該擋堤必須寬到足夠容納這些貯器，貯器又必須有足夠大的截面以吸收在這些區(qū)域之間的所有溢流。該擋堤會減少用有機電致發(fā)光化合物充填、形成顯示器件像素的溝道可用區(qū)域的空間。當相鄰溝道被發(fā)射不同顏色光的化合物充填并要實現(xiàn)所顯示圖像的高分辨率時，這尤其成問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供另一種組件、顯示器件和制作上述類型顯示器件的方法。
因此，按照本發(fā)明的組件的特征在于至少一條溝道沿著該溝道在至少一個位置處被局部展寬，以限定淀積一定量所述材料的部位。按照本發(fā)明的方法的特征在于按照權(quán)利要求1-5中任何一項選擇組件，沿著溝道僅在淀積部位處淀積一定量或多量的材料，包括有機電致發(fā)光材料。
因此，有可能應(yīng)用間距緊密的溝道，它們的寬度比微滴直徑小，從而實現(xiàn)所顯示圖像的高分辨率。因為材料的一定量作為微滴僅僅淀積在溝道較寬的部位，避免了在相鄰溝道之間的溢流。
在按照本發(fā)明的組件的優(yōu)選實施例中，每條溝道沿著該溝道在多個位置處局部展寬，以限定淀積材料量的多個部位。因此，為建立多色顯示器件，在不同的溝道中可以淀積不同的光學(xué)材料，在不同材料之間沒有出現(xiàn)任何混合。
在本實施例的優(yōu)選變型中，相鄰溝道的平行淀積部位是互相交錯的。因此，在從組件制造的多色顯示器件中，相鄰溝道的總寬度能夠保持很小，以實現(xiàn)高分辨率。
在按照本發(fā)明的組件的優(yōu)選實施例中，形成溝道的擋堤的對面的邊，有一段區(qū)域至少部份懸伸于溝道之上。因此，增大的毛細管效應(yīng)使流體以液滴形式淀積在淀積部位，比較好地充填在淀積部位之間的溝道區(qū)域。


現(xiàn)在，本發(fā)明將參照附圖進行更加詳細的描述，其中圖1示出聚合物L(fēng)ED顯示器件的部份的透視圖，說明這種器件的某些重要概念。
圖2示出與從現(xiàn)有技術(shù)技術(shù)得知的組件鄰接的按照本發(fā)明的組件的實施例的平面圖。
圖3示出按照本發(fā)明的組件的實施例的剖面圖。
圖4示出按照本發(fā)明的組件的另一實施例的平面圖。
圖5示出按照本發(fā)明的組件的又一實施例的平面圖。
具體實施例方式
圖1示出一種電致發(fā)光矩陣顯示器件。這種器件可以是平板顯示器的一部份，例如用于移動電話，個人數(shù)字助理(PDA)，計算機監(jiān)示器或類似的電子裝置。有單色和彩色兩種類型。這種器件包括基板1。例如，基板1可以由柔性或剛性透明合成樹脂、石英、陶瓷或玻璃制成。基板1上隔開一定間距的眾多導(dǎo)電材料條形成第一電極2。顯示器件還包括電致發(fā)光材料3的層，在基板1上呈條狀排列，各個條之間被擋堤4分隔開。第二電極5排列在電致發(fā)光材料3的層的頂上。第二電極條5與第一電極條2這樣交叉，使得工作時單個發(fā)光器件(像素)被定位到第一電極條與第二電極條的交叉處。
第一電極2的方向與第二電極5的方向最好基本上垂直。在圖1示出的實例中，第一電極2形成顯示器件的陰極，第二電極5形成顯示器件的陽極。當在陰極與陽極之間建立電壓差時，載流子，即電子和空穴，分別在陰極與陽極之間漂移。為了得到合適種類的載流子發(fā)射，陽極適合由功函數(shù)高的金屬或合金，諸如金，鉑和銀制造，陰極適合由功函數(shù)低的金屬或合金，諸如鐿，鈣，鎂∶銀，鋰∶鋁，鋇制造，也可以是不同層的疊層。一種主要用作陽極的非常合適的透明材料是銦錫氧化物(ITO)。這種電極是用光刻工藝制造的，使電極能形成特定的圖形。
像素6被限定在第一電極2與第二電極5的交叉處的位置。電子和空穴在第二電極5與第一電極2間電壓差的影響下在電極之間漂移，在電致發(fā)光材料3的層中結(jié)合，引起光發(fā)射。在無源矩陣顯示器中，通過在合適的第二電極5與第一電極2之間建立電壓差使像素6定址。在有源矩陣顯示器中，對每個像素6配備了使每個像素6單獨定址的一個晶體管和一個電容器。
