专利名称：应用有机材料制作有机发光装置的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及制作有机发光装置(OLED)的制作方法，并且特别是涉及由有机材料粉末制成固体晶片并用这种晶片以物理汽相淀积在将形成OLED的部分的基体上制成有机层的改良方法。
背景技术：
有机发光装置，也称为有机电致发光(EL)装置，可通过在第一及第二电极之间夹入两个或多个有机层而构成。
在传统结构的被动的矩阵OLED中，多个横向间隔的光透射阳极，例如铟—锡—氧化物(ITO)阳极，在诸如玻璃基体的光透射基体上被制成第一电极。然后，于一般保持在小于10-3Torr(托)的负压下的室内，通过来自相应的来源的相应的有机材料的物理汽相淀积连续地制成两个或多个有机层。多个横向间隔的阴极被淀积在最上面的一个有机层上方成为第二电极。该阴极定向成与该阳极成一角度，一般是直角。
这种传统的被动的矩阵有机发光装置是通过在合适的纵列(阳极)与每个横行(阴极)之间顺序地施加电势(又称为驱动电压)而工作的。当阴极相对于阳极负向地偏移时，光从像素发射，该像素由阴极与阳极的重叠区域构成，并且发射的光通过阳极及基体到达观测器。
在主动的矩阵有机发光装置(OLED)中，利用薄膜半导体(TFTS)使阳极的阵列成为第一电极，该薄膜半导体连接于相应的光透射部分。以基本等同于前述的被动的矩阵装置的构造方式通过汽相淀积来连续地制成两个或多个有机层。在最上面的一个有机层上公共阴极被淀积成第二电极。主动的矩阵有机发光装置的构造及功能在共同被转让的US-A-5,550,066中作了描述，其公开被结合在本文中作参考。
例如，在共同被转让的US-A-4,356,429；US-A-4,539,507；US-A-4,720,432；和US-A-4,769,292中描述了构造有机发光装置中使用的有机材料、汽相淀积的有机层的厚度以及层结构，它们的公开被结合于本文作参考。
制作OLEDs中使用的有机材料，例如有机空穴传输材料、预掺杂有有机掺杂物的有机发光材料以及有机电子传输材料，可能具有相对复杂的分子基体，该基体具有相对弱的分子结合力，所以必须注意在物理汽相淀积期间避免该有机材料的分解。
上述有机材料合成至相对高程度的纯度，并被制成粉末、小片或细粒的形状。这种粉末或小片迄今被置于物理汽相淀积源中，在其中加热以通过有机材料的升华或蒸发形成蒸汽，该蒸汽凝结在基体上以在其上形成有机层。
在物理汽相淀积中应用有机粉末、小片或细粒时，已观察到一些问题(i)粉末、小片或细粒难于处理，因为它们可通过称为摩擦起电过程而获得静电荷；(ii)与具有约1g/cm3的物理密度(以单位体积的重量表示)的理想的固体有机材料相比，有机材料的粉末、小片或细粒通常具有相对低的范围约0.05-约0.2g/cm3物理密度。
(iii)有机材料的粉末、小片或细粒具有不希望的低导热性，特别是当被置于物理汽相淀积源中时是如此，该物理汽相淀积源被置于抽空至10-6Torr的负压的室内。因此，粉末颗粒、小片或细粒只被来自热源的的辐射热所加热，和被与该热源的加热表面直接接触的颗粒或小片的传导热所加热。不与该热源的加热表面接触的粉末颗粒、小片或细粒，由于相对低的颗粒与颗粒接触面积，不能有效地被传导热所加热；和(iv)粉末、小片或细粒具有这种颗粒的较高的表面积/体积的比例，并在外界环境下具有相应较高的截留颗粒之间的空气和/或水汽的倾向。因此，一旦该室已被抽空至负压就通过预热该物理汽相淀积源而使得被装入配置在室内的物理汽相淀积源中的有机粉末、小片或细粒的加料彻底地除气。如果省略了除气或除气不足，颗粒可能在物理汽相淀积有机层期间与蒸汽流一起从该淀积源喷射在基体上。如果具有多重有机层的OLED，含有颗粒或粒子，则它可能是或可能变得功能上不起作用(失去功能)。
有机粉末、小片或细粒的上述方面的每一种或一种结合都可能导致这种有机材料在物理汽相淀积源中的不均匀加热，同时伴随有有机材料的空间不均匀的升华或蒸发，并因此造成制作在基体上的潜在非均匀的气相淀积有机层。
本发明的一个目的是提供处理有机材料的一种方法，该有机材料适用于制作基体上的有机层，该基体将构成OLED的部分。
本发明的另一个目的是提供使有机粉末固结成固体晶片的一种方法。
本发明还有的目的是提供由有机材料晶片在基体上制作有机层的一种方法，该基体将构成OLED的部分。
