用于顶部发射oled的干燥剂的制作方法

专利名称：用于顶部发射oled的干燥剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及OLED器件的防潮。
背景技术：
有机发光二极管器件，也称为OLED器件，通常包括基材、阳极、由有机化合物制成的空穴传输层、带有适当掺杂剂的有机发光层、有机电子传输层和阴极。OLED器件是吸引人的，因为其驱动电压低、照度高、视角宽以及能够用于全色平面发射显示器。Tang等人在其美国专利4,769,292和4,885,211中描述了这种多层OLED器件。
在底部发射型显示器中，其中光线向下透射过基材，可以发光的总面积受到存在不透明的例如薄膜晶体管(TFT)的电路基材的限制。因此可用于发光的开放面积减少。在顶部发射器件结构中，其中使光线主要透射过顶部表面远离基材和TFT电路，发射面积可以显著高于常规底部发射器件。因此，已经进行了许多工作以生产顶部或表面发射的OLED显示器。与底部发射OLED相比，这种构造具有改善显示性能的潜力。
OLED显示器的常见问题是水敏性。通常的电子器件要求的湿度水平为约百万分之2500到低于5000份(ppm)，以防止器件性能在规定的器件操作和/或存储期内过早下降。在包装的器件中将环境控制到这一湿度水平范围通常通过封装该器件或将器件和干燥剂密封在外壳内实现。干燥剂例如分子筛材料、硅胶材料以及通常称为燥石膏的材料，用于将湿度水平保持在上述范围内。
特殊的高湿敏性电子器件，例如有机发光器件(OLED)或面板要求湿度控制到低于约1000ppm的水平。这一点要求例如通过围绕OLED显示器外部的气密封来密封显示器，以防止湿气进入。但是，气密封极难实现或者制造昂贵，同时气密封在此类湿敏性器件中几乎经常不够，其经常需要添加高活性吸湿材料。
很多出版物记载了控制密封或封装的电子器件中湿度水平的方法和/或材料。Kawami等人在美国专利5,882,761中已经教导在基材和顶部密封之间，在OLED显示器的有机层之上使用干燥剂层。Kawami等人教导使用以下干燥剂碱金属氧化物、碱土金属氧化物、硫酸盐、金属卤化物和高氯酸盐。这种材料可以用诸如真空汽相淀积、溅射或旋涂之类的技术以预定形状沉积。Boroson等人在美国专利6,226,890中公开使用上述干燥剂与适当粘合剂的可铸塑共混物。但是，许多干燥剂对于OLED器件的层和电极可能是反应性的，并且已经提出许多方法以避免干燥剂与OLED组件接触。Kawami等人在′761专利中已经教导干燥剂要涂布在密闭容器的内表面上。Boroson等人在′890专利中使用可铸塑共混物涂布封装罩的内表面。诸如这些技术需要额外的材料和努力。
另外，以上专利中的所述配置可能需要在包括发射层的器件的有机层顶部之上设置一个不透明层。这种配置适用于底部发射器件，但是其不能用于顶部发射OLED显示器，因为发光将被部分或完全阻断。
Tsuruoka等人在美国专利申请公开2003/0110981中已经公开一系列透明干燥剂，其通过化学吸附起作用并可用于OLED显示器。这些干燥剂被认为可用于其中人们希望光线可以透射过干燥剂层的OLED器件。但是，干燥剂，特别是化学吸附干燥剂，设计用来改变湿气的存在。因此，器件的光路性能有可能会在器件寿命期间发生变化，在显示器中产生潜在的视觉变化。这一点会限制这种方法的实用性。
一种避免顶部发射显示器中的上述问题的可能方法是在有机层圆周周围放置干燥剂环。这种方法在靠近器件外部密封的非常有效的位置放置干燥剂，经过外部密封的任何湿气将首先遇到干燥剂环。但是，这种技术具有不合要求的负面影响，其使器件尺寸增大，而没有提供任何增加的显示器面积，或者为使增加的显示器面积减到最小，而限制了干燥剂量。因此，使用这种技术的顶部发射器件可能显著大于相同的底部发射器件，或者比相同的底部发射器件含有显著较少的干燥剂。对于一些应用，这一点可能是不可接受的。

发明内容
因此，本发明的一个目的是以一种不妨碍器件光路，不冒显示部件被干燥剂材料污染或与之反应的危险，以及不增大器件的非发射面积的方式，保护顶部发射OLED显示器免受湿气污染。
这一目的通过减少顶部发射OLED器件中湿气污染的方法实现，该方法包括a)提供具有顶部和底部表面的基材；b)在基材的顶部表面之上形成顶部发射EL元件，其中EL元件生产不透射过基材的光线；c)分别在顶部和底部基材表面之上形成第一和第二保护外壳，并由此分别确定第一和第二室；d)提供吸湿材料与第二室结合；以及e)在第一和第二室之间提供通道，由此第一或第二室中的湿气被吸湿材料吸收。
本发明的一个优点是可以形成顶部发射OLED显示器而无须完全气密封。本发明的另一个优点是选择用于保持顶部发射OLED显示器寿命的干燥剂不受光学性质的限制。本发明的另一个优点是选择干燥剂材料并不局限于吸水之后保持固态的材料。本发明的另一个优点是密封在顶部发射OLED显示器中的干燥剂的吸水性不会改变显示器的光学性质。本发明的另一个优点是其允许顶部发射OLED显示器具有窄密封，潜在地允许顶部发射OLED显示器面积与底部发射器件相同。本发明的另一个优点是可以制造具有大湿气容量的OLED，而无须增大显示器尺寸以适应干燥剂。本发明的另一个优点是可以使用干燥剂而不冒与OLED有机层和/或电极接触或化学反应的危险。本发明的一些实施方案的另一个优点是其可用于同时制造多层顶部发射OLED显示器的技术。
附图简述

图1显示用于减少OLED器件中湿气污染的现有技术设备的剖视图；图2显示根据本发明可用于减少顶部发射OLED器件中湿气污染的设备的一个实施方案的剖视图；图3显示根据本发明可用于减少顶部发射OLED器件中湿气污染的设备的另一个实施方案的剖视图；图4显示根据本发明可用于减少顶部发射OLED器件中湿气污染的设备的另一个实施方案的剖视图；
图5显示根据本发明用于减少顶部发射OLED器件中湿气污染的方法的一个实施方案的方框图；图6显示根据本发明用于减少顶部发射OLED器件中湿气污染的方法的另一个实施方案的方框图；图7显示根据本发明用于减少顶部发射OLED器件中湿气污染的方法的另一个实施方案的方框图；图8显示典型OLED器件的各层的剖视图；图9a显示可以应用本发明的多层OLED元件；和图9b为沿着图9a的剖面线得到的上述多层OLED元件的剖视图。
因为诸如层厚的器件特征尺寸通常为亚微米范围，所以附图是为了便于目视观察而按比例制作的而非精确尺寸。
发明详述术语“OLED器件”或“有机发光显示器”用于其所属技术领域中，表示包括有机发光二极管作为像素的显示设备。彩色OLED器件发射至少一种彩色光线。使用术语“多色”描述能够在不同区域发射不同色调光线的显示板。特别地，使用其描述能够显示不同彩色图像的显示板。这些区域不必相连。通常使用术语“全色”描述能够发射可见光谱的红、绿和蓝色区域并且显示任何色调组合的图像的多色显示板。红、绿和蓝色构成三原色，由它们可以通过适当混合产生所有其它颜色。但是，可能的是使用另外的颜色以扩展器件的色域。术语“色调”表示可见光谱内发射光线的强度范围，不同的色调在颜色上显示出视觉上可辨别的差异。术语“像素”在其所属领域用于表示独立于其它区域可以受激发光的显示板区域。术语“底部发射”表示发射光线并透过作为基础的基材观察到的显示器件。术语“顶部发射”表示其中光线基本上不透射过基材而是与基材相反，并透过与基材相对的侧面观察到的显示器件。
使用术语“高湿敏性电子器件”表示在大于1000ppm的环境湿度下，器件性能易于出现可测下降的任何电子器件。使用术语“基材”表示在其上制造一个或多个高湿敏性电子器件的有机固体、无机固体或者有机与无机固体的组合。使用术语“密封材料”表示用于将罩封装粘合到基材并通过防止或限制湿气渗透密封材料而保护一个或多个高湿敏性电子器件免受湿气影响的有机材料、无机材料或者有机与无机材料的组合。使用术语“间隙”表示围绕一个或多个电子器件的密封材料中的不连续性。使用术语“吸湿材料”表示用于物理或化学吸收会另外损害高湿敏性电子器件的湿气或者与该湿气反应的有机或无机材料。
