专利名称：在一层内包括客体材料的电子装置及形成该装置的方法
在一层内包括客体材料的电子装置及形成该装置的方法
背景技术：
发明领域
本发明一般涉及电子装置及形成该装置的工艺，尤其涉及在一层内包括一种 或多种客体材料的电子装置及形成该装置的工艺。
相关技术的描述
包括有机电子装置的电子装置继续更广泛地用于日常生活中。有机电子装置
的示例包括有机发光二极管("OLED")。目前对全色OLED的生产的研究致力于 用于生产彩色像素的高成本效率、高产出的工艺的开发。对于单色显示器的制造， 广泛地采用旋涂工艺。然而，全色显示器的制造一般需要对单色显示器的制造中使 用的过程进行某些修改。例如，为了使显示器具有全色图像，每一个显示像素被分 为三个子像素，每一个子像素发射红、绿和蓝三原色中的一种。这种将全色像素分 为三个子像素导致需要修改当前的工艺，用于在OLED显示器的制造期间在单个 衬底上沉积不同的有机聚合物材料。
在衬底上沉积有机材料层的一种这样的工艺是喷墨印刷。参考
图1，在衬底 100上形成第一电极120(例如，阳极)。此外，为了形成像素和子像素，在衬底IOO 上形成阱结构130以将墨滴限制在衬底IOO上的特定位置处。阱结构130—般为1 至5微米厚并且由电绝缘体制成。电荷输运层140(例如，空穴输运层)和有机活性 层150可通过在第一电极120上顺序地喷墨印刷层140和150中的每一个来形成。
一种或多种客体材料可以与或不与有机活性层150混和。例如，最靠近图1 的左侧的阱结构130的开口内的有机活性层150可包括红色客体材料，图1中间附 近的阱结构130的开口内的有机活性层150可包括绿色客体材料，而最靠近图1 的右侧的阱结构130的开口内的有机活性层150可包括蓝色客体材料。阱结构130 往往减小显示器的孔径比，并且因此需要较高的电流来获得由显示器的用户观看到 的足够的发射亮度。
在一种替换工艺中，电荷输运层140和有机活性层150可在有或没有阱结构的情况下形成。可将具有不同客体材料的墨放置在有机活性层150的区域上。墨可 包括共轭聚合物。在墨被放置在有机活性层150上后，进行扩散步骤以将客体材料 从上覆的聚合物驱入有机活性层150中。在有机活性层150和墨上形成第二电极(未 示出)。
在将该工艺用于由这些工艺形成的有机电子装置时发生很多问题。首先，大 部分客体材料不扩散到有机活性层150中。 一般25%或更少的客体材料从墨扩散 到有机活性层150中。因此，大部分客体材料位于有机活性层150的外部。
第二，利用这种喷墨扩散工艺形成的电子元件具有不良的效率。作为用于比 较的基础，在衬底上形成有机活性层之前可将(与有机活性层150)相同的基质材料 和客体材料混和。基质材料和客体材料的组合可以被旋涂并随后进行处理以形成电
子元件。经旋涂的电子元件被称为对应的常规电子元件，因为有机活性层具有与扩 散的元件相同的基质材料和客体材料。通过墨扩散工艺形成的电子元件具有低于其 对应的常规电子元件的效率。由于效率较低，因此利用墨扩散工艺形成的电子元件 的强度太低以致于不能用于商业上出售的显示器。
第三，墨扩散工艺导致客体材料浓度的非常不均匀的分布，这导致电子装置 的电极之间的高浓度梯度(浓度变化除以距离)。第二电极附近的有机活性层150内 的客体材料浓度一般至少比第一电极120附近的有机活性层150内的客体材料浓度 高至少2个数量级，且一般高几个数量级。高客体材料浓度梯度使得显示器尤其随 着时间的推移几乎不能使用。随着第一电极和第二电极之间的电位差变化，有机活 性层150内的电子和空穴的重组的位置也变化，移向或远离第一电极120(取决于 电位差的相对变化)。当重组更靠近第二电极时，更多的客体材茅斗存在于重组位置 处。当重组更靠近第一电极120时，更少的客体材料存在于重组位置处。
有机活性层150中的这种客体材料浓度梯度导致随着第一和第二电极之间的 电位差的变化从电子元件发射不同的光谱。注意，较高的亮度一般通过增加电流来 实现，而增加电流一般通过增加第一和第二电极之间的电位差来发生。因此，单色 (即，灰度)的亮度控制是困难的，因为发射光谱随着亮度的变化而移动，这两者都 是由第一和第二电极之间的电位差的变化导致的。
随着元件老化，相同亮度所需的电流量一般增加。如果基质材料能够发射蓝 光，则当亮度随时间衰减且电流增加(以试图保持亮度随时间相对恒定)时，红和绿 掺杂的像素的发射可能相对于其初始特性发射变得更蓝。随者元件老化，工作电压 增加以维持恒定亮度。如果基质材料中的客体材料浓度分布曲线不够均匀，则当工作电压增加以补偿亮度衰减时，作为发射层内重组区位置和宽度变化的结果，红和 绿像素的发射光谱可能开始包括蓝色成分。
第四，墨扩散工艺由于对有机活性层150的厚度的敏感性几乎不可能用于制
造。厚度的相对较小的变化可对有机活性层150内的客体材料浓度分布曲线具有大 的影响。对于显示器，由于在制造过程期间有机活性层150的厚度的变化，用户将 观察到显示器与显示器之间的变化，甚至是单个显示器的阵列内的变化。
一种不同的常规工艺采用气相或固相扩散工艺。这两种工艺都遭受上述的类 似问题。如果扩散足够长以使客体材料的浓度在层的厚度上更均匀(即，减小电极 之间的浓度梯度)，则横向扩散将太大并且可导致低分辨率，因为像素将需要变大。 或者，如果横向扩散可被保持在用于高分辨率的可接受水平，则贯穿整个有机层的 厚度的客体材料浓度梯度可能大得不可接受。在某些情况中，这两个问题都可能发 生(S卩，不可接受的大的横向扩散同时电子装置的电极之间具有十分严重的浓度梯 度)。
发明概述
一种用于形成电子装置的工艺包括在衬底上形成第一层并在第一层的第一部 分上放置第一液体组合物。第一液体组合物至少包括第一客体材料和第一液体介 质。第一液体组合物与第一层接触并且大量的第一客体材料与第一层混和。
一种电子装置包括衬底和覆盖在衬底上的连续的第一层。该连续层包括电子 元件位于其中的第一部分和没有电子元件位于其中的第二部分。第一部分至少为 30nm厚并且包括第一客体材料，而第二部分不大于40nm厚。
以上一般描述和以下详细的描述仅是示例性和说明性的，并不是对如所附权 利要求书限定的本发明的限制。
附图简述
本发明在附图中作为示例而不是限制示出。
图1包括衬底的一部分、第一电极、阱结构、电荷输运层和位于阱结构中的 开口之间的有机活性层的横截面图的说明(现有技术)。
图2包括衬底的一部分的横截面图的说明，包括第一电极和有机层的一部分。 图3包括在客体材料沉积到有机层上时图2的衬底的横截面图的说明。 图4包括在客体材料与有机层混和后图3的衬底的横截面图的说明。图5包括在形成基本完成的电子装置后图4的衬底的横截面图的说明。 图6包括在客体材料被添加到包括部分交联的层的有机层时衬底的一部分的 横截面图的说明。
图7包括在客体材料与有机层混和后图6的衬底的横截面图的说明。 图8包括衬底的一部分、第一电极、阱结构、电荷输运层以及位于阱结构的 开口内的液体组合物的横截面图的说明。
图9包括在位于阱结构的开口内的区域内添加有机层后图8的横截面图的说明。
图10包括衬底的一部分、具有滤光器的第一有机层、第一电极、第二有机层 和第二电极的横截面图的说明。
图11至13包括对于改变的辐射强度的颜色坐标的点。
图14示出在CIE 1931色度图上来自图11到13的点。
本领域的技术人员应意识到附图中的元素是为了简单和清楚起见而示出的， 并且不必按比例绘制。例如，附图中某些元素的尺寸相对于其它元素的尺寸可被扩 大以助于改善对本发明实施例的理解。
详细描述
一种用于形成电子装置的工艺包括在衬底上形成第一层并将第一液体组合物 放置在第一层的第一部分上。第一液体组合物至少包括第一客体材料和第一液体介 质。第一液体组合物与第一层接触并且大量的第一客体材料与第一层混和。