本发明还有的目的是提供使可升华的有机材料粉末与导热不升华的陶瓷粉末的混合物固结成固体晶片的方法。
在一个方面，本发明提供了由有机材料制作基体上的有机层的一种方法，该基体将构成OLED的部分，该方法包括如下步骤(a)提供粉末状可升华的有机材料；(b)提供粉末状导热及不升华的陶瓷材料；(c)制成可升华的有机材料粉末与导热不升华的陶瓷材料粉末的混合物；(d)把这种混合物置于模具中，并应用两个冲头，下冲头和上冲头，对该混合物施加足够的压力以引起粉末混合物固结成固体晶片；(e)在通过对置的冲头施加压力期间或之前对模子进行加热，以助于促使粉末混合物固结成固体晶片；和(f)从模子中取出晶片。
在另一个方面，本发明提供了应用制成的固体晶片制作OLED装置的有机材料层的一种方法，该方法包括如下步骤(a)把固体晶片配置于室内的物理汽相淀积源中；(b)把基体放置在室中并相对于该淀积源成相间隔关系；(c)抽空该室至负压；和(d)对该淀积源加热，以促使晶片中的至少一部分有机材料升华而同时导热的陶瓷材料保持不升华，以提供在基体上构成有机层的有机材料蒸汽。
本发明的特点是使有机粉末固结成固体晶片的方法可用相对简单的工具并且在远离这种晶片在物理汽相淀积装置中的使用位置的位置上完成。
本发明的另一个特点是有机粉末固结成固体晶片的方法实际上使处于不同位置及位于不同位置之间的有机材料的处理、传输或装运变得容易。
本发明的另一个特点是通过本发明的方法制备的有机材料的多个晶片能在一种容器中处理、传输或装运，其中该容器相对于用来处理、传输或装运粉末状及可比较重量的有机材料的容器来说具有显著缩小的体积。
本发明的另一个特点是可利用本发明的方法制作OLED材料的固体晶片，其中至少有一种OLED基质材料粉末与至少一种有机掺杂材料粉末被混合或掺和以在混合物固结成固体晶片之前形成该混合物。
本发明的另一个特点是粉末固结成固体晶片的方法及通过固体晶片于物理汽相淀积源中的部分蒸发在基体上制成有机层的方法，基本上消除了粉末颗粒从该淀积源的喷射，因此提供了基本上没有颗粒杂质的有机层。
本发明的另一个特点是粉末固结成固体晶片的方法可适于提供具有一种形状的晶片，该形状选择成适合于物理汽相淀积源的形状，在该淀积源中部分晶片被蒸发形成在基体上的有机层。
本发明的另一个特点是通过在整个固体晶片均匀分布热量，导热的陶瓷粉末在不导热的固体有机晶片中的均匀扩散有助于固结过程，同样有助于热蒸发。
本发明的另一个重要特点是导热的陶瓷粉末不会妨碍或污染热蒸发的有机分子。
附图的简要说明
图1描绘了现有技术的OLED；图2描绘了现有技术的另一个OLED；图3是被动的矩阵OLED的简略立体图，该OLED具有部分地剥离外壳的元件以显露不同的层；图4是适于制作相对大数量的OLEDs并具有从毂延伸的多个站的设备的简略立体图；图5是含有相对大数量基体的支架的简略剖视图，该支架位于如图4的剖切线5-5所示的图4系统的装料站上；图6A-6F简略地表示了根据本发明用配置于同轴压制机的模子内的有机粉末及陶瓷粉末的混合物制成固体晶片的各加工步骤的顺序，其中图6A显示具有有机及陶瓷粉末的混合物的模子，该混合物填充于下冲头上方的模子空腔内部；图6B显示位于模子空腔内并接触粉末材料上表面的上冲头；图6C显示压力正通过同轴压制机施加在上及下冲头上，以促使有机及陶瓷粉末的混合物材料固结成固体晶片；图6D显示上冲头已从模子空腔中移去；图6E显示已从压制机中移出的模子，而下冲头已从该模子空腔中移去，同时所示的晶片粘附在该模子空腔的侧表面上；和图6F描绘了用于从模子中取下晶片的晶片冲杆及在柔顺的容器中收集该晶片的情形；图7A-7E图示了各种固体晶片形状的例子，该固体晶片可通过选择所需的模子及相应的下及上冲头在图6A-6D的压制机中制成，其中图7A描绘了具有两个共平面主表面的圆柱形晶片；图7B显示了具有一个平面主表面及一个相对的凸形主表面的圆形晶片；图7C显示了具有两个凸形主表面的圆形晶片；图7D显示了具有两个共平面主表面的细长晶片；和图7E描绘了具有一个平面主表面和一个相对的凸形主表面的细长晶片；图8是根据本发明的一个方面的专供制造基体上的有机空穴传输层(HTL)的物理汽相淀积站的简略剖视图，该基体位于图4的设备中如图4中的剖切线8-8所示的位置，并且该视图显示了被置于汽相淀积源中的有机空穴传输材料的固体晶片；图9是具有空腔的一种管状汽相淀积源的局部剖视图，在空腔中放置有有机空穴传输材料的三个细长固体晶片；图10是根据本发明的另一个方面，显示了用可升华的有机材料粉末与导热及不升华的陶瓷材料粉末的混合物生产固体晶片的工艺流程图；和图11是根据本发明的另一个方面，显示了生产固体晶片的步骤的工艺流程图，该生产是通过首先混合可升华的OLED基质材料的粉末与可升华的有机掺杂物材料的粉末，然后通过混合该基质掺杂物混合物与导热且不升华的陶瓷材料的粉末来进行的。