现在参看图1，示出了如Kawami等人在美国专利5,882,761中所述的用于减少OLED器件中湿气污染的现有技术设备。在OLED器件10中，发光电致发光(EL)元件30在基材20上形成，包括阳极40、有机层50和阴极60。吸湿材料70可以放置在玻璃密封盒80内部。吸湿材料70和EL元件30可以通过密封剂90由外部密封。OLED器件10为底部发射器件；也即光线25透射过基材20。用于吸湿材料70的许多材料是不透明的。因此，这种结构通常不可用于减少顶部发射器件中的湿气污染。
现在参看图2，示出了根据本发明可用于减少顶部发射OLED器件中湿气污染的设备的一个实施方案。顶部发射OLED器件100包括带有顶部表面110和底部表面120的基材20。顶部发射电致发光(EL)元件130在基材20的顶部表面110之上形成。EL元件130为高湿敏性电子器件。EL元件130为顶部发射型；也即其将产生透射过OLED器件100顶部的光线，例如光线105。选择OLED器件100的材料，使得在基材20方向上产生的任何光线将被反射或吸收，并且不会透射过基材20。
基材20可以为有机固体、无机固体或有机与无机固体的组合。基材20可以为刚性的或柔性的，并且可以加工成独立的单个片，例如片材或晶片，或者加工成连续的卷。典型的基材材料包括玻璃、塑料、金属、陶瓷、半导体、金属氧化物、金属氮化物、金属硫化物、半导体氧化物、半导体氮化物、半导体硫化物、碳或其组合，或者通常用于形成可以为无源矩阵器件或有源矩阵器件的OLED器件的任何其它材料。基材20可以为均匀混合材料、复合材料或多层材料。基材20可以为OLED基材，其为通常用于制备OLED器件的基材，例如有源矩阵低温多晶硅或无定形硅TFT基材。对于本申请，其中透过顶部电极观察到EL发射，底部支撑的透射性能是不重要的，并且因此可以为透光的、吸光的或反光的。
基材20包括用于基材顶部表面110和基材底部表面120之间的湿气连通的装置，例如穿过基材20的通道190。在可选实施方案中，基材20或其一部分可以是蒸汽形式或液态形式的湿气可渗透的，并由此提供连通；在此情况下，将不使用通道190。
在基材20的顶部表面110之上形成保护外壳之前，EL元件130可以任选用保护层195密封。保护层195可以选自许多无机或有机材料或无机与有机材料的组合，条件是该材料具有低导电性、良好耐热性，并提供与所施加表面的良好粘合性，以及如果在基材20的整个表面之上施加保护层195，提供与密封材料的良好粘合性。保护层195保护下层免受由粘结步骤中产生的高温所引起的不希望化学反应或物理变化的影响，其将在以下做进一步描述。当在要密封的整个区域之上施加时，保护层195可以在连续制造步骤中的操作过程中保护敏感OLED元件，以及在粘结步骤之前或之后保护该元件避免暴露于湿气。
保护层材料的一些非限制性实例包括金属氧化物，例如氧化铝；金属氮化物；金属氮氧化物；金刚石状碳；半导体氧化物，例如二氧化硅；半导体氮化物，例如氮化硅；半导体氮氧化物，例如氮氧化硅；多层材料，例如由Vitex Corp.提供的氧化铝/丙烯酸酯聚合物；聚合物层，例如聚对亚苯基二甲基、环氧化物、聚酯、聚烯烃等；有机或有机金属化合物，例如三喔星铝(ALQ)或4，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(NPB)；多层有机材料、无机材料或者有机和无机材料两者；或者任何这些材料的混合物。通常以十至数百纳米的厚度提供保护层195。
由汽相形成保护层材料层的可用技术包括但不限于热物理汽相沉积、溅射沉积、电子束沉积、化学汽相沉积、等离子体增强化学汽相沉积、激光诱导化学汽相沉积、原子层沉积、丝网印刷和旋涂。在一些情况下，所述材料可以由溶液沉积或者由例如来自CO2的超临界溶液的另一种流化基质沉积。必须小心选择不会消极影响器件性能的溶剂或流体基质。对材料形成图案可以通过许多方法实现，包括但不限于光刻法、剥离技术、激光烧蚀和荫罩技术。
第一保护外壳140可以在基材顶部表面110之上形成。第一保护外壳140可以为有机固体、无机固体或有机与无机固体的组合。第一保护外壳140可以为刚性的或柔性的，并且可以加工成独立的单个片，例如片材或晶片，或者加工成连续的卷。典型的保护外壳材料包括玻璃、塑料、金属、陶瓷、半导体、金属氧化物、金属氮化物、金属硫化物、半导体氧化物、半导体氮化物、半导体硫化物、碳或其组合。顶部发射EL元件130之上的第一保护外壳140部分是透明的，而覆盖OLED器件100的非发射区域的部分可以是不透明的。第一保护外壳140可以为均匀混合材料、复合材料、多层材料，或者例如透明窗和不透明框架的多层材料组合件。
另外，第一保护外壳140可以包括一个或多个光学活性层，用于赋予OLED器件100或发射的光线105所需性能。可用的光学活性层的实例包括用于限制发射光波长的滤色片阵列、用于将一个波长范围转变到另一个波长范围的变色模块(例如荧光层)、用于限制由于全内反射的损失的光引出层、抗反射层和偏振层。
顶部密封材料165围绕每个单个EL元件130，但是如果最终产品在单个元件内需要多于一个EL元件，则密封材料也可以围绕两个或多个EL元件的组。另外，围绕每个EL元件130或EL元件组的密封材料不包含间隙，使得EL元件130在分割成更小单个或多个器件元件之前免于受潮。顶部密封材料165可以为有机材料、无机材料或者有机材料与无机材料的组合。有机密封材料可以包括环氧化物、聚氨酯、丙烯酸酯、硅氧烷、聚酰胺、聚烯烃和聚酯或其组合。无机密封材料可以包括玻璃、陶瓷、金属、半导体、金属氧化物、半导体氧化物和金属焊料或其组合。密封材料可以在通过挤压、熔融和冷却、反应固化或其组合完成的粘结步骤中粘结在基材20和第一保护外壳140之间。由压力粘结的典型材料包括压敏粘合剂。由熔融和冷却粘结的典型材料包括玻璃；热熔粘合剂，例如聚烯烃、聚酯、聚酰胺或其组合；或者无机焊料，例如铟、锡、铅、银、金或其组合。典型的反应固化方法包括由加热、例如UV辐射的辐射、混合两种或多种组分、暴露于环境湿气、除去环境氧气或其组合产生的反应。由反应固化粘结的典型材料包括丙烯酸酯、环氧化物、聚氨酯、硅氧烷或其组合。通常用于密封材料的其它无机材料包括玻璃、陶瓷、金属、半导体、金属氧化物、半导体氧化物或其组合。第一保护外壳140、基材顶部表面110和第一保护外壳140与基材20之间的密封材料165(或其它封闭材料)确定第一室150，其包括顶部发射EL元件130，以及保护层195(如果使用)。在一些实施方案中，室150的空间也可以包括聚合物缓冲层，其可以为多种材料，包括UV或热固化环氧树脂、丙烯酸酯或者压敏粘合剂。聚合物缓冲层也可以起保护层作用。可用的UV固化环氧树脂的一个实例为得自Electronic Materials Inc.的Optocast 3505。可用的压敏粘合剂的一个实例为得自3M的光学透明层压粘合剂(Optically Clear LaminatingAdhesive)8142。
第二保护外壳160可以在基材底部表面120之上形成。第二保护外壳160可以包括上述用于第一保护外壳140的任何材料，除了第二保护外壳160的透明度并不重要外。底部密封材料175可以选自与顶部密封材料165相同的材料，并由选自与顶部密封材料165相同的技术粘结在基材20和第二保护外壳160之间。第二保护外壳160、基材底部表面120和保护外壳160与基材20之间的底部密封材料175确定第二室170。形成第二室170和底部密封材料175可以与形成第一室150和顶部密封材料165同时发生，或者两个室可以顺序形成和密封。
吸湿材料180，也称为干燥剂，与第二室170结合提供。吸湿材料180用来物理或化学吸收会另外损害高湿敏性EL元件130的湿气，或者与该湿气反应。典型的吸湿材料包括金属，例如碱金属(例如Li、Na)；碱土金属(例如Ba、Ca)；或其它湿气反应性金属(例如Al、Fe)；碱金属氧化物(例如Li2O、Na2O)；碱土金属氧化物(例如MgO、CaO、BaO)；硫酸盐(例如无水MgSO4)；金属卤化物(例如CaCl2)；高氯酸盐(例如Mg(ClO4)2)；分子筛；由Takahashi等人在美国专利6,656,609和Tsuruoka等人在美国专利申请2003/0110981中描述的有机金属化合物，包括以下类型的有机金属化合物 其中R1、R2和R3选自具有一个或多个碳原子的烷基、芳基、环烷基、杂环基和酰基，且M为三价金属原子；以下类型的有机金属化合物