在一个实施例中，第一层(l)能够发射在目标波长处或在目标波长光谱内具有 发射最大值的辐射，或者(2)被设计成响应于目标波长处或目标波长光谱内的辐射， 其中目标光谱具有不大于150nm的宽度。第一客体材料(l)能够发射在目标波长处 或在目标波长光谱内具有发射最大值的辐射，或者(2)被设计成响应于目标波长处 或目标波长光谱内的辐射。在一个具体实施例中，第一层和第一客体材料中的每一 个在蓝色光谱内具有发射最大值。
在另一个实施例中，该工艺还包括在形成第一层前在衬底上形成第二层，并 使第二层的至少一部分致密化。第一层在致密化后在第二层上形成。在一个具体实 施例中，第一和第二层具有基本相同的成分。在另一个具体实施例中，第二层基本 防止第一客体材料与衬底混和。在又一个具体实施例中，致密化包括使第二层交联。 在一个更具体的实施例中，该工艺还包括使第一层交联，其中第一层包括第一材料;第二层包括第二材料。对第一层进行交联使得第一材料中的某一些但并非全部被交 联，对第二材料进行交联至少直到基本上全部的第二材料被交联。
在又一个实施例中，该工艺还包括将第二液体组合物放置在第一层的第二部 分上。第二液体组合物至少包括第二客体材料和第二液体介质。第二客体材料不同 于第一客体材料，且第二液体组合物与第一层接触且大量的第二客体材料与第一层
混和。该工艺还包括将第三液体组合物放置在第一层的第三部分上。第三液体组合 物至少包括第三客体材料和第三液体介质，其中第三客体材料不同于第一和第二客 体材料中的每一种。第三液体组合物与第一层接触且大量的第三客体材料与第一层
混和。在一个具体实施例中，所形成的第一层具有不大于40mn的厚度。第一层和 第一客体材料的第一组合具有至少60nm的厚度，第一层和第二客体材料的第二组 合具有至少30nm的厚度，而第一层和第三客体材料的第三组合具有至少60rnn的 厚度。
在一个实施例中，基本上全部的第一客体材料与第一层混和。在另一个实施 例中，将第一液体组合物放置在第一层上是利用精确沉积技术来进行的。在又一个 实施例中，形成第一层包括形成一连续层。在再一个实施例中，第一层是滤光层的 至少一部分。在还有一个实施例中， 一种电子装置通过该工艺形成。在该电子装置 中，第一层内的第一客体材料是辐射发射电子元件或辐射响应电子元件的一部分。
一种电子装置包括衬底和覆盖在衬底上的连续的第一层。该连续层包括电子 元件位于其中的第一部分和没有电子元件位于其中的第二部分。第一部分至少 30nm厚并且包括第一客体材料，而第二部分不大于40nm厚。
在一个实施例中，该连续的第一层包括另外的第一部分，且该电子装置包括 第一电子元件。第一电子元件中的每一个包括第一电极、第二电极和位于第一和第 二电极之间的第一部分中的至少一个。在一个具体实施例中，该连续的第一层包括 第三部分和第四部分。第三部分至少为30nm厚并且包括第二客体材料，且第四部 分至少为30nm厚并且包括第三客体材料。该电子装置包括第二电子元件和第三电 子元件。第二电子元件中的每一个都包括第三电极、第四电极和位于第三和第四电 极之间的第二部分中的至少一个。第三电子元件中的每一个都包括第五电极、第六 电极和位于第五和第六电极之间的第三部分中的至少一个。在一个更具体的实施例 中，第一电子元件是辐射发射电子元件或辐射响应电子元件。
在另一个实施例中，该连续的第一层(l)能够发射在目标波长处或在目标波长 光谱内具有发射最大值的辐射，或者(2)被设计成响应于目标波长处或目标波长光谱内的辐射，其中目标光谱具有不大于150nm的宽度。第一客体材料(l)能够发射 在目标波长处或在目标波长光谱内具有发射最大值的辐射，或者(2)被设计成响应 于目标波长处或目标波长光谱内的辐射。在一个具体实施例中，该连续的第一层和 第一客体材料中的每一个在蓝色光谱内具有发射最大值。
在又一个实施例中，该电子装置还包括位于衬底和连续的第一层之间的第二 层。该连续的第一层包括第一材料，其中第一材料中的某一些但并非全部被交联。 第二层包括第二材料，其中基本上全部的第二材料被交联。在又一个实施例中，该 连续的第一层是滤光层的至少一部分。
本发明的其它特征和优点将从以下详细描述和权利要求书中变得清楚。该详 细描述首先着眼于术语的定义和解释，然后是利用液体组合物的混和、液体组合物、 液体组合物的引入前的制造、液体组合物的引入、其余的制造、替换实施例、电子 装置的电子操作、优点、最后是示例。
1.术语的定义和解释
在着眼于以下描述的各实施例的细节前，定义或解释某些术语。术语"阵列"、 "外围电路"和"远程电路"旨在表示电子装置的不同区域或元件。例如，阵列可 包括有序排列(一般由列和行指定)内的像素、单元或其它结构。阵列内的像素、单 元或其它结构可由位于与阵列相同的电子装置中但在阵列自身以外的外围电路本 地控制。远程电路一般远离外围电路并可将信号发送到阵列或从阵列接收信号(一 般经由外围电路)。远程电路也可执行与阵列无关的功能。远程电路可位于或不位 于具有阵列的衬底上。
术语"蓝光"旨在表示在约400至500mn的范围中的波长处具有发射最大值 的辐射。
术语"缓冲层"或"缓冲材料"旨在表示一种或多种导电或半导材料，并可 在电子装置中具有一种或多种功能，包括下层的平坦化、电荷输运或电荷注入性质、 诸如氧或金属离子之类的一种或多种杂质的清除、或促进或提高电子装置的性能的 另一方面。缓冲材料可以是聚合物、溶液、分散体、悬浮体、乳液、胶状混合物、 另一种组合物或其任意组合。
当涉及层、材料、构件或结构时，术语"电荷阻断"旨在表示这样的层、材 料、构件或结构显著降低电荷与另一层、材料、构件或结构混和的可能性。
当涉及层、材料、构件或结构时，术语"电荷注入"旨在表示这样的层、材料、构件或结构促进电荷迁移到相邻的层、材料、构件或结构中。
当涉及层、材料、构件或结构时，术语"电荷输运"旨在表示这样的层、材
料、构件或结构有助于该电荷以相对较高的电荷效率和较小的损耗通过这样的层、
材料、构件或结构的厚度的迁移。
当涉及层时，术语"连续"旨在表示在层中没有任何间断地覆盖整个衬底或
衬底的一部分(例如，阵列)的层。注意，连续的层可具有局部比另一部分薄的一部
分，并且如果该层中没有间断或间隙仍是连续的。
术语"交联"旨在表示在复杂分子中形成连接两个相邻的原子链的键。 当涉及层、构件或结构时，术语"致密化"旨在表示致使该层、构件或结构
成为更不易与接触或另外曝露于这样的层、构件或结构的一种或多种材料发生相互
作用的状态。致密化可包括退火、交联或其它聚合、固化、钝化(减少悬空键的数
量)或其任意组合。
术语"电子元件"旨在表示执行电或电辐射(例如，电光)功能的电路的最低级 单元。电子元件可包括晶体管、二极管、电阻器、电容器、电感器、半导体激光器、 光开关等。电子元件不包括寄生电阻(例如，引线的电阻)或寄生电容(例如，连接到 不同电子元件的的两个导体之间的电容性耦合，其中导体之间的电容器是不想要的 或是附带的)。
术语"电子装置"旨在表示电路、电子元件或其组合的集合，当它们被正确 连接并被提供适当的电位时可共同执行一种功能。电子装置可包括系统或作为其一 部分。电子装置的示例包括显示器、传感器阵列、计算系统、航空电子系统、汽车、 蜂窝电话或其它消费或工业电子产品。
术语"发射最大值"旨在表示发射的辐射的最高强度。发射最大值具有对应 的波长或波长光谱(例如，红光、绿光、或蓝光)。
当涉及层、材料、构件或结构时，术语"滤光器"旨在表示与辐射发射或辐 射响应层分离的层、材料、构件或结构，其中滤光器用于限制透过这样的层、材料、 构件或结构的辐射的波长。例如，红色滤光层可基本上仅允许可见光谱的红光通过 红色滤光层。因此，红色滤光层过滤掉绿光和蓝光。
术语"绿光"旨在表示在约500至600nm的范围中的波长处具有发射最大值 的辐射。
术语"客体材料"旨在表示在包括基质材料的层内的一种材料，它与不存在 这样的材料的层的电子特性或辐射发射、接收或滤光的波长相比，改变该层的电子特性或辐射发射、接收或滤光的目标波长。
术语"基质材料"旨在表示可向其添加客体材料的通常采用层的形式的材料。 基质材料可具有或不具有发射、接受或过滤辐射的特性或能力。