可以使用不同顏色的像素6，因為擋堤4把電致發(fā)光材料3的層分成眾多溝道，每條溝道可包括不同類型的電致發(fā)光材料。
圖1中的矩陣顯示器件還包括載流子注入層7。借助于該層7，載流子從第一電極2注入到電致發(fā)光材料3的層。根據(jù)第一電極2是形成陰極還是陽極，載流子注入層7將分別用電子或空穴得到增強，即載流子注入層7分別增強電子注入和空穴注入。圖中沒有示出的一個類似的層可以配備在電致發(fā)光材料3的層與第二電極5之間。
有機LED器件可以通過在擋堤4之間插入其中帶有電致發(fā)光材料或前體材料的流體作為零部件而制造。流體可以是溶液，懸浮液，乳液，或糊劑。例如，它可以包括表現(xiàn)出電致發(fā)光的可溶聚合物。在擋堤4之間的溝道被充填流體后，視流體的組成，電致發(fā)光材料3的層可以由得到電致發(fā)光材料3的溶劑蒸發(fā)或化學(xué)反應(yīng)來形成。
本發(fā)明將焦點集中于流體被淀積在擋堤4之間的制備工藝。描述將焦點集中于其中帶有電致發(fā)光材料或前體材料的流體作為零部件的淀積。然而，必須注意，載流子注入層7也可以以類似方式在獨立的工藝步驟中淀積。擋堤之間流體的淀積最好用噴墨印刷技術(shù)實現(xiàn)，此處迫使流體液滴通過被精確地定位在兩個擋堤之間的溝道上的噴嘴。也可以使用吸管，在此情況下液滴在重力和/或粘附力的影響下淀積到溝道內(nèi)。
擋堤4之間的間距直接影響顯示器件的性質(zhì)。如果它們的間距被設(shè)置成使溝道非?？拷?，就會提高顯示器的分辨率。然而，如果這意味著溝道較窄，則像素6的尺寸減小，會產(chǎn)生較弱的光發(fā)射。此外，使用上述技術(shù)在溝道中淀積光材料的液滴而沒有任何材料溢出到相鄰的溝道內(nèi)，也變得非常困難。
當需要彩色顯示時，這種折衷成為關(guān)鍵。擋堤4之間的溝道于是用不同的流體交替充填。在工藝完成后，每種流體形成有不同發(fā)光性質(zhì)的、特別是有不同發(fā)光波長的電致發(fā)光材料3的條。淀積在擋堤4之間的流體微滴尺寸，在設(shè)計由擋堤4形成的圖形時也成為一個關(guān)注點。必須避免流體在不同溝道之間的溢出和以后的混合。因為微滴尺寸通常由所使用的設(shè)備，例如在噴墨印刷技術(shù)中所使用的噴嘴尺寸限定，由擋堤4和基板1形成的組件必須被適當?shù)卦O(shè)計。
圖2示出兩個這樣的組件的平面圖。由現(xiàn)有技術(shù)得知的一個組件包括三條溝道8-10。在制造顯示器件中，液滴11-13以從一個或多個噴嘴噴射的連續(xù)流方式被精確地淀積在溝道8-10的中央，沿著溝道8-10的縱向移動。例如，流體的第一個液滴11產(chǎn)生發(fā)紅光的電致發(fā)光材料，第二個液滴12產(chǎn)生發(fā)藍光的材料，第三個液滴13產(chǎn)生發(fā)綠光的材料。由相等間距的擋堤14形成溝道8-10，使得溝道8-10中的每條溝道有相同的寬度wc1。溝道8-10和分隔它們的擋堤14的寬度加到一起為總寬度w1。總寬度w1確定最終得到的顯示器件能夠達到的分辨率，因為對圖像中的每個點需要三個像素6，每種顏色一個。較小的寬度w1意味著較高的分辨率。擋堤14也不應(yīng)該太寬，因為這會減小溝道8-10的寬度wc1，從而也減小像素的尺寸。圖2中的滴11-13的直徑為d。如可以看到的那樣，對液滴11-13的直徑d來說，寬度wc1的值已經(jīng)選得太小。
d的典型值是在25-30μm范圍。微滴能以10μm量級的精度被放置，所以液滴的位置需要約50μm的局部寬度。在多色顯示器件的情況下，總寬度的期望值為100-200μm的量級。這意味著溝道寬度wc1為30-66μm。給定可達到的最微滴直徑和液滴位置精度，采用已知的上述組件要避免溢出和其后的流體混合是非常困難的。