其中R1、R2、R3、R4和R5各自选自具有一个或多个碳原子的烷基、链烯基、芳基、环烷基、杂环基和酰基，且M为三价金属原子；以下类型的有机金属化合物 其中R1、R2、R3和R4各自选自具有一个或多个碳原子的烷基、链烯基、芳基、环烷基、杂环基和酰基，且M为四价金属原子；和具有小于4.5eV的逸出功并能够在湿气存在下发生氧化的金属或其组合。吸湿材料可以包装在湿气可渗透容器或粘合剂内。吸湿材料可以为单一材料、均匀混合材料、复合材料或多层材料，并且可以由蒸汽或溶液沉积，或者它们可以以多孔基质，例如可渗透包装或带的形式提供。特别有用的吸湿材料包括以可以形成图案的聚合物基质形式提供的那些，如Boroson等人在美国专利6,226,890中所述。吸湿材料180可以在基材20上提供，或在第二保护外壳160上或中提供。在第一室150和第二室170之间提供的连通装置(例如通道190，或湿气可渗透基材20)可使第一室150或第二室170中的湿气被吸湿材料180吸收。
在将第一和第二保护外壳140和160密封到基材20时，由于器件中封闭的气体，可能在内部累积压力。Boroson等人在美国专利申请09/957,851和美国专利6,470,594、6594,916和6,590,157中已经认识到这一点。Boroson等人所述的防止压力积累的方法可以应用于本发明。
例如，第一保护外壳140或第二保护外壳160或两者可以包括排气孔，用于排出过量内部气体。如果基材20中存在通道190，则其可以起排气孔作用，用于密封保护外壳之一，使得仅单个保护外壳需要配备排气孔。粘结步骤之后，排气孔用排气孔密封材料加以密封。排气孔密封材料可以与顶部密封材料165相同或不同。适合的排气孔密封材料的实例为粘合剂、焊料、胶带、用粘合剂粘结的多层层压材料以及用粘合剂粘结的无机外壳。
在另一个实施方案中，这样设置密封材料(例如顶部密封材料165)使得在保护外壳和基材20之间保留一个或多个间隙。过量内部气体可以在粘结过程中通过该间隙排出，并且该间隙可以在粘结步骤之后加以密封。在可选实施方案中，这样选择间隙大小，使得间隙将在粘结步骤过程中由于密封材料铺展而被填充。
在另一个实施方案中，粘结步骤起始于低初始环境压力。粘结步骤过程中，其中气压可能在器件(例如第一室150或第二室170)之内累积，人们可以增大环境压力超过基材20、保护外壳140和160以及密封材料165和175周围的初压。这样可以减少器件内部(例如由基材、保护外壳和密封材料确定的室150和170)相对于增大的环境压力之间的压差，由此防止密封材料165和175变形。
现在参看图3，示出了根据本发明可用于减少顶部发射OLED器件中湿气污染的设备的另一个实施方案。顶部发射OLED器件200共用图2的OLED器件100的许多特征。但是，并非必须包括穿透基材20的连通装置。在OLED器件200中，可以折叠的单个保护材料210提供第一和第二保护外壳，并且通过围绕基材20的至少一边的至少一部分形成通道也提供第一和第二室之间的连通。另外，单个材料可以成型为独立步骤中所示的形状，或者两个或多个独立片可以组装形成所示形状。保护材料210的材料包括上述用于第一保护外壳具有额外柔韧性要求的那些材料。折叠保护材料210形成通道240。支撑220和230可以包括与顶部密封材料165和底部密封材料175相同的材料。但是，支撑220和230不是连续密封的。支撑220和230部分之间的间隙使得通道240可以与第一室150和第二室170连通，由此分别在第一和第二室150和170之间提供连通，借此第一室150或第二室170中的湿气可以被吸湿材料180吸收。
现在参看图4，示出了根据本发明可用于减少顶部发射OLED器件中湿气污染的设备的另一个实施方案。顶部发射OLED器件250共用图2的OLED器件100的许多特征。但是，并非必须包括穿透基材20的连通装置。在将顶部室150和底部室170密封之前，设置连接管260穿过顶部密封材料165和底部密封材料175与两个室接触，由此分别在第一和第二室150和170之间提供连通，借此第一室150或第二室170中的湿气可以被吸湿材料180吸收。另外，当密封材料165和175包括间隙以使粘结步骤过程中内部气体排出时，可以在最终密封间隙之前将连接管260设置在间隙中。
现在参看图5，并也参考图2，示出了根据本发明用于减少顶部发射OLED器件中湿气污染的方法的一个实施方案的方框图。应理解，本步骤和后续步骤中可能在步骤顺序中存在一些变化，但是实现相同的结果。开始时，提供基材20(步骤300)和提供连通装置(例如通道190)(步骤310)。在基材顶部表面110上提供顶部发射EL元件130(步骤320)，并且如果需要，用保护层195密封EL元件130(步骤330)。在基材顶部表面110之上形成或设置第一保护外壳140(步骤340)，并用顶部密封材料165密封形成第一室150(步骤350)。提供吸湿材料180(步骤360)并在基材底部表面120之上形成或设置第二保护外壳160(步骤370)。然后用底部密封材料175密封第二室170(步骤380)。
现在参看图6，并也参考图3，示出了根据本发明用于减少顶部发射OLED器件中湿气污染的方法的另一个实施方案的方框图。开始时，提供基材20(步骤400)。在基材顶部表面110上提供顶部发射EL元件130(步骤410)，并且如果需要，用保护层195密封EL元件130(步骤420)。分别在基材顶部和底部表面110和120上提供支撑220和230。通过在基材顶部表面110之上设置一部分保护材料210形成第一保护外壳(步骤440)，并用顶部密封材料165密封形成第一室150(步骤450)。提供吸湿材料180(步骤460)。在基材底部表面120之上折叠保护材料210，经由通道240提供湿气的连通，并在基材底部表面120之上形成第二保护外壳(步骤470)。另外，保护材料210预先成型并设置在基材底部表面120之上，或者其它保护材料210部分设置在基材底部表面120之上。然后用底部密封材料175密封第二室170(步骤480)。
现在参看图7，并也参考图4，示出了根据本发明用于减少顶部发射OLED器件中湿气污染的方法的另一个实施方案的方框图。开始时，提供基材20(步骤500)。在基材顶部表面110上提供顶部发射EL元件130(步骤510)，并且如果需要，用保护层195密封EL元件130(步骤520)。在基材顶部表面110之上形成或设置第一保护外壳140(步骤530)。在初始第一和第二室150和170之间设置连接管260，以便提供湿气的连通(步骤540)，以及用顶部密封材料165密封第一保护外壳140形成第一室150(步骤550)。提供吸湿材料180(步骤560)并在基材底部表面120之上形成或设置第二保护外壳160(步骤570)。然后用底部密封材料175密封第二室170(步骤580)。
本发明可以应用于大多数OLED器件构造。这些包括含有单一阳极和阴极的非常简单的结构，到含有无源矩阵显示器以及有源矩阵显示器的更复杂的器件，该无源矩阵显示器包括阳极和阴极的正交阵列形成像素，该有源矩阵显示器其中每个像素例如由薄膜晶体管(TFTs)独立控制。本发明的OLED器件可以在正向偏压下运行，并因此可以在DC模式下工作。有时有利的是例如以交替方式施加反向偏压。OLED通常在反向偏压下不发光，但是已经显示显著的稳定性增强作用，如美国专利5,552,678所述。
现在参看图8，示出了典型顶部发射OLED器件600的各层的剖视图。OLED器件600至少包括如上所述的基材610、阳极620、与阳极620隔开的阴极670和发光层650。该器件还可以包括空穴注入层630、空穴传输层640和电子传输层660。空穴注入层630、空穴传输层640、发光层650和电子传输层660包括图1的有机层50。这些组件将进行更详细地描述。