术语"混和"及其变体旨在被广泛地解释为在不使用外部电场的情况下将一 材料与层、构件、结构或另一种材料混和，并覆盖了搅拌、溶解、扩散、乳化、悬 浮(对于悬浮体)或其组合。该材料可进入该层、构件、结构或其它材料；该层、构 件、结构或其它材料可进入该材料；或其组合。因此，运动的"方向"与混和无关。 混和不需要达到该层、构件、结构或其它材料内的材料的均一或基本均匀的浓度。 混和不包括离子注入。
术语"液体组合物"旨在表示溶解在液体介质中以形成溶液、分散在液体介 质中以形成分散体或悬浮在液体介质中以形成悬浮体或乳液的有机活性材料。
术语"液体介质"旨在表示溶液、分散体、悬浮体或乳液中的液体。不管一 种或多种溶剂是否存在都使用液体介质，因此，液体介质用作该术语的单数或复数 形式(即，液体媒质)。
术语"有机活性层"旨在表示一种或多种有机层，其中有机层中的至少一层 本身或在与不同的材料接触时能够形成整流结。
术语"精确沉积技术"旨在表示一种能够在衬底上沉积不大于约1毫米的厚 度的一种或多种材料的沉积技术。在这样的沉积期间可存在掩模板、框架、阱结构、 图案化层或其它结构。这种技术的非限制性示例包括丝网印刷、喷墨印刷、溶液分 配、针吸、选择性印刷及其组合。
术语"辐射发射元件"旨在表示当被正确偏压时在目标波长或波长光谱处发 射辐射的电子元件。辐射可在可见光谱内或在可见光谱外(此外("UV")或红外 ("IR"))。发光二极管是辐射发射元件的一个示例。
术语"辐射响应元件"旨在表示可感测或响应于目标波长或波长光谱处的辐 射的电子元件。辐射可在可见光谱内或在可见光谱外(UV或IR)。光检测器、IR传 感器、生物传感器以及光电池是辐射响应元件的示例。
术语"整流结"旨在表示半导体层内的结或由半导体层和不同材料之间的界 面形成的结，其中一种类型的电荷载流子沿一个方向与沿相反方向相比更容易流过 该结。pn结是可用作二极管的整流结的一个示例。
术语"红光"旨在表示在约600-700nm范围中的波长处具有发射最大值的辐
射短语"光谱"旨在表示一种以上的波长。光谱可对应于波长的一个或多个范 围。该范围可以是连续的、重叠的、间隔开的或其任意组合。
术语"大量的"旨在表示以质量为基准计占起始量的至少三分之一。例如， 当大量的客体材料位于有机层中时，放置在该有机层上的液流或液滴的体积(客体 材料的起始质量)中的至少三分之一客体材料位于该有机层中。
如本文中所使用的，术语"包括"、"包含"、"含有"、"具有"或其任 意其它变体旨在覆盖非排他性的包括。例如，包括一系列元素的工艺、方法、制品 或设备未必仅限于这些元素，而是可包括这些工艺、方法、制品或设备未明确列出 或固有的其它元素。另外，除非有相反的明确说明，否则"或者"指的是包括性的 或而非排他性的或。例如，以下的任意一项均可满足条件A或B: A为真(或存在)
且B为假(或不存在)，A为假(或不存在)且B为真(或存在)，以及A、 B均为真(或 存在)。
另外，为了清楚起见并给出本文所述的实施例的范围的一般意义，使用"一 个"来描述"一个"所涉及的一个或多个制品。因此，只要使用"一个"，该描述 应被理解为包括一个或至少一个，且除非明显相反有另外的含义，否则单数形式也 包括复数含义。对应于元素周期表内的列的族编号采用"新标记"约定，见2000 年81版的CRC Handbook of Chemistry and Physics (《CRC化学和物理手册》)。
除非另有定义，否则本文中所使用的所有技术和科学术语与本发明所属领域 的普通技术人员之一通常理解的意思相同。尽管本文描述了用于本发明的实施例的 适当方法和材料，或形成或使用它们的方法，但可在不背离本发明的范围的情况下 采用类似于或等价于所述方法和材料的其它方法和材料。本文所提及的所有的出版 物、专利申请、专利和其它参考文献通过引用整体结合于此。在产生矛盾的情况下， 以本说明书(包括定义)为准。另外，这些材料、方法和实施例仅是为了说明，而 非用于限制。
从以下详细描述和权利要求书中，本发明的其它特征和优点将变得显而易见。 就本文未描述的内容而言，关于具体材料、处理动作和电路的很多细节是常
规的，并且可以在有机发光二极管显示器、光检测器、光电学和半导体领域内的教
科书或其它来源中找到。
2.利用液体组合物的混和
可将本说明书所教示的概念应用于电子装置以形成一层或多层，其中大量的一种或多种客体材料至少部分地结合在包含至少一种基质材料的层中。该层可以是
或不是有机层。在一实施例中，大量是至少约为40%，且在另一实施例中，大量 是至少约50%。在又一实施例中，基本上所有的一种或多种客体材料均可和与液 体组合物接触的层混和。在此结合过程中可存在或不存在阱结构。更具体而言，包 含一种或多种客体材料和液体介质的一种或多种液体组合物可以是溶液、分散体、 乳液或悬浮体的形式。
本段包括对有机层和液体组合物之间的一种相互作用的描述。应当注意，有 机层可以是覆盖衬底的层。或者，可以不存在衬底，或者该有机层即是衬底。尽管 本段中的描述为了简化理解起见涉及具有一种客体材料的液体组合物，但是可使用 一种以上的客体材料，且对于分散体、乳液或悬浮体其原则也是类似的。或者，液 体组合物除了包含一种或多种客体材料以外，还可包含同样存在于有机层中的基质 材料。可将液体组合物置于客体材料将与有机层混和的精确区域上。液体组合物的 液体介质能够与有机层形成溶液、分散体、乳液或悬浮体，以将有机层从基本固态 转化为这一溶液、分散体、乳液或悬浮体形式的基本液态。有机层与用于液体组合 物的液体介质具有良好的混溶性。当液体介质将有机层的局部区域转化为基本液态 时，客体材料可与该有机层混和。出乎意料的是，大部分客体材料与有机层混和。 在一实施例中，液体组合物的基本上所有的客体材料都与有机层混和。该客体材料 影响有机层发射的辐射、响应的辐射、透过辐射或其电子特性。
用于形成有机层的基质材料可根据电子装置的应用和对电子装置内的有机层 的使用而变化。有机层的至少一个或多个部分可用作辐射发射有机活性层、辐射响 应有机活性层、滤光层或电子元件中的层(例如电阻器、晶体管、电容器等的至少 一部分)。
3.液体组合物
印刷设备可用于沉积各种不同的材料，包括液体组合物。以下段落仅包括某 一些但并非全部的可使用的材料。在一个实施例中，用于电子装置内的有机或无机 层的一种或多种材料可利用印刷设备来形成。
诸如与本申请同时提交的MacPherson等人的题为"Electronic Devices and Processes For Forming the Same"的代理机构案巻号为UC0456所述的连续印刷设 备非常适用于印刷液体组合物。该印刷设备与常规的喷墨印刷机相比允许使用更宽 范围的工作参数和液体组合物。在一个实施例中， 一个或多个参数可影响液体组合物的流动特性。粘性是可影响流动特性的一个参数。可通过选择液体介质、液体介 质中的固体含量、液体组合物的温度或可能的一个或多个其它因素或其任意组合来
影响粘性。粘性可由温度直接影响(液体介质的粘性随温度的降低而提高或随温度 的升高而降低)或通过改变液体组合物内的液体介质的蒸发率来间接地影响(即，利 用具有较低或较高沸点的液体介质、改变液体组合物的温度、或其组合)。在阅读 本说明书后，本领域的技术人员将意识到他们有很多不同的方法来允许对液体介质 的更广泛的选择、要使用的液体组合物的较大范围的固体浓度或其组合。
液体组合物可以是溶液、分散体、乳液或悬浮体的形式。在以下段落中，给 出了固体材料和液体介质的非限制性示例。固体材料可基于随后形成的层的电子或 电-辐射性质来选择。液体介质可基于本说明书中稍后描述的标准来选择。
当利用印刷设备时，液体组合物可具有大于约2.0重量百分比的固体含量而不