具体实施例方式
术语“粉末”及“粉末状”在本文中用于表示大量的独个颗粒，它们可能是小片、细粒或各种颗粒形状的混合物。
OLED的发射层(EML)包含有机的或有机金属的材料，该材料产生光，称为电致发光，是由于层中的电子一空穴重新结合造成的。此后，术语“有机的”将包含纯有机的材料和有机金属的材料两者。在图1中所示的现有技术的最简单结构中，发射层14被夹在阳极12与阴极15之间。发射层14可能是具有高发光效率的单一纯材料。用于此目的一种熟知材料是3(8-羟基喹啉酮-N1，O8)铝(Alq)，它产生极佳的绿色电致发光。发射层14还可含有较少量的其它材料，传统上称为掺杂物，其功能是改变电致发光(EL)效率或发射光的颜色。基体11为OLED10和把OLED连接至电流源的电导线提供机械支撑。层12至层15和基体11一起构成OLED10。阴极15，或者阳极12及基体11两者，对于电致发光是透明的，可使该光线被看到。术语“透明的”表示的是传递不少于80％的电致发光的能力。在这个基体的一种变形中，阴极而不是阳极被置于基体上。在该变体中，或者是阳极，或者阴极及支架，对于电致发光是透明的。当阴极及阳极连接于电流源(未图示)时，从阳极注入了空穴而从阴极注入了电子，它们在发射层中重新结合以产生电致发光。
在图2所示的更详细表示的OLED20中，发射层(EML)25位于空穴传输层24与电子传输层26之间。这些层的每一层主要由有机材料组成。两个传输层分别从阳极22传送空穴和从阴极27传送电子至发射层25。可选择的空穴注射层23使从阳极22的空穴注射至空穴传输层24变得容易。发射层25的功能是作为电子—空穴重新结合和发射产生的电致发光的主要场所。在这方面，单个有机层的功能是各异的并因而可独立地进行优化。因此，发射层25可优化成所希望的EL颜色及高的发光效率。发射层25也可含有较少量的掺杂物，该掺杂物的功能是改变EL效率或所发射光的颜色。同样，空穴及电子传输层24及26可分别地优化它们的电荷传送性质。基体21为OLED20及连接OLED20与电源的导线提供机械支持。层22-27与基体21一起构成OLED20。或者是阴极，或者是阳极及基体两者，对电致发光是透明的。
在这个基体的变体中，阴极而不是阳极安置于该基体上。在该变体中，或者是阳极，或者是阴极及基体两者，对于电致发光是透明的。在这个基体的另一个变体中，发射层及电子传输层可被结合而构成实现两者功能的单一层。还有，在这个基体的另一个变体中，空穴传输层可能至少包含两个不同组成的次层，该组成被选择用来分别优化阳极处的电荷注入界面和空穴传输层的其余部分的载流性质。
当电势差(未图示)被施加在阳极22与阴极27之间时，阴极27注射电子进入电子传输层26，并且它们移动经过该层到达发射层25。与此同时，从阳极22注射空穴进入空穴传输层24并且它们移动经过该层到达发射层25。空穴与电子在发射层25中重新结合，一般在靠近空穴传输层24与发射层25之间的连接处结合。通过重新结合过程而释放的部分能量以电致发光的形式发射，该电致发光通过透明的阳极或阴极和/或基体而逸出。
参照图3，显示了被动的矩阵OLED30具有部分地脱去外壳的元件，以显露不同的层。可透射光的基体31上制有多个横向间隔的第一电极32。有机空穴传输层(HTL)33、有机发射层(EML)34及有机电子传输层(ETL)35按照物理汽相淀积加工顺序地制成，如本文下面将更详细地描述。多个横向的阴极36制成在有机电子传输层35上面，并处于基本垂直于第一阳极32的方向。封装或盖38密封着该基体的对环境的敏感部分，由此提供了完整的OLED30。
参照图4，显示了系统100的示意立体图，系统100适于制作相对大量的有机发光装置，系统100应用自动的或机器人装置(未图示)输送或传送基体或从缓冲毂102及从传递毂104延伸的多个站中的基体。真空泵106经泵送口107在毂102及104内和从这些毂延伸的每个站内提供负压。压力表108表示系统100内的负压。该压力的范围从10-3至10-6Torr。