底部电极层设置在基材610之上，并且通常大多数配置为阳极，例如阳极620。但是，本发明的实践不局限于这种构造，并且可以代之以具有阴极作为底部电极层。为了本论述的目的，底部电极层设想为阳极。对于顶部发射器件，阳极620可以对于所考虑的发射是透明的、反射的或不透明的。可用于本发明的常用透明阳极材料为氧化铟锡和氧化锡，但是其它金属氧化物可以起作用，包括但不限于铝或铟掺杂的氧化锌、氧化镁铟和氧化镍钨。除这些氧化物之外，金属氮化物，例如氮化镓，金属硒化物，例如硒化锌以及金属硫化物，例如硫化锌可以用作阳极材料。阳极材料可以包括导电金属，例如金、银、铝、铟、钼、钯、铂或其合金。可透射的或其它方式的优选阳极材料具有4.1eV或更大的逸出功。所需阳极材料可以通过任何合适方法，例如蒸发、溅射、化学汽相沉积或电化学手段沉积。阳极材料可以使用公知的光刻工艺形成图案。
虽然并非总是需要，经常有用的是在有机发光显示器中的阳极620之上形成空穴注入层630。空穴注入材料可以用来改善连续有机层的薄膜形成性能并促进空穴注入空穴传输层。用于空穴注入层630的适合材料包括但不限于如美国专利4,720,432中所述的卟啉化合物，如美国专利6,208,075中所述的等离子体沉积氟烃聚合物，以及无机氧化物，包括氧化钒(VOx)、氧化钼(MoOx)、氧化镍(NiOx)等。据报道可用于有机EL器件的可选空穴注入材料记载于EP 0 891 121A1和EP 1 029 909 A1中。
虽然并非总是需要，但经常有用的是在阳极620之上形成和设置空穴传输层640。所需空穴传输材料可以通过任何合适方法，例如蒸发、溅射、化学汽相沉积、电化学手段、热转移或激光热转移由给体材料沉积。可用于空穴传输层640的空穴传输材料是公知的，包括诸如芳族叔胺的化合物，其中后者被认为是含有至少一个仅连接于碳原子的三价氮原子的化合物，所述碳原子的至少一个是芳环组成部分。以一种形式，芳族叔胺可以为芳基胺，例如单芳基胺、二芳基胺、三芳基胺或聚合芳基胺。示例性单体三芳基胺由Klupfel等人在美国专利3,180,730中说明。用一个或多个乙烯基基团取代的和/或包括至少一个含活泼氢基团的其它适合的三芳基胺由Brantley等人在美国专利3,567,450和3,658,520中公开。
更优选的芳族叔胺类别为如美国专利4,720,432和5,061,569中所述包括至少两个芳族叔胺部分的那些。这种化合物包括由结构式A表示的那些。
其中Q1和Q2独立地选自芳族叔胺部分；和G为连接基团，例如亚芳基、亚环烷基或具有碳-碳键的亚烷基。
在一个实施方案中，Q1或Q2的至少一个含有多环稠环结构，例如萘。当G为芳基时，其有利地为亚苯基、亚联苯基或萘。
满足结构式A并含有两个三芳基胺部分的可用三芳基胺类别由结构式B表示。
其中R1和R2各自独立地表示氢原子、芳基或烷基，或者R1和R2一起表示构成环烷基的原子；和R3和R4各自独立地表示芳基，其又被二芳基取代的氨基取代，如由结构式C表示的。
其中R5和R6独立地选自芳基。在一个实施方案中，Rs或R6的至少一个含有多环稠环结构，例如萘。
芳族叔胺的另一个类别为四芳基二胺。理想的四芳基二胺包括两个通过亚芳基连接的例如由式C表示的二芳基胺基。可用的四芳基二胺包括由式D表示的那些。
其中每个Are独立地选自亚芳基，例如亚苯基或蒽部分；n为1到4的整数；和Ar、R7、R8和R9独立地选自芳基。
在一个典型实施方案中，Ar、R7、R8和R9的至少一个为多环稠环结构，例如萘。
上述结构式A、B、C、D的各种烷基、亚烷基、芳基和亚芳基部分可以各自又被取代。典型的取代基包括烷基、烷氧基、芳基、芳氧基和卤素，例如氟化物、氯化物和溴化物。各种烷基和亚烷基部分通常含有1到约6个碳原子。环烷基部分可以含有3到约10个碳原子，但通常含有五、六或七个碳原子，例如环戊基、环己基和环庚基环结构。芳基和亚芳基部分通常为苯基和亚苯基部分。
OLED器件中的空穴传输层可以由单一芳族叔胺化合物或芳族叔胺化合物的混合物形成。具体地，可以将三芳基胺，例如满足式B的三芳基胺，与例如由式D表示的四芳基二胺组合使用。当三芳基胺与四芳基二胺组合使用时，后者作为一个插入三芳基胺与电子注入和传输层之间的层设置。说明性的可用芳族叔胺如下1，1-双(4-二-对甲苯基氨基苯基)环己烷1，1-双(4-二-对甲苯基氨基苯基)-4-苯基环己烷N，N，N′，N′-四苯基-4，4-二氨基-1，1′4′，1″:4″，1-四联苯双(4-二甲基氨基-2-甲基苯基)苯基甲烷1，4-双[2-[4-[N，N-二(对甲苯基)氨基]苯基]乙烯基]苯(BDTAPVB)N，N，N′，N′-四-对甲苯基-4，4′-二氨基联苯N，N，N′，N′-四苯基-4，4′-二氨基联苯N，N，N′，N′-四-1-萘基-4，4′-二氨基联苯N，N，N′，N′-四-2-萘基-4，4′-二氨基联苯N-苯基咔唑4，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(NPB)4，4′-双[N-(1-萘基)-N-(2-萘基)氨基]联苯(TNB)4，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]对三联苯4，4′-双[N-(2-萘基)-N-苯基氨基]联苯4，4′-双[N-(3-苊基)-N-苯基氨基]联苯1，5-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]萘4，4′-双[N-(9-蒽基)-N-苯基氨基]联苯4，4′-双[N-(1-蒽基)-N-苯基氨基]对三联苯4，4′-双[N-(2-菲基)-N-苯基氨基]联苯4，4′-双[N-(8-荧蒽)-N-苯基氨基]联苯4，4′-双[N-(2-芘基)-N-苯基氨基]联苯4，4′-双[N-(2-并四苯)-N-苯基氨基]联苯4，4′-双[N-(2-苝基)-N-苯基氨基]联苯4，4′-双[N-(1-蔻基)-N-苯基氨基]联苯
2，6-双(二-对甲苯基氨基)萘2，6-双[二-(1-萘基)氨基]萘2，6-双[N-(1-萘基)-N-(2-萘基)氨基]萘N，N，N′，N ′-四(2-萘基)-4，4″-二氨基-对三联苯4，4′-双{N-苯基-正[4-(1-萘基)苯基]氨基}联苯2，6-双[N，N-二(2-萘基)氨基]芴4，4′，4″-三[(3-甲基苯基)苯基氨基]三苯胺(MTDATA)4，4′-双[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]联苯(TPD)可用空穴传输材料的另一个类别包括多环芳族化合物，如EP 1009 041所述。EP 0 891 121 A1和EP 1 029 909 A1中所述的一些空穴注入材料也可以形成可用的空穴传输材料。另外，可以使用聚合物空穴传输材料，例如聚(N-乙烯基咔唑)(PVK)、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺，以及共聚物，例如聚(3，4-亚乙基二氧基噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸酯)，也称为PEDOT/PSS。
发光层650响应空穴电子重组产生光线。发光层通常设置在OLED显示器中的空穴传输层640之上。所需有机发光材料可以通过任何合适方法，例如蒸发、溅射、化学汽相沉积、电化学手段或辐射热转移由给体材料沉积。可用的有机发光材料是公知的。例如美国专利4,769,292和5,935,721中更全面的描述，有机EL元件的发光层包括发光或荧光材料，其中作为该区域中电子-空穴对重组的结果，产生电致发光。发光层可以由单一材料组成，但更通常包括由客晶化合物或掺杂剂掺杂的主体，其中发光基本上来自该掺杂剂。主体可以包括单一主体材料或主体材料的混合物。选择掺杂剂以产生具有特定光谱的彩色光线。发光层650中的主体材料可以为如下定义的电子传输材料、如上定义的空穴传输材料或者支撑空穴-电子重组的其它材料。掺杂剂通常选自高荧光染料，但也可使用发磷光化合物，例如WO 98/55561、WO 00/18851、WO 00/57676和WO00/70655中所述的过渡金属络合物。掺杂剂通常以0.01到10wt％涂布在主体材料中。