在現(xiàn)有技術(shù)組件的左面，示出按照本發(fā)明的一個實施例。這也包括三條溝道15-17，在顯示器件制造中微滴18-20將被淀積入這些溝道。擋堤21-24排列有一定間距，以限定溝道15-17。擋堤21-24的寬度和已知組件的擋堤14的寬度相同。溝道15-17的總寬度w2與已知器件的溝道8-10和擋堤14的總寬度w1相等。然而，按照本發(fā)明的組件中溝道15-17的寬度沿其長度并不是恒定的。在圖2所示的實施例中，它代之以在比較小的寬度wc2與層寬度wc3之間變化。溝道15-17沿其長度在某些位置局部展寬。
因為每條溝道15-17都沿該溝道在多個位置局部展寬，以限定流體淀積量的部位，每條溝道可以用不同的材料充填，在溝道15-17內(nèi)沒有發(fā)生材料的任何混合。在圖2的實施例中，溝道15-17以完全突變的方式展寬，產(chǎn)生相對銳利的邊緣和拐角，其中擋堤22，23偏離了直線。在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可以提供比較緩慢展寬的溝道。這可以是優(yōu)越的，因為銳利的拐角趨向于吸引更多的流體。
可以看到，相鄰溝道15-17的平行淀積部位是互相交錯的。因此，即使溝道15-17局部展寬到wc3，總寬度還是保持不變。如果溝道15-17用發(fā)紅光，發(fā)藍光和發(fā)綠光的材料交替充填，那么沿溝道15-17的長度到同一顏色的下一條溝道的距離仍然很小且保持恒定。因此可以達到高分辨率。
在按照本發(fā)明從組件制造顯示器件的過程中，噴嘴還是精確地在在溝道15-17中央，并在縱向沿溝道移動。然而，在按照本發(fā)明的制造方法中，微滴18-20只被淀積在由它們的寬度wc3限定的一些淀積部位。如圖2可見，這允許使用與液滴11-13有相同直徑d的微滴18-20，在溝道15-17間仍沒有任何溢流。
采用較寬的淀積部位有幾個明顯的優(yōu)點。顯而易見，以給定的液滴直徑d，用按照本發(fā)明的顯示器件能夠達到的分辨率比已知器件的分辨率高。它們的橫向間距較小。此外，矩陣顯示器可以這樣構(gòu)成，使得第一電極2與第二電極5在淀積部位重疊形成像素6。由于這些部位有加大的面積，從像素可以發(fā)射比較多的光。
顯然，第二電極5的寬度必須選擇得小，足以保持與左溝道15和右溝道17相關(guān)的這些電極與中央溝道16相關(guān)的電極電絕緣。然而，在優(yōu)選的實施例中，為了進一步增加像素面積，第二電極5基本上平行于溝道15-17，也在淀積部位展寬。這甚至提供了更大的像素尺寸，但保持了第二電極5電絕緣，以保證像素6可單獨定址。
圖3示出按照本發(fā)明的組件的一個實施例的剖面圖。示出了上述討論的類型的基板25。擋堤26-28限定了兩條溝道30，31。截面沿溝道30，31方向在一個位置處截取，這里淀積微滴18-20的部位處在左溝道30內(nèi)。結(jié)果，右溝道31的寬度在這里較小。
擋堤26-28通過對基板25施加一層抗蝕劑而被制造。使用已知方法藉助于光通過掩模的投影確定阻擋層形貌。結(jié)果，在基板上形成光致抗蝕劑圖形，包括凸起的光致抗蝕劑段32。如果需要，圖形還可以包括橫截擋堤26-28的位置的另一些擋堤，有效地把溝道劃成一些段，建立棋盤形結(jié)構(gòu)。如果在顯示器件中要實現(xiàn)電極和溝道的不同結(jié)構(gòu)，這可以是有用的，其中第二電極嵌入基板內(nèi)，或直接定位在基板上，并且第一電極位于溝道頂上。
為了減少抗蝕劑段32的沾潤性，可以采用適當?shù)谋砻嫣幚?，如CF4等離子體。用這種方法，流體滲到擋堤上較少。當然，擋堤26-28不僅形成溝道的圍墻，而且提供從該組件制造的顯示器件中的第二電極5之間的電絕緣。
在優(yōu)選的實施例中，粘附到光致抗蝕劑段32的材料的擋堤上段33進而構(gòu)成擋堤26-28?？偢叨仍?-30μm范圍，更通常的范圍是3-8μm。擋堤寬度的典型值在1-50μm范圍，最好在5到20μm之間。
擋堤上段33這樣成形，使得形成溝道30，31的擋堤26-28有部份懸伸在溝道30，31上的段34。這提供增強了的毛細管效應(yīng)。因此，淀積在溝道30，31的較寬段的流體沿溝道30，31散布更為有效，也更加快，從而充填了較窄的段。因此，參照圖3的截面，溝道30的顯示段直接由一或多個流體微滴充填，而溝道31的顯示段由在增加了寬度的部位之間的流體流動來充填。