需要担心堵塞。在一个实施例中，固体含量在约2.0至3.0重量百分比的范围中。 此外，印刷设备不需要使用精确形成的液滴。因此，该印刷设备与常规的喷墨印刷 机相比可使用具有较高的粘性或较低的沸点的液体组合物。另外，液体组合物中的 液体介质在印刷前不需要脱气。例如，用于分配水溶液中的导电有机材料的常规喷 墨印刷机需要对水溶液脱气。然而，因为印刷设备允许更多的处理余量，因此不需 要对液体介质的脱气以使印刷设备正确工作。
利用印刷设备印制的有机层可包括有机活性层(例如，辐射发射有机活性层或 辐射响应有机活性层)、滤光层、缓冲层、电荷注入层、电荷输运层、电荷阻断层 或它们的任意组合。有机层可用作电阻器、晶体管、电容器、二极管等的一部分。 对于辐射发射有机活性层，合适的辐射发射材料包括一种或多种小分子材料， 一种或多种聚合材料，或其组合。小分子材料可包括以下专利所述的材料的任一种 或多种，例如美国专利第4,356,429号("Tang");美国专利第4,539,507号("Van Slyke");美国专利申请公开第US2002/0121638号("Grushin");或美国专利第 6,459,199号("Kido")。或者，聚合材料可包括美国专利第5,247,190号("Friend"); 美国专利第5,408,109号("Heeger");或美国专利第5,317,169号("Nakano")所述的材 料中的任何一种或多种。 一种示例性材料是半导体性共轭聚合物。这种聚合物的一 个例子包括聚(对亚苯基亚乙烯基)(PPV)、 PPV共聚物、聚芴、聚亚苯基、聚乙炔、 聚垸基噻吩、聚(n-乙烯基咔唑)(PVK)等。在一具体实施例中，不含任何客体材料 的辐射发射活性层可发射蓝光。对于辐射响应有机活性层，合适的辐射响应材料可包括许多共轭聚合物或电 致发光材料。这些材料包括例如，共轭聚合物或电致和光致发光材料。具体例子包
括聚(2-甲氧基，5-(2-乙基-己氧基)-l，4-亚苯基亚乙烯基)("MEH-PPV")或MEH-PPV 与CN- PPV的复合物。
滤光层的位置可位于有机活性层和电子装置的用户侧之间。滤光层可以是衬底、 电极(例如阳极或阴极)、电荷输运层、电荷注入层、电荷阻断层的一部分；该滤
光层可位于衬底、电极、电荷输运层、电荷注入层、电荷阻断层或其任意组合中的
任意一个或多个之间；或其任意组合。在另一实施例中，滤光层可以是单独制造的 层(制造时不与衬底附连)，然后在制造电子装置内的电子元件之前、期间或之后的 任意时刻附连到衬底。在此实施例中，滤光层可位于衬底和电子装置的用户之间。
当滤光层与衬底分离或是衬底的一部分时，或者当滤光层位于衬底和最接近 衬底的电极之间时，合适的材料包括有机材料，包括聚烯烃(例如，聚乙烯或聚丙 烯)；聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二酸乙二酯)；聚酰亚胺；聚酰胺； 聚丙烯腈或聚甲基丙烯腈；全氟和部分氟代聚合物(例如，聚四氟乙烯或四氟乙烯 与聚苯乙烯的共聚物)；聚碳酸酯；聚氯乙烯；聚氨酯；聚丙烯酸树脂，包括丙烯 酸酯或甲基丙烯酸酯的均聚物或共聚物；环氧树脂；酚醛清漆树脂；或其任何组合。
对于空穴注入层、空穴输运层、电子阻断层或其任意组合，合适的材料包括
聚苯胺("PANI")、聚(3，4-亚乙基二氧噻吩)("PEDOT")、聚吡咯、诸如四硫富瓦烯四 氰基喹啉并二甲烷(tetrathiaflilvalene tetracyanoquinodimethane)(TTF-TCQN)等有机 电荷转移化合物、如Kido中所述的空穴输运材料、或其任何组合。
对于电子注入层、电子输运层空穴阻断层或其任意组合，适当的材料包括金 属螯合oxinoid化合物(例如Alq3或双(2-甲基-8-羟基喹啉合(quinolinato))-4-苯基酚 酸铝("BAlq"));菲咯啉基化合物(例如2,9-二甲基-4,7-二苯基-l，10-菲咯啉("DDPA") 或9,10-二苯基蒽("DPA"));吡咯类化合物(例如2-叔丁基苯基-5-联苯基-l,3,4-噁二 唑("PBD")或3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-l，2，4-三唑("TAZ"); Kido所述 的电子输运材料；二苯基蒽衍生物、二萘基蒽衍生物；4，4-双(2，2-联苯基-亚乙-1-基)-联苯("DPVBI"); 9,10-二-e-萘基蒽；9,10-二 (萘基)蒽；9,10-二 (2-萘基)蒽 ("ADN"); 4,4'-双(咔唑-9-基)联苯("CBP" ) ; 9，10-双[4-(2，2-联苯基乙烯基)-苯基]蒽("BDPVPA");蒽，N-芳基苯并咪唑(诸如"TPBI" ); 1,4-双[2- (9-乙基-3-咔唑基)亚乙烯基]苯；4，4'-双[2- (9-乙基-3-咔唑基)亚乙烯基]-l，l，-联苯；9,10-双[2，2-(9,9-荷基)亚乙烯基]蒽；1,4-双[2,2-(9,9-荷基)亚乙烯基]蒽；4,4，-双[2,2-(9,9-芴基)亚乙烯基]-l，l，-联苯；茈、取代的茈；四叔丁基茈("TBPe");双(3,5-二氟-2-(2-吡啶基)苯基-(2-羧基吡啶基)铱III("F (Ir) Pic");芘、取代的芘；苯乙烯基胺；氟 化亚苯基；oxidazole; 1，8-萘二甲酰亚氨；聚喹啉；PPV内的一个或多个碳纳米管； 或其任意组合。对于诸如电阻器、晶体管、电容器等电子元件，有机层可包含以下 的一种或多种材料噻吩(例如，聚噻吩、聚(垸基噻吩)、烷基噻吩、双(二噻吩基 噻吩)、垸基蒽二噻吩等)、聚乙炔、并五苯、酞菁及其任意组合。
有机染料的例子包括4-二氰亚甲基-2-甲基-6-(p-二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡 喃(DCM)、香豆素、芘、茈、红荧烯、其衍生物及其组合。
有机金属材料的例子包括含有与至少一种金属配位的一个或多个官能团的官 能化聚合物。预期可用的示例性官能团包括羧酸、羧酸盐、磺酸基、磺酸盐、具有 OH部分的基团、胺、亚胺、二亚胺、N-氧化物、膦、氧化膦、e-二羰基及其任 意组合。预期可用的示例性的金属包括镧系金属(例如Eu、 Tb)、第7族金属(例如 Re)、第8族金属(例如Ru、 Os)、第9族金属(例如Rh、 Ir)、第10族金属(例如Pd、 Pt)、第11族金属(例如Au)、第12族金属(例如Zn)、第13族金属(例如Al)或其任 意组合。这些有机金属材料包括金属螯合的oxinoid化合物，如三(8-羟基喹啉基合) 铝(Alq3);环金属化的铱和铂的电致发光化合物，例如PCT申请WO 02/02714公开 的铱与苯基吡啶、苯基喹啉或苯基嘧啶配体的络合物，例如公开的申请US 2001/0019782、 EP 1191612、 WO02/15645、 WO 02/31896和EP 1191614中所述的 有机金属络合物；及其任意混合物。
共轭聚合物的例子包括聚(亚苯基亚乙烯基)、聚芴、聚(螺二荷)、它们的共聚 物，或其任意组合。
选择液体介质对于获得液体组合物的一个或多个适当的特性也是重要的因
素。当选择液体介质时需要考虑的一个因素包括例如所得溶液、乳液、悬浮体或分 散体的粘度、聚合材料的分子量、固体含量、液体介质的类型、液体介质的沸点、 下层衬底的温度、接收客体材料的有机层的厚度、或其任意组合。
在某些实施例中，液体介质包括至少一种溶剂。示例性的有机溶剂包括卤代溶 剂、成胶体的聚合物酸、烃类溶剂、芳香烃溶剂、醚溶剂、环醚溶剂、醇溶剂、二 醇溶剂、酮溶剂、腈溶剂、亚砜溶剂、酰胺溶剂及其任意组合。
示例性的卤代溶剂包括四氯化碳、二氯甲烷、氯仿、四氯乙烯、氯苯、双(2-氯乙基)醚、氯甲基乙基醚、氯甲基甲基醚、2-氯乙基乙基醚、2-氯乙基丙基醚、2-
氯乙基甲基醚及其组合。
示例性的成胶体的聚合物酸包括氟化磺酸(例如，诸如全氟化亚乙基磺酸之类 的氟化垸基磺酸)或其任意组合。
示例性的烃类溶剂包括戊烷、己烷、环己垸、庚烷、辛垸、十氢萘、石油醚、 挥发油及其任意组合。