主体和发射材料可以为小的非聚合分子或者聚合材料，包括聚芴和聚乙烯基亚芳基(例如聚(对亚苯基亚乙烯基)，PPV)。在聚合物情况下，小分子发射材料可以以分子分散进入聚合物主体，或者发射材料可以通过使较小成分共聚合加入到主体聚合物中。
选择发射材料的一个重要关系是带隙电势的比较，其定义为分子的最高已占分子轨道和最低未占分子轨道之间的能量差。对于从主体到发射材料的有效能量转移，一个必要条件是掺杂剂的带隙小于主体材料的带隙。对于发磷光发射体(包括从三重激发态发射的材料，即所谓的“三重发射体”)，同样重要的是主体的三重能级足够高，能够进行从主体到发射材料的能量转移。
已知可用的主体和发射分子包括但不限于美国专利4,768,292；5,141,671；5,150,006；5,151,629；5,294,870；5,405,709；5,484,922；5,593,788；5,645,948；5,683,823；5,755,999；5,928,802；5,935,720；5,935,721和6,020,078中公开的那些。
8-羟基喹啉和类似衍生物的金属络合物(式E)构成一类能够支撑电致发光的可用主体材料，并且特别适用于发射波长大于500nm的光线，例如绿色、黄色、橙色和红色。
其中M表示金属；n为1到3的整数；和Z在每种情况下独立表示形成一个具有至少两个稠合芳环的核子的原子。
从上文中很明显该金属可以为一价、二价或三价金属。金属可以例如为碱金属，例如锂、钠或钾；碱土金属，例如镁或钙；或者稀土金属，例如硼或铝。可以使用已知将是可用的螯合金属的通常任何一价、二价或三价金属。
Z形成一个含有至少两个稠合芳环的杂环核，该芳环的至少一个为吡咯环或吖嗪环。如果需要，另外的环，包括脂肪族和芳环，可以与两个所需环稠合。为避免没有提高功能却使分子体积增加，环原子的数目通常保持在18或更少。
说明性的可用螯合8-羟基喹啉化合物如下
CO-1三喔星铝[别名，三(8-喹啉醇合)铝(III)]CO-2双喔星镁[别名，双(8-喹啉醇合)镁(II)]CO-3双[苯并{f}-8-喹啉醇合]锌(II)CO-4双(2-甲基-8-喹啉醇合)铝(III)-μ-氧代-双(2-甲基-8-喹啉醇合)铝(III)CO-5三喔星铟[别名，三(8-喹啉醇合)铟]CO-6三(5-甲基喔星)铝[别名，三(5-甲基-8-喹啉醇合)铝(III)]CO-7喔星锂[别名，(8-喹啉醇合)锂(I)]CO-8喔星镓[别名，三(8-喹啉醇合)镓(III)]；和CO-9喔星锆[别名，四(8-喹啉醇合)锆(IV)]。
本发明的一个或多个发光层中的主体材料可以为在9和10位具有烃或取代烃取代基的蒽衍生物。例如，9，10-二-(2-萘基)蒽的衍生物(式F)构成一类能够支持电致发光的可用主体材料，并且特别适用于发射波长大于400nm的光线，例如蓝色、绿色、黄色、橙色或红色。

其中R1、R2、R3、R4、R5和R6表示每个环上的一个或多个取代基，其中每个取代基分别选自以下基团组1氢或1到24个碳原子的烷基；组25到20个碳原子的芳基或取代芳基；组3形成蒽基、芘基或苝基的稠合芳环所需的4到24个碳原子；组4形成呋喃基、噻吩基、吡啶基、喹啉基或其它杂环体系的稠合杂芳族环所需的具有5到24个碳原子的杂芳基或取代杂芳基；组51到24个碳原子的烷氧基氨基、烷基氨基或芳基氨基；组6氟、氯、溴或氰基。
式(I)的单蒽衍生物也是一种可用的能够支持电致发光的主体材料，并且特别适用于发射波长大于400nm的光线，例如蓝色、绿色、黄色、橙色或红色。式(I)的蒽衍生物记载于2003年10月24日由LeliaCosimbescu等人提交的题为“Electroluminescent Device WithAnthracene Derivative Host”的普通转让美国专利申请序列号10/693,121中，在此将其公开引入作为参考， 其中R1-R8为H；以及R9为不含具有脂肪族碳环单元的稠环的萘基；条件是R9和R10不同，并且不是胺和含硫化合物。适当地，R9为具有一个或多个其它稠环的取代萘基，使得其形成稠合的芳环体系，包括菲基、芘基、荧蒽、苝基，或由一个或多个取代基取代，该取代基包括氟、氰基、羟基、烷基、烷氧基、芳氧基、芳基、杂环氧基、羧基、三甲基甲硅烷基，或者为两个稠环的未取代萘基。方便地，R9为2-萘基，或在对位取代或未取代的1-萘基；和R10为不含具有脂肪族碳环单元的稠环的联苯基。合适的R10为取代联苯基，使得其形成稠合芳环体系，包括但不限于萘基、菲基、苝基，或由一个或多个取代基取代，该取代基包括氟、氰基、羟基、烷基、烷氧基、芳氧基、芳基、杂环氧基、羧基、三甲基甲硅烷基，或者为未取代的联苯基。方便地，R10为4-联苯、未取代的3-联苯或由另一种没有稠环的苯基环取代形成三联苯环体系的3-联苯，或2-联苯。特别有用的为9-(2-萘基)-10-(4-联苯)蒽。
蒽衍生物的另一种可用类别由通式(II)表示A1--L--A2 (II)其中A1和A2各自表示取代或未取代的单苯基蒽基，或者取代或未取代的二苯基蒽基，并且可以彼此相同或不同，以及L表示单键或二价连接基团。
蒽衍生物的另一种可用类别由通式(III)表示A3--An-A4 (III)其中An表示取代或未取代的二价蒽残基，A3和A4各自表示具有6个或更多碳原子的取代或未取代的一价缩合芳环基，或者取代或未取代的未缩合环芳基，并且可以彼此相同或不同。可用的用于发光层的蒽材料的特殊实例包括
吲哚衍生物(式G)构成另一类能够支持电致发光的可用主体材料，并且特别适用于发射波长大于400nm的光线，例如蓝色、绿色、黄色、橙色或红色。
其中n为3到8的整数；Z为O、NR或S；R′为氢；1到24个碳原子的烷基，例如丙基、叔丁基、庚基等；5到20个碳原子的芳基或杂原子取代芳基，例如苯基、萘基、呋喃基、噻吩基、吡啶基、喹啉基和其它杂环体系；或卤素，例如氯、氟；或完成稠合芳环所需的原子；以及L为连接单元，包括烷基、芳基、取代烷基或取代芳基，其将多个吲哚共轭或非共轭连接在一起。
可用的吲哚的一个实例为2，2′，2″-(1，3，5-亚苯基)三[1-苯基-1H-苯并咪唑]。
某些如上所述的空穴传输材料，例如4，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯和4，4′-双[N-(2-萘基)-N-苯基氨基]联苯也可以用作本发明的一个或多个发光层的主体。
应选择对于发磷光发射体(包括从三重激发态发射的材料，即所谓的“三重发射体”)适合的主体材料，使得三重激发子可以有效地从主体材料传输到发磷光材料。对于要进行的这种传输，高度理想的条件是发磷光材料的激发态能量低于主体的最低三重态和基态之间能量的差值。但是，不应选择主体的带隙大到引起OLED的驱动电压不可接受的升高。适合的主体材料记载于WO 00/70655 A2；WO01/39234 A2；WO 01/93642 A1；WO 02/074015 A2；WO 02/15645 A1和US 2002/0117662中。适合的主体包括某些芳基胺、三唑、吲哚和咔唑化合物。理想的主体的实例为4，4′-N，N′-二咔唑-联苯(CBP)、2，2′-二甲基-4，4′-(N，N′-二咔唑)联苯、m-(N，N′-二咔唑)苯和聚(N-乙烯基咔唑)，包括它们的衍生物。
理想的主体材料可以形成连续膜。发光层可以含有多于一种主体材料，以便改善器件的薄膜结构、电气性质、发光效率和寿命。发光层可以含有具有良好空穴传输性能的第一主体材料，和具有良好电子传输性能的第二主体材料。
OLED显示器的理想荧光掺杂剂通常包括苝或苝衍生物、蒽衍生物、并四苯、氧杂蒽、红荧烯、香豆素、若丹明、喹吖啶酮、二氰基亚甲基吡喃化合物、噻喃化合物、聚次甲基化合物、吡喃和噻喃化合物、二苯乙烯基苯或二苯乙烯基联苯衍生物、二(吖嗪)甲烷硼络合物和喹诺酮化合物。掺杂剂的说明性实例包括但不限于以下




其它有机发射材料可以为聚合物，例如聚亚苯基亚乙烯基衍生物、二烷氧基-聚亚苯基亚乙烯基、聚对亚苯基衍生物和聚芴衍生物，例如由WoIk等人在普通转让美国专利6,194,119 B1和其中列举的参考文献中教导的。