懸伸的擋堤上段33的另一個優(yōu)點是，它們提供陰影掩模，以避免在擋堤附近的電極材料的真空淀積。因此，處在擋堤26-28之間的電極的電絕緣得到保障。
另外，局部展寬的擋堤可以只包括凸起的抗蝕劑段。如果有橫向擋堤，它們于是可被配備以帶懸伸段的上部。因此，也可以在與帶懸伸段的擋堤正交的方向印刷。毛細管效應(yīng)不再存在，但較少的流體終止在懸伸的擋堤段下面，有時這也可以是所希望的。因為還有局部展寬的擋堤，印刷仍然沿由局部展寬的擋堤限定的溝道進行，在本發(fā)明的本實施例中保留了較寬淀積部位的基本優(yōu)點。
圖4-5示出按照本發(fā)明的薄膜組件的其它兩個實施例。在圖4，擋堤35還限定了可以淀積進不同流體的三條溝道36-38。沿著溝道36-38從圖的底部移動到圖的頂部，很明顯，僅以左溝道38為代價，中央溝道37在淀積部位即實現(xiàn)展寬，這一點也是圖2中的情況。在與中央溝道37中淀積部位平行的位置處，只有與中央溝道37相鄰的一條溝道局部變窄。
與此相反，在圖5的實施例中，擋堤39在縱向在相同的位置處偏離。第一溝道40以相鄰的兩條溝道為代價而展寬。與第一溝道40相鄰的兩條溝道41，42都在沿溝道41，42與第一溝道40中淀積部位平行的位置局部變窄，在本實施例中沒有出現(xiàn)諸如圖2示出的擋堤21和24那樣的直行擋堤。與圖4的實施例不同，不同擋堤39中的平行直行段有相同的長度。這樣的對稱排列有一個優(yōu)點，從頂部看，每條溝道的溝道面積基本相同。在多色器件中，無色有較大的發(fā)光面積。
對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，很明顯，本發(fā)明不限于上述實施例，可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)變化。
例如，擋堤有恒定的寬度并不是本發(fā)明的基本方面。
雖然描述集中在液體如微滴在溝道內(nèi)的淀積，但可以理解，本發(fā)明的組件同樣可以被用于采用如EP 0 732 868 B1中所公開的通過真空淀積來淀積材料。
此外，雖然描述集中在有機電致發(fā)光顯示器件的薄膜組件，但可以理解，它們同樣可以被用于其它薄膜光學(xué)器件，例如其中以不同染料的微滴淀積在溝道內(nèi)的LCD，或被用于其中磷粒子的溶液淀積在溝道內(nèi)的等離子體顯示。
概括地說，本發(fā)明涉及薄膜光學(xué)器件的一種組件，包括基板(1；25)和淀積在基板(1；25)上、留有間距以形成多個用于容納材料的溝道(8-10，15-17；30；36-38；40-42)的多個長條形擋堤(4；14，21-24；26-28；35；39)。至少一條溝道(15-17；30，31；36-38；40-42)沿著溝道(15-17；30，31；36-38；40-42)在至少一個位置處局部展寬，以限定淀積一定量(18-20)材料的部位；一種制造電致發(fā)光顯示器件的方法，其特征在于，通過選擇這樣一種組件，并且沿著溝道(15-17；30，31；36-38；40-42)僅僅在一些淀積部位淀積包括有機電致發(fā)光材料(3)在內(nèi)的一定量或多量(18-20)材料；以及一種包括這種組件的有機電致發(fā)光顯示器件。
權(quán)利要求
1.一種薄膜光學(xué)器件的組件，包括基板(1；25)和排列在基板(1；25)上、留有間距以形成多個用于容納材料的溝道(8-10，15-17；30；31；36-38；40-42)的多個長條形擋堤(4；14，21-24；26-28；35；39)，其特征在于至少一條溝道(15-17；30，31；36-38；40-42)沿著該溝道(8-10，15-17；30，31；36-38；40-42)在至少一個位置處局部展寬，以限定淀積一定量(18-20)材料的部位。