各站包括提供基体装载的加料站110；专用于制成有机空穴传输层(HTL)的汽相淀积站130；专用于制成有机发光层(LEL)的汽相淀积站140；专用于制成有机电子传输层(ETL)的汽相淀积站150；专用于制成多个第二电极(阴极)的汽相淀积站160；使各基体从缓冲毂102传送到传送毂104的卸料站103，依次传送毂104提供一贮藏站107；以及经过连接器口105连接于毂104的封装站180。这些站的每个站分别具有延伸入毂102及104的开口，并且每个站具有真空密封的进入口(未图示)，以便为站提供用于清洁、填充材料和用于更换或修理零件的入口。每个站含有构成室的外壳。
图5是沿图4的剖切线5-5截取的装料站110的简略剖视图。装料站110具有构成室110C的外壳110H。在室110C内放置有支架111，支架111被构造用来载放已预制成的第一电极32(见图3)的多个基体31。另外可提供支架111用于支持多个主动的矩阵基体。支架111也可被设在卸料站130及在贮存站170中。
参照图6A-6F，该图简略地表示了通过使模子空腔526中的有机空穴输送材料粉末或发射材料13a粉末固结来制成有机空穴输送材料(NPB)及发射材料(Alq)的有机基质的固体晶片13p的加工步骤的顺序，模子空腔526位于同轴压制机500内。同轴压制机500包含固定平台512及安装在支架516上的移动平台514。移动平台514可由液压装置或液压与气动相结合的或机械的装置(未图示)驱动并支承着模子520及下冲头522。
在图6A中，有机空穴输送材料或有机发射材料13a的粉末、小片、颗粒或细粒被填入模子空腔526中至下冲头522上面的水平面13b。加热线圈530可从约20℃的周围温度加热模子520至约300℃的温度，并且至少一个冷却旋管540可相对快速地冷却已加热的模子，例如从温度300℃冷却至温度50℃或至周围温度。模子520也可被感应地加热。
在图6B中，上冲头524被置于模子空腔526中以接触有机粉末13a的上表面(填充水平面13b)。
模子520的内表面521是抛光的表面，至少下冲头522的表面523及上冲头524的表面525是抛光的表面。把模子和下冲头及上冲头集合起来也称为本公开部分中的模具。
在图6c中，显示移动平台514在朝向固定平台512的方向上被朝上地驱动，分别由上冲头及下冲头524、522施加压力。同轴压制机500只在一个方向上在上冲头524及下冲头522上施加压力，使得上冲头及下冲头(分别是524及522)一起施加压力以促使模子526中的有机粉末材料13a固结成为固体晶片13p。由同轴压制机500施加的压实压力在2,000psi与15,000psi之间变化，更好是在4,000psi至10,000psi之间，以获得高密度的固体晶片。两冲头预先放置在模子中以形成预定用于容纳正确体积的OLED粉末的空腔，以在固结后达到所需的固体尺寸。
在图6D中，移动平台514已降低而上冲头524已移离模子520。在由相对置的冲头524、522施加压力期间或之前模子520可被加热。只要已加热的颗粒混合物有助于促使该粉末混合物固结成固体晶片就是正确的。如果模子520在固体晶片13p形成之前或期间被加热，上冲头524经过至少一个冷却旋管540冷却至20℃-80℃温度范围而移离该模子。
在图6E中显示了模子520移离了同轴压制机500，而下冲头522移离了模子520。仅是出于图示的目的，描绘了有机固体晶片13p紧靠在模子520的内表面521上。
在图6F中使用了晶片冲杆550使固体晶片13p脱离模子520。固体晶片13p被截留在柔顺的容器560内以减少损坏固体晶片13p。
在同轴压制机500中施加压力之前或期间加热模子520，可造成在施加压力的缩短的间隔期间或者可替换地在较低的压力下增大固体晶片13p的密实度。较好的模子温度范围从50℃延伸至300℃。模子温度通常保持低于将构成固体晶片13p的有机材料的玻璃转变温度Tg。在固体晶片13p移离模子520之前和较好是上冲头524移离模子520之前，模子520被冷却至从80℃至20℃的优选的温度范围内。
术语“粉末”含有材料的细晶粒，有机空穴输送材料13a的小片、颗粒或细粒可含有包括一种或多种空穴输送基质材料与一种或多种有机掺杂物材料的混合物。来自这种混合物的固体晶片13p可被置于物理汽相淀积源中用于制作在基体上的掺杂的有机空穴传输层13。