可用于本发明发光层的可用发磷光材料的实例包括但不限于WO 00/57676、WO 00/70655、WO 01/41512 A1、WO 02/15645 A1、US 2003/0017361 A1、WO 01/93642 A1、WO 01/39234 A2、US6,458,475 B1、WO 02/071813 A1、US 6,573,651 B2、US 2002/0197511A1、WO 02/074015 A2、US 6,451,455 B1、US 2003/0072964 A1、US2003/0068528 A1、US 6,413,656 B1、US 6,515,298 B2、US 6,451,415B1、US 6,097,147、US 2003/0124381 A1、US 2003/0059646 A1、US2003/0054198 A1、EP 1 239 526 A2、EP 1 238 981 A2、EP 1 244 155A2、US 2002/0100906 A1、US 2003/0068526 A1、US 2003/0068535A1、JP 2003/073387A、JP 2003/073388A、US 2003/0141809 A1、US2003/0040627 A1、JP 2003/059667A、JP 2003/073665A和US2002/0121638 A1中所述那些材料。
例如发射绿光的fac-三(2-苯基吡啶合-N，C2′)铱(III)和二(2-苯基吡啶并-N，C2′)铱(III)(乙酰丙酮酸盐)的IrL3和IrL2L′的环金属化Ir(III)络合物的发射波长可以通过替换电子给体或者分离环金属化配体L上适当位置的基团加以改变，或者通过选择环金属化配体L的不同杂环加以改变。发射波长也可以通过选择辅助的配体L′加以改变。红光发射体的实例为二(2-(2′-苯并噻吩基)吡啶基-N，C3′)铱(III)(乙酰丙酮酸盐)和三(1-苯基异喹啉醇合-N，C)铱(III)。发射蓝光实例为(吡啶甲酸)二(2-(4，6-二氟苯基)-吡啶基-N，C2′)铱(III)。
已经报告红色电致磷光，使用二(2-(2′-苯并[4，5-a]噻吩基)吡啶基-N，C3)铟(乙酰丙酮酸盐)[Btp2Ir(acac)]作为发磷光材料(Adachi，C，Lamansky，S.，Baldo，M.A.，Kwong，R.C，Thompson，M.E.，和Forrest，S.R.，App.Phys.Lett.，78，1622-1624(2001))。
其它可用发磷光材料的实例包括例如Tb3+和Eu3+的三价镧系元素的配位化合物(J.Kido等人，Appl.Phys.Lett.，65，2124(1994))。
除适合的主体之外，使用发磷光材料的OLED器件经常需要至少一个激发子或空穴阻挡层，以帮助将激发子或电子-空穴重组中心限制到包括主体和发磷光材料的发光层。在一个实施方案中，这种阻挡层将设置在发射磷光层和阴极之间，并与发射磷光层接触。在这种情况下，阻挡层的电离电位将使得空穴从主体迁移进入电子传输层(或金属掺杂的有机层)存在能垒，同时电子亲合性将使得电子更容易从电子传输层(或掺杂的有机层)进入包括主体和发磷光材料的发光层。进一步希望但并不完全需要的是阻挡材料的三重态能量大于发磷光材料的三重态能量。适合的空穴阻挡材料记载于WO00/70655 A2和WO 01/93642 A1中。可用材料的两个实例为浴铜灵(BCP)和二(2-甲基-8-喹啉醇合)(4-苯基酚)铝(III)(BAlQ)。不同于Balq的金属络合物也已知用来阻挡空穴和激发子，如US 2003/0068528中所述。US 2003/0175553 A1记载在电子/激发子阻挡层中使用fac-三(1-苯基吡唑化(phenylpyrazolato)-N，C2)铱(III)(Irppz)。
虽然并非总是需要，经常有用的是OLED器件600包括设置在发光层650之上的电子传输层660。所需电子传输材料可以通过任何合适方法，例如蒸发、溅射、化学汽相沉积、电化学手段、热转移或激光热转移由给体材料沉积。用于电子传输层660的优选电子传输材料为金属螯合的8-羟基喹啉化合物，包括喔星本身(通常也称为8-喹啉醇或8-羟基喹啉)的螯合物。这种化合物帮助注入和传输电子，显示高水平性能并且容易以薄膜形式制造。预期的8-羟基喹啉化合物的示例为满足先前所述式E的那些化合物。
其它电子传输材料包括如US 4,356,429中公开的各种丁二烯衍生物和如US 4,539,507中所述的各种杂环光学增亮剂。满足式G的吲哚也可用作电子传输材料。整体表示为BAIq的有关材料也可以用作电子传输材料。Bryan等人在US 5,141,671中讨论了此类材料。BAlq化合物为混合的配体铝螯合物，具体为二(Rs-8-喹啉醇合)(phenolato)铝(III)螯合物，其中Rs为8-喹啉醇合环状核的环取代基。这些化合物由式(RsQ)2AlOL表示，其中Q表示取代的8-喹啉醇合配体，Rs表示8-喹啉醇合环取代基，空间阻挡多于两个取代的8-喹啉醇合配体连接到铝离子，OL为酚配体，O为氧，以及L为6到24个碳原子的苯基或烃取代苯基。如本领域已知的，这些材料也制成良好的空穴或激发子阻挡层用于三重态发射材料。
其它电子传输材料可以为聚合物，例如聚亚苯基亚乙烯基衍生物、聚对亚苯基衍生物、聚芴衍生物、聚噻吩、聚乙炔，以及其它导电聚合物有机材料，例如导电分子和聚合物手册(Handbook ofConductive Molecules and Polymers)，1-4卷，H.S.Nalwa主编，JohnWiley and Sons，Chichester(1997年)中所列的那些。
应理解作为本领域中常用的，一些层可以具有多于一种功能。例如，发光层650可以根据OLED器件性能的需要具有空穴传输性能或电子传输性能。空穴传输层640或电子传输层660或两者也可以具有发射性能。在这种情况下，比如上所述更少的层可以足以满足所需发射性能，只要三个层具有如在此所述的发光特性。
上述有机EL介质材料通过汽相方法由给体元件适当沉积，所述汽相方法包括升华、溅射、化学汽相沉积和热转移。有机EL介质材料可以另外由流体，例如由溶剂，使用任选粘合剂沉积，以改善薄膜形成。由流体沉积可以通过许多途径完成，包括但不限于喷墨、旋涂、幕涂、喷涂和电化学沉积。如果材料为聚合物，溶剂沉积通常是优选的，但是可以使用其它方法，包括由给体片材溅射、电化学沉积、电泳沉积或热转移。要通过升华沉积的材料可以由升华经常包括钽材料的“蒸发皿”蒸发，如US 6,237,529中所述，或者可以首先涂布在给体片材上，然后非常接近于基材进行升华。具有材料混合物的各层可以应用独立的升华蒸发皿，或者各材料可以由单个蒸发皿或给体片材预混和涂布。
虽然未示出，在阴极和电子传输层之间也可以存在电子注入层。电子注入材料的实例包括碱或碱土金属、碱金属卤化物盐，例如上述LiF，或者碱或碱土金属掺杂的有机层。
顶部电极层与底部电极层隔开。如果不使用电子传输层，顶部电极层最通常设置为阴极670并在电子传输层660或发光层650之上形成。在顶部发射器件中，顶部电极层必须是透明或半透明的顶部电极层。对于这种应用，金属必须薄，或者人们必须使用透明的导电氧化物，或这些材料的组合。光学透明的阴极已经在US 5,776,623中更详细地描述。如果仅使用透明的阴极材料，那么需要独立的半透明结构以反射一部分光线。阴极材料可以通过蒸发、溅射或化学汽相沉积进行沉积。必要时，形成图案可以通过许多公知的方法完成，包括但不限于完全掩模沉积、如US 5,276,380和EP 0 732 868所述的整体影像掩模、激光烧蚀和选择性化学汽相沉积。
阴极670可以属于有源矩阵显示器，且在那种情况下是对于整个显示器是单电极。另外，阴极670可以属于无源矩阵显示器，其中每个阴极670可以触发一行像素，并且阴极670与阳极620正交排列。