2.如權(quán)利要求1的組件，其中每條溝道(15-17；30，31；36-38；40-42)沿著該溝道(15-17；30，31；36-38；40-42)在多個位置處局部展寬，以限定淀積一定量(18-20)材料的多個部位。
3.如權(quán)利要求2的組件，其中，相鄰溝道(15-17；30，31；36-38；40-42)的平行淀積部位是互相交錯的。
4.如上述任一權(quán)利要求的組件，其中，形成溝道(8-10，15-17；30，31；36-38；40-42)的擋堤(4；14，21-24；26-28；35；39)的對面的邊有一段(34)至少部份懸伸在溝道(8-10，15-17；30，31；36-38；40-42)上。
5.如上述任一權(quán)利要求的組件，包括在溝道(40)的任一邊的相鄰溝道(41，42)，它們在與溝道(40)的淀積部位平行的位置處局部變窄。
6.制造電致發(fā)光顯示器件的方法，其特征在于配置按照上述任一權(quán)利要求的組件，并且沿著溝道(15-17；30，31；36-38；40-42)僅僅在一些淀積部位淀積一定量或多量(18-20)材料，包括有機電致發(fā)光材料。
7.如權(quán)利要求6的方法，其中，材料(18-20)是使用噴墨印刷技術(shù)淀積的。
8.如權(quán)利要求6或7的方法，其中，組件包括淀積部位局部展寬的至少兩個相鄰溝道(15-17；30，31；36-38；40-42)，并且包括不同電致發(fā)光材料(3)在內(nèi)的材料被淀積在相鄰溝道(15-17；30，31；36-38；40-42)中。
9.一種有機電致發(fā)光顯示器件，包括如權(quán)利要求1到5中任一項的組件。
10.如權(quán)利要求9的有機電致發(fā)光顯示器件，還包括至少一個被埋入或淀積在基板(1；25)的第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，和通過至少由電致發(fā)光材料(3)用這樣一種方式形成有機發(fā)光二極管的陽極和陰極、與第一結(jié)構(gòu)分開的至少另一個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。
11.如權(quán)利要求10的顯示器件，其中，第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包括基本上橫截溝道(15-17；30，31；36-38；40-42)的第一電極(2)，第二導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包括基本上平行于溝道(15-17；30，31；36-38；40-42)的、在交疊的點處形成像素(6)的第二電極(5)，其中，第二電極(5)在一個或多個淀積部位局部展寬，提供加大了的像素面積。
全文摘要
一種薄膜光學(xué)器件的組件，包括基板(1；25)和淀積在基板(1；25)上、留有間距以形成容納材料的多條溝道(8－10；15－17；30；31；36－38；40－42)的多個長條形擋堤(4；14，21－24；26－28；35；39)。至少一條溝道(15－17；30；31；36－38；40－42)沿著該溝道(15－17；30；31；36－38；40－42)在至少一個位置處局部展寬，以限定淀積一定量(18－20)材料的部位。一種制造電致發(fā)光顯示器件的方法，其特征在于，通過選擇這種組件，并且沿著溝道(15－17；30；31；36－38；40－42)僅僅在淀積部位處淀積包括有機電致發(fā)光材料(3)在內(nèi)的一定量或多量(18－20)材料。一種有機電致發(fā)光顯示器件包括這樣的組件。
文檔編號H05B33/22GK1557020SQ02818634
公開日2004年12月22日 申請日期2002年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月24日
發(fā)明者P·C·杜恩埃維德, P C 杜恩埃維德 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司