示例性的芳香烃溶剂包括苯、萘、甲苯、二甲苯、乙苯、枯烯(异丙苯)、来(三 甲基苯)、乙基甲苯、丁基苯、伞花烃(异丙基甲苯)、二乙基苯、异丁基苯、四甲基
苯、仲丁基苯、叔丁基苯、苯甲醚、4-甲基苯甲醚、3,4-甲基苯甲醚或其任意组合。
示例性的醚溶剂包括二乙醚、乙基丙基醚、二丙基醚、二异丙基醚、二丁基 醚、甲基叔丁基醚、甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚、苄基甲基醚、异色满、2-苯基乙 基甲基醚、正丁基乙基醚、1，2-二乙氧基乙垸、仲丁基醚、二异丁基醚、乙基正丙 基醚、乙基异丙基醚、正己基甲基醚、正丁基甲基醚、甲基正丙基醚或其任意组合。
示例性的环醚溶剂包括四氢呋喃、二噁烷、四氢吡喃、4-甲基-l,3-二噁烷、4-苯基-l，3-二噁垸、1,3-二氧戊环、2-甲基-l，3-二氧戊环、1，4-二噁垸、1,3-二噁垸、 2,5-二甲氧基四氢呋喃、2，5-二甲氧基-2，5-二氢呋喃或其任意组合。
示例性的醇溶剂包括甲醇、乙醇、l-丙醇、2-丙醇、l-丁醇、2-丁醇、2-甲基 -l-丙醇(即异丁醇)、2-甲基-2-丙醇(即叔丁醇)、l-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2，2-二 甲基-l-丙醇、l-己醇、环戊醇、3-甲基-l-丁醇、3-甲基-2-丁醇、2-甲基-l-丁醇、2，2-二甲基-l-丙醇、3-己醇、2-己醇、4-甲基-2-戊醇、2-甲基-l-戊醇、2-乙基丁醇、2,4-二甲基-3-戊醇、3-庚醇、4-庚醇、2-庚醇、l-庚醇、2-乙基-l-己醇、2,6-二甲基-4-庚醇、2-甲基环己醇、3-甲基环己醇、4-甲基环己醇或其任意组合。
也可使用醇醚溶剂。示例性的醇醚溶剂包括l-甲氧基-2-丙醇、2-甲氧基乙醇、 2-乙氧基乙醇、l-甲氧基-2-丁醇、乙二醇单异丙醚、l-乙氧基-2-丙醇、3-甲氧基-1-丁醇、乙二醇单异丁醚、乙二醇单正丁醚、3-甲氧基-3-甲基丁醇、乙二醇单叔丁醚 或其任意组合。
示例性二醇溶剂包括乙二醇、丙二醇、丙二醇单甲基醚(PGME)、 二丙(撑)二 醇单甲基醚(DPGME)或其任意组合。
示例性的酮溶剂包括丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁酮、环己酮、异丙基甲基 酮、2-戊酮、3-戊酮、3-己酮、二异丙基酮、2-己酮、环戊酮、4-庚酮、异戊基甲基酮、3-庚酮、2-庚酮、4-甲氧基-4-甲基-2-戊酮、5-甲基-3-庚酮、2-甲基环己酮、 二异丁基酮、5-甲基-2-辛酮、3-甲基环己酮、2-环己-l-酮、4-甲基环己酮、环庚酮、 4-叔丁基环己酮、异佛尔酮、苄基丙酮或其任意组合。
示例性的腈溶剂包括乙腈、丙烯腈、三氯乙腈、丙腈、新戊腈、异丁腈、正 丁腈、甲氧基乙腈、2-甲基丁腈、异戊腈、N-戊腈、正己腈、3-甲氧基丙腈、3-乙 氧基丙腈、3,3'-氧代二丙腈、正庚腈、乙醇腈、苄腈、3-羟基丙腈、丁二腈、丙酮 氰醇、3-正丁氧基丙腈或其任意组合。
示例性的亚砜溶剂包括二甲基亚砜、二正丁基亚砜、四亚甲基亚砜、甲基苯 基亚砜或其任意组合。
示例性的酰胺溶剂包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、酰胺、2-乙酰氨基乙醇、 N,N-二甲基-间-甲苯酰胺、三氟乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基十二皿 胺、e-己内酰胺、N，N-二乙基乙酰胺、N-叔丁基甲酰胺、甲酰胺、新戊酰胺、N-丁酰胺、N,N-二甲基乙酰乙酰胺、N-甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、N-戊基乙 基胺、乙酰胺、N，N-二异丙基甲酰胺、1-甲酰基哌啶、N-甲基甲酰苯胺或其任意组
合o
预期的冠醚包括能有助于降低环氧化合物原料的氯含量的任意一种或多种冠 醚，所述环氧化合物原料作为根据本发明进行处理的组合的一部分。示例性的冠醚
包括苯并-15-冠-5;苯并-18-冠-6; 12-冠-4; 15-冠-5; 18-冠-6;环己烷-15-冠-5; 4',4"(5")- 二叔丁基二苯并-18-冠-6 ; 4'，4"(5")- 二叔丁基二环己垸并 (dicyclohex肌o)-18-冠-6; 二环己垸并-18-冠-6; 二环己垸并-24-冠-8; 4'-氨基苯并-15-冠-5; 4'-氨基苯并-18-冠-6; 2-(氨基甲基)-15-冠-5; 2-(氨基甲基)-18-冠-6; 4'-氨基 -5'-硝基苯并-15-冠-5; l-氮杂-12-冠-4; l-氮杂-15-冠-5; l-氮杂-18-冠-6;苯并-12-冠-4;苯并-15-冠-5;苯并-18-冠-6;庚二酸二((苯并-15-冠-5)-15-基甲基)酯；4-溴 苯并-18-冠-6; (+)-(18-冠-6)-2，3，ll,12-四羧酸；二苯并-18-冠-6; 二苯并-24-冠-8; 二苯并-30-冠-10; ar-ar'-二叔丁基二苯并-18-冠-6; 4'-甲酰基苯并-15-冠-5; 2-(羟基 甲基)-12-冠-4; 2-(羟基甲基)-15-冠-5; 2-(羟基甲基)-18-冠-6; 4'-硝基苯并-15-冠-5; 聚[(二苯并-18-冠-6)-共-甲醛];1,1-二甲基硅杂-11-冠-4; 1,1-二甲基硅杂-14-冠-5; U-二甲基硅杂-17-冠-5;磺酸钠；1,4，10,13-四硫代-7,16-二氮杂环十八烷;卟啉；
或其任意组合。
在另一实施例中，该液体介质含有水。与不溶于水的成胶体的聚合酸络合的导电性聚合物可被沉积在衬底上，并用作电荷输运层。
上文描述了许多不同种类的液体介质(例如卤代溶剂、烃类溶剂、芳香烃溶剂、 水等)。也可使用不同种类的一种以上液体介质的混合物。
液体组合物还可包括惰性材料，如粘合材料、填充材料或其组合。关于液体 组合物，惰性材料不会显著影响由液体组合物的至少一部分形成或容纳液体组合物 的至少一部分的层的电子、辐射发射或辐射响应性质。
4.引入一种或多种液体组合物前的制造
现在将注意力针对图2-5中描述和示出的示例性实施例。参考图2，在衬底200 的一些部分上形成第一电极220。衬底200可以是如在有机电子装置领域中使用的 常规衬底。衬底200可以是柔性的或刚性的，有机或无机的。 一般而言，使用玻璃 或柔性有机膜。像素驱动器或另一电路(未示出)可利用常规技术形成于衬底200之 内或之上。阵列外的其它电路可包括用来控制阵列内的像素中的一个或多个的外围 电路或远程电路。制造的重点在于像素阵列而非外围电路或远程电路。衬底200 的厚度可以在约12至2500微米的范围中。
第一电极220用作阳极并可包括一个或多个导电层。距离衬底200最远的第 一电极220表面包含高功函材料。在此说明性示例中，第一电极220包括一层或多 层氧化铟锡、氧化铝锡或电子装置中的阳极常用的其它材料。在此实施例中，第一 电极220能够透射将从随后形成的一层或多层有机活性层发射或由其响应的辐射 的至少70%。在一实施例中，第一电极220的厚度在约100-200纳米的范围中。如 果辐射不需要透过第一电极220，则该厚度可以更大，例如高达1000纳米或甚至 更厚。第一电极220可利用任意数量的常规技术中的一种或多种来形成，包括沉积 和光学图案化序列。
如图2所示，可在第一电极220上形成有机层230。有机层230可包括一层或 多层。例如，有机层可包括有机活性层和缓冲层、电荷注入层、电荷输运层或电荷 阻断层中的任何一层或多层。电荷阻断层可以是电子阻断层或空穴阻断层，电荷注 入层可以是电子注入层或空穴注入层，电荷输运层可以是电子输运层或空穴输运 层。在一个实施例中，有机层230可包括电荷输运层240和有机活性层250。