在共同被转让的US-A-4,769,292和US-A-5,294,870中曾经公开了有效地在基体上提供汽相淀积的掺杂有机发光层的掺杂物。
可应用移动护罩(未图示)围住下冲头522、模子520及上冲头524的至少一部分。该护罩及因此被它包裹的元件可被抽空至负压。另一种方法是惰性气体被引入护罩以在该护罩内提供惰性的，即不起化学反应的环境，以使有机粉末(例如13a)及由它制成的固体晶片(例如13p)在模子520被加热至温度高达300℃的情况下受到保护而免于分解。这对非常容易潮湿的有机粉末也非常有益，因为在固结加工期间，潮气可能被截留在晶片13p的内部。
冲头表面523及525可能是平面表面。另外，下冲头522的表面523或上冲头524的表面525可能是内凹表面或者两个表面523及525可能都具有内凹形状，使得固体晶片将分别具有共平面主表面，一个平面主表面和一个凸形主表面，或者两个凸形主表面。
图7A-7E图示了有机材料的固体晶片的形状的各种例子，这些形状可通过分别地选择模子520和相应的上冲头及下冲头524及522在同轴压制机500中容易地制成。
图7A描绘了具有两个共平面主表面13pA-1及13pA-2的有机空穴输送材料的圆柱形晶片13pA。
图7B显示了具有一个平面主表面13pB-1和一个相对的凸形主平面13pB-2的圆形晶片13pB。
图7C显示了具有两个凸形主表面13pC-1及13pC-2的圆形晶片13pC。
图7D显示了具有两个共平面主表面13pD-1及13pD-2的细长晶片13pD。
图7E描绘了具有一个平面主表面13pE-1和一个相对的凸形主表面13pE-2的细长晶片13pE。
晶片的特殊形状选择为与其内将放置该晶片的特殊汽相淀积源相协调。例如，晶片或多个晶片13pA(见图7A)可有利地应用于具有平面底部表面的圆柱形汽相淀积源。晶片或多个晶片13pE(见图7E)可有利地应用于细长圆柱筒形汽相淀积源，具有的凸形主表面13pE-2的曲率近似地与这种圆柱管状淀积源的空腔半径相匹配。
参照图8，显示了沿图4的剖切线8-8截取的有机的HTL、ETL或EML物理汽相淀积站130的简略剖视图。外壳130H限定了室130C。基体31(见图1)被夹持在可构造成掩膜架的支架131中。汽相淀积源134被置于隔热的支承132上，汽相淀积源134填充有有机空穴输送材料的晶片13p，例如图5A的晶片13pA。淀积源134由加热元件135加热，加热元件135经导线245及247连接于电源240的相应输出端244及246。
当淀积源温度升得足够高时，晶片的一部分将升华或蒸发并因此提供了示意地由虚线及箭头表示的有机空穴输送材料的蒸汽淀积区域13V。相似地，诸如ETL及EML的其它有机层也可随后地通过物理汽相淀积生成以便制成OLED30。
基体31以及传统的晶体质量传感器200被布置在该淀积区域内，而这些元件中的每一个都具有生成在其上的用标号13f表示的有机空穴传输层(HTL)，该HTL以虚线显示。
如在现有技术上已熟知的，晶体质量传感器200经导线210连接于淀积率监测器220的输入端216。传感器200是设在监测器220内的振荡器电路的部件，并且该电路在某一频率时振荡，该频率近似地与晶体的装料量成反比，该装料量诸如是由正在生成的层13f造成的。监测器220含有微分电路，该电路产生与装料量的速率成正比例，即是与层13f淀积率成正比例的信号。这个信号由淀积率监测器220显示，并在其输出端222提供。导线224把这个信号连接至控制器或放大器230的输入端226，控制器230在输出端232提供输出信号。后者的输出信号经导线234及输入端236变成电源240的输入信号。
因此，如果汽相淀积区域13v内的蒸汽流是暂时稳定的。层13f的质量聚集或增长将以恒定的速率发生。速率监测器220将在输出端222提供一恒定信号，而电源240将经导线245及247向淀积源134的加热元件135提供恒定的电流，由此在淀积区域内保持暂时稳定的蒸汽流。在稳定的汽相淀积条件下，即在恒定的淀积率条件下，在固定的淀积期间在基体上及在晶体质量传感器200上达到有机空穴传输层33或有机发射层34或有机电子传输层35(见图3)的所需最终厚度，在该固定的淀积期间，通过终止淀积源134的加热，或者通过在该淀积源上设置一挡板(未图示)来终止该汽相淀积。
当出于图示目的在图8中显示了相对简单的坩埚淀积源134时，应理解到无数的其它淀积源结构可有效地用于在淀积区域内来提供有机材料的蒸发的或升华的蒸汽。