阴极材料可以通过蒸发、溅射或化学汽相沉积进行沉积。必要时，形成图案可以通过许多公知的方法完成，包括但不限于透掩模沉积、如US 5,276,380和EP 0 732 868所述的整体网板、激光烧蚀和选择性化学汽相沉积。
现在参看图9a，示出了本发明可以应用的多层OLED元件700。两个或多个顶部发射EL元件，例如EL元件130a-d在基材705的顶部表面之上形成。EL元件130a-d为顶部发射，也即它们产生不透射过基材700的光线。各元件一起制造，但是每个EL元件将形成类似于上述的单个器件，具有分别在基材的顶部和底部表面之上的第一和第二保护外壳，第一和第二室和与每个第二室结合的吸湿材料。每个EL元件也将具有相应第一和第二室之间的连通装置，例如通道190a-d。
图9b为沿着图9a的剖面线710得到的上述多层OLED元件的剖视图。EL元件，例如130c和130d在基材705的顶部表面730之上形成。在形成一个或多个保护外壳之前，可以任选在EL元件之上提供已经描述的(未示出)保护层。第一保护外壳140c和140d在基材705的顶部表面730之上形成。第一保护外壳140c和140d由顶部密封材料165c和165d分别密封，确定第一室150c和150d。如在此所述，吸湿材料180c和180d靠近基材705设置，在基材705的底部表面740之上设置单个第二保护外壳720，并例如由底部密封材料175c和175d密封，确定第二室170c和170d。密封这种多层OLED元件的方法已经由Boroson等人在US 6,470,594和6,544,916中描述。
应理解第一或第二保护外壳可以为单个保护外壳(例如保护外壳720)，或者可以为两个或多个保护外壳(例如保护外壳140c和140d)。通过密封，第一保护外壳将形成两个或多个第一室，第二保护外壳将形成两个或多个第二室。吸湿材料将与每个第二室结合。
在密封第一和第二保护外壳之后，多层OLED元件700可以分割成单个顶部发射OLED器件或顶部发射OLED器件组。每个器件或器件组将具有初始基材705的一部分。Boroson等人已经描述了独立的多层OLED器件。
将在每个EL元件的相应第一和第二室(例如第一室150c和第二室170c)之间提供连通，由此通过吸湿材料(例如吸湿材料180c)吸收第一或第二室中的湿气。连通可以由已经描述的许多方法提供。例如，可以提供类似于图2的通道190的通道。在这种情况下，对于每个EL元件，基材705将包括至少一个通道。另外，基材705或其一部分可以是气态或液态的湿气可渗透的。另外，例如图4中的连接管260的结构可以提供连通。可以如下提供连接管1)在每个EL元件周围密封第一和第二保护外壳，使得在每个元件周围的密封中保留间隙；2)如已经所述的将器件分割成单个单元；3)对于每个独立EL元件，在顶部密封材料和底部密封材料中的间隙中设置连接管；以及4)密封该间隙。
部件清单10 OLED器件20 基材25 光线30 EL元件40 阳极50 有机层60 阴极70 吸湿材料80 玻璃密封盒90 密封剂100 顶部发射OLED器件105 光线110 基材顶部表面120 基材底部表面130 顶部发射EL元件130a顶部发射EL元件130b顶部发射EL元件130c顶部发射EL元件130d顶部发射EL元件140 第一保护外壳140c第一保护外壳140d第一保护外壳150 第一室150c第一室150d第一室160 第二保护外壳165 顶部密封材料165c顶部密封材料
165d顶部密封材料170 第二室170c第二室170d第二室175 底部密封材料175c底部密封材料175d底部密封材料180 吸湿材料180c吸湿材料180d吸湿材料190 通道190a通道190b通道190c通道190d通道195 保护层200 顶部发射OLED器件210 保护材料220 支撑230 支撑240 通道250 顶部发射OLED器件260 连接管300 阻挡310 阻挡320 阻挡330 阻挡340 阻挡350 阻挡360 阻挡370 阻挡380 阻挡
400 阻挡410 阻挡420 阻挡430 阻挡440 阻挡450 阻挡460 阻挡470 阻挡480 阻挡500 阻挡510 阻挡620 阻挡530 阻挡540 阻挡550 阻挡560 阻挡570 阻挡580 阻挡600 OLED器件610 基材620 阳极630 空穴注入层640 空穴传输层650 发光层660 电子传输层670 阴极700 多层OLED元件705 基材710 剖面线720 第二保护层730 基材顶部表面740 基材底部表面
权利要求
1.一种减少顶部发射OLED器件中湿气污染的方法，包括a)提供具有顶部和底部表面的基材；b)在基材的顶部表面之上形成顶部发射EL元件，其中EL元件产生基本上不透射过基材的光线；c)分别在基材的顶部和底部表面之上形成第一和第二保护外壳，并由此分别确定第一和第二室；d)提供吸湿材料与第二室结合；以及e)在第一和第二室之间提供连通，由此第一或第二室中的湿气被吸湿材料吸收。
2.权利要求1的方法，其中通过形成贯穿基材的通道提供第一和第二室之间的连通。
3.权利要求1的方法，其中通过在基材的至少一个边缘的至少一部分周围形成通道提供第一和第二室之间的连通。
4.权利要求1的方法，其中可以折叠的单个保护材料提供第一和第二保护外壳，并还在第一和第二室之间提供连通。
5.权利要求1的方法，其中基材或其一部分可渗透气态或液态形式的湿气，并由此在第一和第二室之间提供连通。
6.权利要求1的方法，其中连接管在第一和第二室之间提供连通。
7.权利要求1的方法，其中吸湿材料选自碱金属；碱土金属；其它湿气反应性金属；碱金属氧化物；碱土金属氧化物；硫酸盐；金属卤化物；高氯酸盐；分子筛；以下类型的有机金属化合物 其中R1、R2和R3选自具有一个或多个碳原子的烷基、芳基、环烷基、杂环基和酰基，且M为三价金属原子；以下类型的有机金属化合物 其中R1、R2、R3、R4和R5各自选自具有一个或多个碳原子的烷基、链烯基、芳基、环烷基、杂环基和酰基，且M为三价金属原子；以下类型的有机金属化合物 其中R1、R2、R3和R4各自选自具有一个或多个碳原子的烷基、链烯基、芳基、环烷基、杂环基和酰基，且M为四价金属原子；和具有小于4.5eV的逸出功并能够在湿气存在下发生氧化的金属或其组合。
8.权利要求7的方法，其中在第二保护外壳上或中提供吸湿材料。
9.权利要求7的方法，其中在基材上提供吸湿材料。
10.权利要求1的方法，进一步包括在基材的顶部表面之上形成第一保护外壳之前，在EL元件上提供保护层。
11.权利要求10的封装的OLED器件，其中在整个密封区域之上提供保护层。
12.权利要求10的封装的OLED器件，其中保护层含有金属氧化物、金属氮化物、金属氮氧化物、金刚石状碳、半导体氧化物、半导体氮化物或半导体氮氧化物。
13.权利要求10的封装的OLED器件，其中保护层含有有机化合物。
14.权利要求12的封装的OLED器件，其中保护层含有氧化铝、二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。
15.权利要求10的封装的OLED器件，其中保护层含有有机材料、无机材料或者有机和无机材料两者的多层。
16.权利要求10的封装的OLED器件，其中保护层由热物理汽相沉积、溅射沉积、电子束沉积、化学汽相沉积、等离子体增强化学汽相沉积、激光诱导化学汽相沉积、原子层沉积、旋涂、丝网印刷或分散提供。
17.权利要求1的方法，其中基材包括刚性或柔性基材玻璃、塑料、金属、陶瓷、半导体、金属氧化物、金属氮化物、金属硫化物、半导体氧化物、半导体氮化物、半导体硫化物、碳或其组合。
18.权利要求1的方法，其中保护外壳包括刚性或柔性保护外壳玻璃、塑料、金属、陶瓷、半导体、金属氧化物、金属氮化物、金属硫化物、半导体氧化物、半导体氮化物、半导体硫化物、碳或其组合。
19.权利要求1的方法，其中第一保护外壳包括一个或多个另外的光学活性层。
20.权利要求19的方法，其中一个或多个光学活性层包括滤色片阵列。
21.权利要求19的方法，其中一个或多个光学活性层包括变色模块。
22.权利要求19的方法，其中一个或多个光学活性层包括抗反射层。