电荷输运层240和有机活性层250依次形成于第一电极220上。电荷输运层 240和有机活性层250各自可通过任何数量的不同技术中的一种或多种来形成，包括如下所述的用于适当材料的旋涂、铸模、气相沉积(化学或气相)、印刷(喷墨印刷、 丝网印刷、溶液分配(如从平面图所看到的，将液体组合物分配成条或其它预定的
几何形状或图案)或其任意组合)、其他沉积技术或其任意组合。电荷输运层240和 有机活性层250之一或两者可在沉积后固化。
当电荷输运层240用作空穴输运层时，可使用一种或多种材料(且其选择取决 于装置和有机活性层250的材料)，且在此说明性实施例中，该材料可包括以下的 —种或多种聚苯胺("PANT)，聚(3，4-亚乙基二氧噻吩)("PEDOT")、聚吡咯或电子 装置中通常用作空穴输运层的一种或多种材料。从第一电极220的中心上测得的空 穴输运层的厚度通常在约50至250nm的范围中。
有机活性层250的组成一般取决于电子装置的应用。在图2所示的一个实施 例中，有机活性层250用于辐射发射元件。有机活性层250可包含电子装置中通常 用作有机活性层的材料，并可包含一种或多种小分子材料、 一种或多种聚合物材料 或其任意组合。本领域技术人员在阅读本说明书后，将能够为有机活性层250选择 一种或多种合适的材料、层或这两者。在一个实施例中，有机活性层250不大于 40nm。在另一个实施例中，在第一电极220的中心上测得的有机活性层250的厚 度在约20至40nm的范围中。
如所形成的，有机层230(包括电荷输运层240和有机活性层250)在形成的电 子元件阵列上是基本连续的。在一个实施例中，有机层230可以在整个衬底上(包 括外围电路区、远程电路区或这两个区域)都是基本连续的。注意，有机层230 具有其中有机层230局部较薄的一个或多个区域，但它在衬底200中打算形成有机 层230的区域(例如，阵列)上不是非连续的。参见图2，包括电荷输运层240和有 机活性层250之一或两者的有机层230在第一电极220上局部较薄，且在离开第一 电极220的位置局部较厚。在一个实施例中，从第一电极220的中心测得的有机层 230的厚度在约10至290nm的范围中。
如果该电子装置是辐射发射微腔装置，则必须小心选择有机层230的厚度， 以得到所需的发射波长的光谱。
在另一实施例中，阱结构可类似于图1所示的阱结构130来形成。在此实施 例中，有机层230可形成于衬底200和阱结构上。注意，有机层230可沿阱结构顶 部附近的边缘局部较薄；然而，在第一电极220之间的阱结构上有机层230并没有 不连续。稍后描述的图7和图8包括可使用阱结构的另一实施例。
在一个替换实施例中，有机层230可包括组合物随厚度变化的单层。例如，最靠近第一电极220的组合物可用作空穴输运体，接下来的组合物可用作有机活性 层，而离第一电极220最远的组合物可用作电子输运体。类似地，电荷注入、电荷 阻断或电荷注入、电荷输运及电荷阻断的任意组合可被结合到有机层230中。 一种 或多种材料可存在于有机层厚度的全部或一部分中。
5.液体组合物的引入
如图3所示，可将一种或多种液体组合物(图中表示为圆圈302和304)置于有 机层230的部分上。在一个实施例中，有机活性层250包含能够发射蓝光的基质材 料，液体组合物322可包含红色客体材料，液体组合物324可包含绿色客体材料， 而液体组合物326可包括可以与蓝色基质材料相同或不同的蓝色客体材料。在放置 一种或多种液体组合物322、 324和326之前，有机层230可以是或不是基本固态 的。液体组合物322、 324和326可采用精确沉积技术来置于有机层230上。在此 沉积期间，可存在或不存在模板掩模、框架、阱结构、图案化层或其他结构。精确 沉积技术的非限制性示例包括丝网印刷、喷墨印刷、溶液分配、针吸、选择性镀敷 及其组合。
液体组合物322、 324和326可依次或同时置于有机层230上。为简化起见， 无论图3中的液体组合物322、 324和326中的一个或多个是否以液流形式引入， 液体组合物322、 324和326中的每一个均将被称为"液流"。可改变影响有机层 230中受到液体组合物322、 324和326的影响的初始区域的一个或多个参数。例 如，这些参数可选自由液流体积或宽度、电子元件之间的间隔、有机层230的粘度、 交联的程度或其任意组合组成的组。
来自液体组合物322、 234和326的液体介质可以与有机层230的局部区域接 触，并将有机层230的局部区域从基本固态转化为基本液态。当来自各液流的液体 介质与有机层230的局部区域接触时，液体介质可溶解有机层230的部分或全部厚 度以形成溶液，分散有机层230的部分或全部厚度以形成分散体、乳液，或悬浮有 机层230的部分或全部厚度以形成悬浮体。在一个实施例中，如果电荷输运层240 是完全交联的或在用于液体溶液的液体介质中具有较差的溶解度，则溶液、分散体、 乳液或悬浮体的形成限于有机活性层250。注意，随着液体介质与有机层230的局 部区域相互作用越多，液体组合物与有机层230的局部区域的"混合物"的粘性越 大。这种增大的粘性有效地抑制了液流的横向移动(与衬底200的主表面基本平行 的移动)。在一个实施例中，客体材料与有机层230的局部区域的混和可在不高于40'C的温度下进行，而在另一个实施例中，可基本在室温下进行。
当液体组合物322、 324或326或其组合作为液滴置于有机层230上时，为液 滴所选的体积可受有机层230或其部分的厚度、有机层230内的基质材料或其组合 的影响。在一个实施例中，来自液滴的客体材料仅需要与有机活性层250的局部区 域混和。如果液滴的体积太小，则无法影响有机活性层250的局部区域的所有厚度。 如果流率与打印头扫描速度之比太低，则可看到关于液流的类似影响。同样，如果 有机活性层250的局部区域内的客体材料浓度过低，则可能无法达到目标发光效 率。在工作期间，有机活性层250的局部区域的辐射的发射或响应波长或光谱会受 到第一电极和第二电极之间的电压差的显著影响。
如果液滴的体积过大，则会发生液体组合物的不合需要的横向扩散，且客体 材料可延伸超过该局部区域并到达其中不希望有客体材料的相邻区域。例如，如果 红色液滴的体积过大，则该液滴会进入具有绿色或蓝色发射的相邻区域。如果发生 这种情况，则相邻区域会发射红光或另外改变子像素的颜色发射。因此，可使用液 体组合物的体积与有机层230(或者在此实施例中更具体地是有机活性层250)的厚 度之比。类似的概念也适用于当液体组合物322、 324或326或其任意组合作为液 流来分配的时候。
使用阱结构可降低横向迁移的可能性，然而，液体组合物的体积不应过大， 以免溢过由阱结构形成的"堤"并迁移到相邻的阱内。注意，液体组合物可位于(l) 其中想要有液体组合物的一个或多个开口，和(2)其中不想要有液体组合物的其它 一个或多个开口之间的阱结构的顶表面上或沿其流动。在一个实施例中，阱结构的 壁可垂直于开口的底部，或者该壁可具有负斜度(即，阱结构的一部分覆盖开口的 底部)。由阱结构的顶表面和开口的壁限定的相对的锐角有助于将液体组合物沿阱 结构的顶表面"钉住"以减小液体组合物流入其中不想要有液体组合物的相邻开口 中的一个或多个中的可能性。
在将液体组合物322、 324和326置于有机层230上，并且液体组合物322、 324和326内的大量的(在本说明书中稍后描述)客体材料与有机活性层250混和之 后，蒸发液体组合物322、 324和326的液体介质，以给出如图4所示的具有混和 区域422、 424和426的有机层230。在此实施例中，混和区域422被设计成发红 光，混和区域424被设计成发绿光，而混和区域426被设计成发蓝光。蒸发可在约 20至240°C范围中的温度下进行约5秒钟至5分钟范围内的时间。在一个实施例 中，蒸发可在约30至50°C范围中的温度下进行约0.5至1.5分钟范围内的时间。在一个实施例中，蒸发可在环境温度下进行。在另一个实施例中，蒸发可采用烘箱 或加热板进行。蒸发可在一种或多种压力下进行。在一个实施例中，阵法可基本在 大气压力下进行。在另一个实施例中，可使用真空压力(明显低于大气压力)。如果 使用真空，则应当小心以免在有机层230中产生永久性的气泡，或者在发生沸腾时 使得材料溢到相邻的区域。