在图8中描绘了单个的晶体质量传感器200是为了保持附图的清晰。
参照图9，显示了圆柱管状物理汽相淀积源组件700的简略纵剖视图。该组件包含具有中心线CL的管状淀积源710。管状淀积源710由隔热及电绝缘的端盖732及734所支承，端盖732及734还支承着具有热反射表面742的挡热板740。
管状淀积源710与挡热板支持件和端盖732及734一起构成空腔712，穿过可拆卸的空腔密封件758，有机空穴输送材料的三个细长的固体晶片13p被放置在空腔712内。
管状淀积源710含有延伸入空腔712内的多个开口714。开口714安排在长度尺寸为L的一条线上，长度尺寸L至少是管状淀积源的高度尺寸H的三倍以上(对于圆柱管状淀积源，H相当于空腔712的直径)。开口714的直径为d，而中心至中心间距为L。
滑移托架760连接于挡热板件740并具有燕尾形舌状物760T及螺纹孔762。螺纹孔762将与导螺杆(未图示)结合使得组件700在室内相对于配置在该室内的基体被平移、移动或被扫描。
当被置于保持在负压小于10-3Torr的室内(例如，图2的HTL汽相淀积站130的室130C)时，晶片13p的有机空穴输送材料的升华或蒸发是通过经灯导线757a及757b向加热灯757的灯丝757F提供电能而启动的。加热灯757配置在空腔712内部，并由挡热板支持件及端盖732、734支承在中心线CL上方位置处于朝向管状淀积源710的开口714的方向上。因此形成于空腔712中的蒸汽云通过开口714而跑出该空腔。
细长的晶片13p可被制得形状类似于图7E的晶片13pE，使得凸形主表面与圆柱管状淀积源710的内表面接触，而晶片的平面主表面面朝上对着加热灯757。
当在附图(图8及图9)显示了气相淀积源的两个例子时，应当理解通过提供固体晶片和通过应用这种晶片来制作OLEDs的本发明的处理有机材料方法可应用于各种热物理汽相淀积源及系统。
在图6A--6F、图7A--7E、图8及图9中，制作及使用固体晶片的方法里描述了有关的有机空穴输送材料及用它们制作的晶片13p。本发明的该方法还包含制作及使用掺杂的或未掺杂的有机发光材料及掺杂的或未掺杂的电子输送材料的固体晶片以提供相应的固体晶片，该相应的固体晶片用于在图4的OLED设备的各个汽相淀积站140(EML)及150(ETL)中在基体上分别制作掺杂的或未掺杂的有机发光层及掺杂的或未掺杂的有机电子传输层，这些层诸如是图3所示的层34(EML)及层35(ETL)。
图10是指示由可升华的OLED材料粉末与不升华及导热的陶瓷材料粉末的混合物生产固体晶片的步骤的加工流程图。
加工开始于步骤800。在步骤810，提供了粉末状可升华的OLED材料。可升华的有机材料包含有机的掺杂的或不掺杂的空穴输送材料、有机的发射(发光)材料和掺杂的或不掺杂的有机电子输送材料。
在步骤812，选择了(要生成的混合物的)OLED材料粉末的重量份额。OLED材料粉末的较好的重量份额范围是50％--99％。
在步骤820，提供了粉末状导热及不升华的陶瓷材料。较好的导热及不升华的陶瓷材料包含氮化铝粉末、碳化钛粉末或碳化钨粉末或其它的导热碳化物或氮化物粉末或是它们的混合物。
在步骤822，(要生成的混合物的)导热及不升华的陶瓷材料粉末的重量份额的较好范围是1.0％--50％。
在步骤830，所选择重量份额的可升华的OLED材料粉末和导热及不升华的陶瓷材料粉末被混合或掺和以提供相对均匀及单一的混合物。
在步骤840，混合物(或混合物部分)被放入模子中，并且在下冲头及上冲头上施加足够的压力以促使混合物固结成固体晶片。在对冲头的混合物施加足够的压力之前及期间，该模子可被加热至所选择的温度范围50℃--300℃。
在步骤850，固体晶片从模子中取出。如果模子已被加热过，在从该模子取出该固体晶片之前，该模子被冷却至温度范围内50℃--20℃。现在加工已完成，如860处所示。
晶片或各晶片可被放入配置在室内的物理汽相淀积源中以制作基体上的有机层，该基体将成为OLED的部分。
图11是指示使晶片固结的步骤的加工流程图，该固结是通过首先混合可升华的OLED基质有机材料(Alq及NPB)粉末与可升华的有机掺杂物材料粉末和然后通过混合基质-掺杂物混合物与导热及不升华的陶瓷材料粉末来进行的。