23.权利要求19的方法，其中一个或多个光学活性层包括偏振层。
24.权利要求19的方法，其中一个或多个光学活性层包括光引出层。
25.权利要求1的方法，其中保护外壳和基材之间的密封材料或其它封闭材料确定一部分室。
26.权利要求25的方法，其中密封材料是有机的或有机和无机的组合。
27.权利要求26的方法，其中有机密封材料选自环氧化物、聚氨酯、丙烯酸酯、硅氧烷、聚酰胺、聚烯烃和聚酯或其组合。
28.权利要求25的方法，其中密封材料选自玻璃、陶瓷、金属、半导体、金属氧化物、半导体氧化物和金属焊料或其组合。
29.权利要求25的方法，其中密封材料粘结在保护外壳和基材之间，并且其中粘结步骤通过挤压、熔融和冷却、反应固化或其组合完成。
30.权利要求29的方法，其中反应包括由加热、辐射、混合两种或多种组分、暴露于环境湿气、除去环境氧气或其组合产生的反应。
31.权利要求29的方法，其中第一或第二保护外壳或两者包括排气孔，该排气孔在粘结步骤之后用排气孔密封材料加以密封。
32.权利要求29的方法，其中设置密封材料以在基材和一个或两个保护外壳之间保留一个或多个间隙，使得过量气体通过间隙排出，并且其中该间隙在粘结步骤之后被密封。
33.权利要求29的方法，其中设置密封材料以在基材和一个或两个保护外壳之间保留一个或多个间隙，使得过量气体通过间隙排出，直到该间隙由于密封材料铺展而被填充。
34.权利要求29的方法，其中在粘结步骤期间，环境压力升高到高于基材、保护外壳和密封材料周围的初压，使基材、保护外壳和密封材料之间确定的空间内的压差相对于升高的环境压力减少，由此防止密封材料变形。
35.一种减少顶部发射OLED器件中湿气污染的方法，包括a)提供具有顶部和底部表面的基材；b)在基材的顶部表面之上形成两个或多个顶部发射EL元件，其中每个EL元件产生基本上不透射过基材的光线；c)分别在基材的顶部和底部表面之上形成一个或多个第一保护外壳和一个或多个第二保护外壳，并由此分别确定两个或多个第一室和两个或多个第二室；d)提供吸湿材料与每个第二室结合；以及e)在每个EL元件的相应第一和第二室之间提供连通，由此第一或第二室中的湿气被吸湿材料吸收。
36.权利要求35的方法，其中在顶部基材表面之上形成单个第一保护外壳。
37.权利要求35的方法，其中在顶部基材表面之上形成两个或多个第一保护外壳。
38.权利要求35的方法，其中在底部基材表面之上形成单个第二保护外壳。
39.权利要求35的方法，其中在底部基材表面之上形成两个或多个第二保护外壳。
40.权利要求35的方法，进一步包括将顶部发射OLED器件分割成具有一部分初始基材的单个器件或器件组的步骤。
41.权利要求35的方法，其中通过形成贯穿基材的通道提供第一和第二室之间的连通。
42.权利要求35的方法，其中通过在基材的至少一个边缘的至少一部分周围形成通道提供第一和第二室之间的连通。
43.权利要求35的方法，其中基材可渗透气态或液态形式的湿气，并由此在第一和第二室之间提供连通。
44.权利要求35的方法，其中连接管在第一和第二室之间提供连通。
45.权利要求35的方法，其中吸湿材料选自碱金属；碱土金属；其它湿气反应性金属；碱金属氧化物；碱土金属氧化物；硫酸盐；金属卤化物；高氯酸盐；分子筛；以下类型的有机金属化合物 其中R1、R2和R3选自具有一个或多个碳原子的烷基、芳基、环烷基、杂环基和酰基，且M为三价金属原子；以下类型的有机金属化合物 其中R1、R2、R3、R4和R5各自选自具有一个或多个碳原子的烷基、链烯基、芳基、环烷基、杂环基和酰基，且M为三价金属原子；以下类型的有机金属化合物 其中R1、R2、R3和R4各自选自具有一个或多个碳原子的烷基、链烯基、芳基、环烷基、杂环基和酰基，且M为四价金属原子；和具有小于4.5eV的选出功并能够在湿气存在下发生氧化的金属或其组合。
46.权利要求45的方法，其中在第二保护外壳上或中提供吸湿材料。
47.权利要求45的方法，其中在基材上提供吸湿材料。
48.权利要求35的方法，进一步包括在基材的顶部表面之上形成第一保护外壳之前，在EL元件上提供保护层。
49.权利要求48的封装的OLED器件，其中在整个密封区域之上提供保护层。
50.权利要求48的封装的OLED器件，其中保护层含有金属氧化物、金属氮化物、金属氮氧化物、金刚石状碳、半导体氧化物、半导体氮化物或半导体氮氧化物。
51.权利要求48的封装的OLED器件，其中保护层含有有机化合物。
52.权利要求50的封装的OLED器件，其中保护层为氧化铝、二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。
53.权利要求48的封装的OLED器件，其中保护层含有有机材料、无机材料或者有机和无机材料两者的多层。
54.权利要求48的封装的OLED器件，其中保护层由热物理汽相沉积、溅射沉积、电子束沉积、化学汽相沉积、等离子体增强化学汽相沉积、激光诱导化学汽相沉积、原子层沉积、旋涂、丝网印刷或分散提供。
55.权利要求35的方法，其中基材包括刚性或柔性基材玻璃、塑料、金属、陶瓷、半导体、金属氧化物、金属氮化物、金属硫化物、半导体氧化物、半导体氮化物、半导体硫化物、碳或其组合。
56.权利要求35的方法，其中保护外壳包括刚性或柔性保护外壳玻璃、塑料、金属、陶瓷、半导体、金属氧化物、金属氮化物、金属硫化物、半导体氧化物、半导体氮化物、半导体硫化物、碳或其组合。
57.权利要求35的方法，其中第一保护外壳包括一个或多个另外的光学活性层。
58.权利要求57的方法，其中一个或多个光学活性层包括滤色片阵列。
59.权利要求57的方法，其中一个或多个光学活性层包括变色模块。
60.权利要求57的方法，其中一个或多个光学活性层包括抗反射层。
61.权利要求57的方法，其中一个或多个光学活性层包括偏振层。
62.权利要求57的方法，其中一个或多个光学活性层包括光引出层。
63.权利要求35的方法，其中保护外壳和基材之间的密封材料或其它封闭材料确定一部分室。
64.权利要求63的方法，其中密封材料是有机的或有机和无机的组合。
65.权利要求64的方法，其中有机密封材料选自环氧化物、聚氨酯、丙烯酸酯、硅氧烷、聚酰胺、聚烯烃和聚酯或其组合。
66.权利要求63的方法，其中密封材料选自玻璃、陶瓷、金属、半导体、金属氧化物、半导体氧化物和金属焊料或其组合。
67.权利要求63的方法，其中密封材料粘结在保护外壳和基材之间，并且其中粘结步骤通过挤压、熔融和冷却、反应固化或其组合完成。
68.权利要求67的方法，其中反应包括由加热、辐射、混合两种或多种组分、暴露于环境湿气、除去环境氧气或其组合产生的反应。
69.权利要求67的方法，其中第一或第二保护外壳或两者包括排气孔，该排气孔在粘结步骤之后用排气孔密封材料加以密封。
70.权利要求67的方法，其中设置密封材料以在基材和一个或两个保护外壳之间保留一个或多个间隙，并且其中该间隙在粘结步骤之后被密封。
71.权利要求67的方法，其中设置密封材料以在基材和一个或两个保护外壳之间保留一个或多个间隙，使得过量环境气体通过间隙排出，直到该间隙由于密封材料铺展而被填充。
72.权利要求67的方法，其中在粘结步骤期间，环境压力升高到高于基材、保护外壳和密封材料周围的初压，使基材、保护外壳和密封材料之间确定的空间内的压差相对于升高的环境压力减少，由此防止密封材料变形。
全文摘要
一种减少顶部发射OLED器件中湿气污染的方法，包括提供具有顶部(110)和底部(120)表面的基材；在基材的顶部表面之上形成顶部发射EL单元(130)，其中该EL单元产生基本上不透射过基材的光线；分别在基材的顶部和底部表面之上形成第一(140)和第二(160)保护外壳，并由此分别确定第一(150)和第二(170)室；提供吸湿材料(180)与第二室结合；以及在第一和第二室之间提供通道(190)，由此第一或第二室中的湿气被吸湿材料吸收。
文档编号H01L51/52GK101019249SQ200580025478
公开日2007年8月15日 申请日期2005年7月13日 优先权日2004年7月27日
发明者M·L·博罗森 申请人:伊斯曼柯达公司