在蒸发之后，包括混和区域422、 424和426的有机层230基本为固体。在置 于有机活性层250上之前在液流322、 324和326中的客体材料与部分或全部溶解、 分散、乳化或悬浮的有机活性层250结合形成混和区域422、 424和426。在形成 混和区域422、 424和426之后，其厚度彼此相对接近。在一个实施例中，混和区 域422、 424和426全部都具有彼此在10nm内的厚度。在一个特定的实施例中， 混和区域422、 424和426中的每一个具有至少60nm的厚度。在另一实施例中， 混和区域422、 424和425中的每一个的厚度在约50至100nm的范围中，且在一 个更具体的实施例中，在约70至90nm的范围中。在一个实施例中，混和区域422、 424和426至少比与混和区域422、424和426在相同位置处最初形成的有机层230 厚20nm。在另一个实施例中，混和区域中的任何一个或多个的厚度可小于50nm 或大于100nm。
如果通过将一种或多种液体组合物322、 324和326重复地放置在有机层230 上来将客体材料引入有机活性层250，则不必在液体组合物的连续沉积之间完全蒸 发液体介质。
如果有机活性层250包含将要被交联的基质材料，则有机活性层250可通过 任意数量的不同技术中的一种或多种来形成，包括旋涂、铸模、气相沉积(化学或 气相)、印刷(喷墨印刷、丝网印刷、溶液分配或其任意组合)、其它沉积技术或其任 意组合。在引入具有客体材料的液流前，在一个实施例中，可将有机活性层250 部分交联。尽管在本发明的范围内，如果有机活性250没有交联，则有机活性层 250内的客体材料的横向迁移可能过高，且如果有机活性层250完全交联，则液体 介质不太可能形成溶液、乳液、悬浮体或分散体。在引入具有客体材料的液流后， 如有需要可采用加热来蒸发沉积期间所用的液体介质，以使有机活性层250基本为 固体。然而，温度或其他条件不应过于剧烈，以免发生进一步的交联。当液体组合 物被置于有机活性层250上以与其接触时，可使组合物内的客体材料与有机活性层 250混和。然后可蒸发用于液体组合物的液体介质，且有机活性层250可经受足以 使有机活性层250基本完全交联的条件。所采用的实际温度和压力可取决于用于交联的材料。这种交联条件可从交联材料的供应商处获得，或者可通过进行一次或多 次测试来根据经验确定。交联的程度可通过测量旋转溶剂之前和之后的层厚在单独 的实验中确定。交联越多，溶剂旋转中损失的材料越少。
液体介质有助于将客体材料与有机层230混和成为由液体介质和有机层230 的组合形成的溶液、分散体、乳液或悬浮体。因此，液体组合物内的大量客体材料 可混和，使得客体材料看似向第一电极220迁移而没有显著的横向迁移或扩散。有 机层230(随后要在其上形成第二电极)表面附近的客体材料的浓度可以比背面附近 的(第一电极220附近的)客体材料的浓度低一个数量级。有机活性层250的相对侧 附近的客体材料的浓度互相更加接近。不需要热驱动步骤。第一电极220和随后形 成的第二电极之间的浓度梯度(在垂直于衬底的主表面的方向上测得的浓度梯度) 低于通过常规的热扩散工艺形成的浓度梯度。通过这种技术形成的电子装置的发射 光谱可以不受改变第一电极和第二电极之间的电势差的显著影响。
6.其余的制造
尽管图中未示出，但可在有机活性层250上形成可任选的电荷注入、电荷输 运或电荷阻断层。如图5所示，在包括电荷输运层240和有机活性层250的有机层 230上形成第二电极502。在该具体实施例中，第二电极502用作阵列的共用电极。 用于可任选电荷注入层、电荷输运层、电荷阻断层或其任意组合的形成(例如，沉 积、蚀刻等)、材料和厚度以及第二电极502是常规的。
图5中未示出的其它电路可利用前面所述或另外的层中的一个或多个来形成。 尽管图中未示出，但可形成另外的绝缘层和互连级以虑及位于阵列外的外围区域 (未示出)中的电路。这些电路可包括行或列解码器、选通电路(例如，行阵列选通电 路、列阵列选通电路)、读出放大器或其任意组合。或者，这一电路可在图5所示 的层中的任一层的形成之前、期间或之后形成。
将含有干燥剂524的盖子522在阵列外的位置(图中未示出)处附连到衬底200 上，以形成基本完成的装置。在第二电极502和干燥剂524之间有间隙526。用于 盖子522和干燥剂524的材料以及附连工艺都是常规的。
图5包括两个像素，每个像素都具有红色、绿色和蓝色辐射发射元件。红色 辐射发射元件包括有机活性层250的红色混和区域422，绿色辐射发射元件包括绿 色混和区域424，且蓝色辐射发射元件包括蓝色混和区域426。7.替换实施例
图6包括除有机层230由有机层630替换外以类似于以上第2节中所述的过 程的方式形成的替换实施例的图示。有机层630包括电子阻断层650。以上描述了 层240和250的材料和形成。在形成电荷输运层240后，形成电子阻断层650。电 子阻断层650包括前面所述的材料中的一种或多种。电子阻断层650可利用任意数 量的不同技术中的一种或多种来形成，包括常规的旋涂、铸模、气相沉积(化学或 气相)、印刷(喷墨印刷、丝网印刷、溶液分配或其任意组合)、其它沉积技术或其任 意组合。在第一电极220的中心上测得的电子阻断层650的厚度在约5至200nm 的范围中。
在一个实施例中，电子阻断层650包括可交联的一种或多种材料。在沉积用 于电子阻断层650的材料后，可基本完全交联该材料。交联利用常规的技术来进行。
在形成有机层630后，利用上述技术中的任何一种或多种来将一种或多种液 体组合物(示为圆圈322和324)置于有机层630上。在一个实施例中，有机活性层 250包括可发射蓝光的基质材料，液体组合物322可包括红色客体材料，而液体组 合物324可包括绿色客体材料。在放置液体组合物中的任何一种或多种后，有机活 性层250可以是或可以不是基本固体的。液体组合物322和324可依次或同时置于 有机层630上。
来自液体组合物322和324的液体介质可与有机层250接触并仅将有机层250 的局部区域(而不是电子阻断层650)从基本的固态转变成基本液态。
在将液体组合物322和324置于有机层630上后，液体组合物322和324内 的大量(本说明书中前面描述的)客体材料与有机活性层250的局部区域混和。在一 个实施例中，基本完全交联的电子阻断层650可帮助减小来自液体组合物322和 324的液体介质到达电荷输运层240或第一电极220的可能性。将液体组合物322 和324的液体介质如上所述地蒸发以给出具有混和区域722和724的有机活性层 250的局部区域。在该实施例中，如图7所示，区域722被设计成发红光，且区域 724被设计成发绿光。
图7包括在如上所述地进行了第二电极502(图7中未示出)和随后的处理后各 自具有红、绿和蓝辐射发射元件的两个像素。红色辐射发射元件包括红色混和区域 722，绿色辐射发射元件包括绿色混和区域724，而蓝色元件包括位于第一电极220 和第二电极502之间的有机活性层250的未混和部分(基本没有红色和绿色客体材 料)。在一个实施例中，蓝色辐射发射元件具有厚度不大于40nm的有机活性层250，并且如果有机活性层2350是70-80nm厚仍可实现一种或多种光电性质。例如，有 机活性层2350以约8至10 cd/A范围内的效率发蓝光。在另一个实施例中，红色 混和区域722和绿色混和区域724具有约90至100nm范围内的厚度，而其它区域 (对于蓝光发射元件)具有约70至80nm范围内的厚度。在又一个实施例中，所述的 厚度可以比所述的这些更薄或更厚。