加工开始于步骤900。在步骤902，提供粉末状可升华的OLED基质有机材料。可升华的OLED基质有机材料包含有机空穴输送基质材料、有机发射基质材料和有机电子输送基质材料。
在步骤904，提供了可升华的有机掺杂物材料粉末的所选重量份额。该所选重量份额取决于要掺杂的OLED基质材料，要选的掺杂物的等级或各种掺杂物的等级，以及在该基质材料中要达到的掺杂物的浓度，以使得要制作在基体上的层将在该基质材料中具有预定的掺杂物浓度。
在步骤906，所选重量份额的有机掺杂物材料与有机基质材料被混合或掺和以提供相对均匀的有机材料第一混合物。
随着开始命令900的延时905，延时的开始命令915启动在步骤920中提供粉末状导热及不升华的陶瓷材料。较好的导热及不升华的陶瓷材料包括氮化铝粉末、氮化钛粉末或氮化钨粉末，或其它导热的碳化物或氮化物粉末或它们的混合物。
在步骤912，选择了(要制成的第二混合物的)第一基质掺杂物混合物的重量份额。这个有机混合物较好的重量份额范围是50％--99％。
在步骤922，选择了(要制成的第二混合物的)导热及不升华的陶瓷材料粉末的重量份额，该份额的较好范围是1％--50％。
在步骤930，所选重量份额的第一有机基质掺杂物粉末混合物与导热及不升华的陶瓷材料粉末被混合或掺和以提供相对均匀的第二混合物，该第二混合物包含第一混合物的所选择部分和导热及不升华的陶瓷材料粉末。
在步骤940，第二混合物(或第二混合物部分)被放入模子中，对冲头的第二混合物施加足够的压力以促使该第二混合物固结成固体晶片。在对冲头的第二混合物施加足够的压力之前或期间，该模子被加热至选择范围为20℃--300℃的温度。
在步骤950，从模子中取出固体晶片。如果模子已被加热过，在从模子中取出固体晶片之前该模子被冷却至范围为80℃--20℃的温度。现在加工已完成，如960处所指示。
晶片或多个晶片被放入配置在室内的物理汽相淀积源中，以制作基体上的掺杂的有机层，该基体将构成有机发光装置(OLED)的部分。
掺杂的有机空穴传输层或次层和掺杂的有机电子传输层或次层可提供OLED发光的增强的工作稳定性，而掺杂的有机发射层可提供OLED发光的增强的工作稳定性和可见光谱区域内的发光的增强的发光效率。掺杂的层或次层还提供能在降低的驱动电压水平工作的OLEDs。
工作实例例子1有机发射材料Alq粉末以5％及10％的重量比例在球磨机中与导热的AlN陶瓷粉末紧密地混合。然后该粉末混合物在液压压制机的模子中在压力范围3,000psi-15,000psi下及模子温度为60℃--300℃之间时固结。然后具有良好物理整体性及比理论密度90％高的密度的固体晶片被用作蒸发源以淀积OLED装置的发射层。晶片大约在3,000psi与12,000psi之间的压力下固结，而较佳地在大约5,000psi与10,000psi之间及温度范围为50℃与120℃之间固结的那些晶片与由Alq材料粉末制成的那些对比样品相比获得了最佳的装置性能。
例子2有机空穴输送基质材料NPB粉末以5％及10％的重量比例在球磨机中与导热的AlN陶瓷粉末紧密地混合。然后该粉末混合物在液压压制机的模子中在压力范围2,000psi-15,000psi下及模子温度为60℃--200℃之间时固结。然后具有良好物理整体性及比理论密度90％高的密度的固体晶片被用作蒸发源以淀积OLED装置的空穴传输层。晶片大约在2,000psi与10,000psi之间的压力下固结，而较佳地在大约3,000psi与8,000psi之间及温度范围为50℃与100℃之间固结的那些晶片与由NPB材料粉末制成的那些对比样品相比表现出最佳的装置性能。
比较性例子有机的Alq及NPB粉末与5％--25％重量的导热的铜及铝金属粉末混合。每种有机发射材料Alq与有机空穴输送材料NPB粉末以5％及25％重量比例在球磨机中紧密地与导热的Al及Cu金属粉末混合。然后该粉末混合物在液压压制机的模子中在压力范围2,000psi-15,000psi和模子温度为60℃与200℃之间时固结。然后具有良好物理整体性及比理论密度90％高的密度的固体晶片被用作蒸发源以淀积OLED装置的发射层及空穴传输层。该装置相对于由相应粉末源制成的对比装置显示出不佳的电子—光学性能。看来Cu及Al金属物质污染了OLED装置。
一种或多种粉末状有机基质材料和一种或多种粉末状有机掺杂物材料可被混合或掺和以提供有机材料的第一混合物，然后该第一混合物与导热及不升华的陶瓷材料粉末混合或掺和以提供第二混合物，由该第二混合物构成固体晶片。
权利要求
1.用有机材料制作基体上的有机层的一种方法，该基体将构成有机发光装置的零件，该方法包括如下步骤(a)提供粉末状可升华的有机材料；(b)提供粉末状导热及不升华的陶瓷材料；(c)制作可升华的有机材料粉末与导热及不升华的陶瓷材料粉末的混合物；(d)把这种混合物放入模子中并使用两个相对置的冲头对该混合物施加足够的压力；(e)在相对置的冲头施加压力期间或之前对模子加热以助于促使该粉末混合物固结成固体晶片；和(f)从该模子中取出该晶片。
2.应用权利要求1中制成的该晶片制作OLED装置的有机材料层的方法，该方法包括如下步骤(a)把该晶片放入配置在室内的物理汽相淀积源中；(b)把基体放置在室内并相对于该淀积源成相间隔关系；(c)抽空该室至负压；和(d)对该淀积源加热以促使晶片中的至少一部分有机材料升华而同时导热的陶瓷材料保持不升华以提供有机材料蒸汽，该有机材料蒸汽制成基体上的有机层。
3.如权利要求1的方法，其特征在于，步骤(a)包括提供有机空穴输送材料，有机发射材料，或有机电子输送材料。
4.如权利要求3的方法，其特征在于，步骤(a)还包括提供至少一种有机空穴输送基质材料并为它提供至少一种有机掺杂物，至少一种有机发射基质材料并为它提供至少一种有机掺杂物材料，或至少一种有机电子输送基质材料并为它提供至少一种有机掺杂物材料。
5.如权利要求1的方法，其特征在于，导热的陶瓷材料选自由氮化铝、碳化钨及碳化钛或它们的混合物组成的材料组。
6.如权利要求5的方法，其特征在于，步骤(c)包括选择重量百分比范围为50-99的一部分可升华的有机材料粉末，和选择重量百分比范围为1-50的一部分导热及不升华的陶瓷材料粉末。
7.如权利要求2的方法，其特征在于，步骤(a)包括把一个以上的晶片放入物理汽相淀积源中。
8.如权利要求1的方法，其特征在于，步骤(f)包括温度范围为50℃--200℃。
9.制作可升华的有机材料的固体晶片的一种方法，该有机材料适于制作基体上的有机层，该基体将构成有机发光装置的部分，该方法包括如下步骤(a)提供至少一种粉末状可升华的有机基质材料；(b)提供至少一种粉末状可升华的有机掺杂物材料并按照有机基质材料的所选重量份额提供；(c)制作至少一种有机基质材料与至少一种有机掺杂物材料的第一混合物；(d)提供粉末状导热及不升华的陶瓷材料；(e)制作第一混合物的所选部分与导热及不升华的陶瓷材料粉末的第二混合物；(f)把这种混合物放入模子中并应用两个相对置的冲头对该混合物施加足够的压力；(g)在相对置的冲头施加压力期间或之前对模子加热以助于促使该第二粉末混合物固结成固体晶片；和(h)从该模子中取出该晶片。
10.用有机材料在基体上制作有机层的一种方法，该基体将构成有机发光装置的部分，该方法包括如下步骤(a)提至少一种粉末状可升华的有机基质材料；(b)提供至少一种粉末状可升华的有机掺杂物材料并根据该有机基质材料的所选重量份额提供；(c)制作至少一种有机基质材料与至少一种有机掺杂物材料的第一混合物；(d)提供粉末状导热及不升华的陶瓷材料；(e)制作该第一混合物的所选部分与导热及不升华的陶瓷材料粉末的第二混合物；(f)把这种第二混合物放入模子中并应用两个相对置的冲头对模子中的该第二混合物施加足够的压力；(g)在相对置的冲头施加压力期间或之前对模子加热以助于促使模子中的该第二粉末混合物固结成固体晶片；(h)从该模子中取出该晶片；(i)把该晶片放入配置在室内的物理汽相淀积源中；(j)把该基体放置在室内并相对于该淀积源成相间隔关系；(k)抽空该室至负压；和(l)对该淀积源加热以促使该晶片的一部分升华以提供有机材料第一混合物的蒸汽，由该蒸汽制成该基体上的该有机层。
全文摘要
由有机材料制作基体上的有机层的一种方法，该基体将构成有机发光装置的部分，该方法包括如下步骤提供粉末状可升华的有机材料；提供粉末状导热及不升华的陶瓷材料；制作该可升华的有机材料粉末与该导热且不升华的陶瓷材料粉末的混合物；把这种混合物放入模子中并应用冲压机对该已加热的混合物施加足够的压力以促使该粉末混合物固结成固体晶片；和从该模子中取出该晶片。
文档编号H01L51/00GK1438826SQ0310440
公开日2003年8月27日 申请日期2003年2月11日 优先权日2002年2月11日
发明者S·K·高希, D·B·卡尔顿, T·K·哈特瓦, S·A·范斯利克 申请人:伊斯曼柯达公司