在又一个实施例中，在形成有机层之前可将液体组合物置于衬底上。参考图8， 在衬底200上形成第一电极220。图8中示出其一部分的阱结构830利用常规的工 艺来形成，如涂光刻胶层并将其涂案化。阱结构830的厚度可以在约1至5微米的 范围中。电荷输运层802可利用上述技术在第一电极220上并在阱结构830的开口 内形成。液体组合物322、 324和326可利用上述技术中的任何一种或多种置于电 荷输运层802上。此时，液体组合物322、 324和326内的液体介质可以被蒸发或 不被蒸发。
如图9所示，在一个实施例中具有有机活性层250的成分和厚度的有机活性 层在电荷输运层802上并在阱结构830的开口内形成。液体组合物322、 324和326 内的客体材料可与电荷输运层802和有机活性层两者混和，以便(l)形成用于红 色辐射发射元件902的共同构成红色混和有机层932的红色混和电荷输运层942 和红色混和有机活性层952， (2)形成用于绿色辐射发射元件904的共同构成绿色混 和有机层934的绿色混和电荷输运层944和绿色混和有机活性层954，以及(3)形成 用于蓝色辐射发射元件906的共同构成蓝色混和有机层936的蓝色混和电荷输运层 946和蓝色混和有机活性层956。可固化有机活性层952、 954和956以使有机活性 层952、 954和956基本为固体。第二电极502(图9中未示出)和随后的处理可如上 所述地进行。
在本实施例中，存在处理范围，以便允许在将液体组合物322、 324和326置 于第一电极220上后形成有机活性层250。阱结构830帮助防止组合物322、 324 和326内的客体材料与不合需要的区域混和。
在另一个实施例中，客体材料不与电荷输运层802充分混和。然而，大量客 体材料仍与有机活性层混和。
在又一个实施例中(未示出)，包括客体材料的液体组合物可在形成有机层230 前置于第一电极220上。可蒸发液体组合物中的液体介质以在有机层230形成于第 一电极220上之前变为基本固体。有机层230可包括可形成具有客体材料的溶液、 分散体、乳液或悬浮体并限制其横向扩散的液体介质。在另一个实施例中(未示出)，可将客体材料引入除有机活性层以外的层中。参
考图6,有机活性层250可由用于形成电子阻断层650的相同材料替换。更具体地， 在形成电子阻断层650后，与完全交联的电子阻断层650相同的材料可在电子阻断 层650上沉积为不大于约100nm的厚度。
可部分交联相同材料的层。本领域的技术人员知道交联的程度可用一种或多 种不同的经验方法来确定。可将该层沉积到不同的测试衬底上。在沉积之后，可测 量厚度、体积或质量。可将具有该层的衬底曝露于不同量的能量(温度、时间、辐 射或其任意组合)。可使用溶剂来洗去层中未显著交联的部分而不洗去交联层的重 要部分。溶剂的选择对于本领域的技术人员是常规的。然后进行测量。在一个实施 例中，剩余的层的量在初始测量(部分交联前)的约50-90%的范围内，不论两组测 量值是基于厚度、体积还是质量。对应于交联级别的辐射的量可用于获得用于其中 形成电子元件的工件的部分交联的层。
液体组合物322、 324和326可被置于部分交联的层上。部分交联允许液体介 质形成溶液、分散体、悬浮体或乳液；然而，电子阻断层650内基本完成的交联充 分防止液体组合物322、 324和326中的一个或多个与电子阻断层650混和、进入 电荷输运层240、到达第一电极220、或其任意组合。制造过程如前所述地继续以 形成混和区域和基本完成的电子装置。
在又一个实施例中，在形成类似于电子阻断层650的层时可进行其它材料和 其它类型的致密化以充分停止或另外限定混和区域的下边界。致密化有助于使材料 成为其中由该材料形成的层、构件或寧构更不易受到与包括客体材料的液体组合物 的相互作用的影响的状态。致密化可包括退火、交联或其它聚合作用、固化、钝化 (减少悬空键的数量)或其任意组合。
在又一个实施例中，滤光层可位于有机活性层和电子装置的用户侧之间。滤 光层允许一波长或波长光谱处的辐射透过该滤光层。滤光层不允许这一波长或波长 光谱外的大量辐射透过。因此，滤光层可"阻断"不期望的波长处的辐射。
如图10所示，可在衬底200上形成有机层1020。有机层1020可包括用于形 成衬底200的一部分的一层或多层几乎任何有机材料(例如，聚合膜)。有机层1020 理论上可具有几乎任何厚度(lnm至几百微米或更多)。然而，当该厚度过薄时，滤 光层可能不足以提供良好质量的滤光层。在范围的另一端，随着滤光层变厚，透过 滤光层的辐射的强度减小。在一个实施例中，有机层1020具有约1至IO微米范围 内的厚度。有机层1020可通过任意数量的不同技术中的一种或多种来形成，包括用于有
机材料的旋涂、铸模、气相沉积(化学或气相)、印刷(喷墨印刷、丝网印刷、溶液分
配或其任意组合)、其它沉积技术或其任意组合。或者，有机层1020可利用机械工 艺形成于衬底200上。 一种机械工艺可包括利用衬底200或有机层1020上的粘合 层(未示出)并将有机层1020放置在衬底200附近使得粘合层位于有机层1020和衬 底200之间。或者，可将有机层1020置于衬底200上并加热以允许有机层1020 和衬底200熔合在一起。所述的过程仅仅是可使用的可能的众多其它机械工艺中的 两种。
如前面关于液体组合物所述工艺中的任何一种或多种可用于将客体材料引入 有机层1020中。红色混和区域1020包括红色客体材料，绿色混和区域1024包括 绿色客体材料，而蓝色混和区域1026包括蓝色客体材料。
电子装置的剩余部分的形成除客体材料可以添加或不添加到有机层1030外类 似于上述过程中的任一个。在一个实施例中，有机层1030包括可基本发白光的有 机活性层1050。红色混和区域1022可允许红光(而不是绿光或蓝光)透过有机层 1020到电子装置的用户侧。绿色混和区域1024和蓝色混和区域1026分别对绿光 和蓝光执行类似的功能。
如果电子装置包括辐射响应元件，则红色混和区域1022可允许红光(而不是绿 光和蓝光)透过有机层1020到达有机活性层1050。绿色混和区域1024和蓝色混和 区域1026分别对绿光和蓝光执行类似的功能。
在另一个实施例中(未示出)，滤光层的制造可与衬底200分开进行。有机层的 制造过程可类似于有机层1020进行，并且具有滩光区的有机层可在电子元件的形 成之前、期间或之后附连到衬底200。在一个实施例中，驱动器或其它电路可在附 连滤光层之前形成于衬底200上。在附连滤光层后，可形成用于电子元件的有机层 (例如，有机活性层)。由此，有机活性层可以不受到可用于将滤光层附连到衬底200 的相对较高的温度。
在未示出的另一个实施例中，电荷输运层240而不是有机活性层250可包括 客体材料。尽管电荷输运层240理论上是滤光层，但是电荷输运层240中的客体材 料有助于使有机活性层250的颜色发射或接收更接近Commission Internationale de I它clairage("CIE")标准中指定的波长。在又一个实施例中，可使用电荷注入层、电 荷阻断层或其组合来代替电荷输运层240或与之结合。
在另一实施例中，第一电极和第二电极的位置可颠倒。第二电极502可比第一电极220更靠近衬底200。如果要使辐射透过第二电极502，则可减小第二电极 502的厚度，以使得足够的辐射(至少70%)透过第二电极502。
在另一实施例中，代替通过电子装置的衬底侧发射或接收辐射或除此之外， 可通过电子装置与衬底200相对的一侧发射或接收辐射。在这一装置中，第二电极 502和盖子522中的每一个可允许至少70%的辐射从有机活性层250发射或被有机 活性层250接收。可改变干燥剂524的位置，使其不会覆盖第一电极220。或者， 干燥剂524可包含具有其中从有机活性层250发射或由其接收的辐射的至少70% 能通过干燥剂524的厚度的一种或多种材料。
在另一实施例中，第二电极502可用多个第二电极来代替。图5中的任意一 个或多个元件可具有其自己的第二电极或与阵列中的某些或全部其他元件共享第 二电极。
几乎任何具有有机活性层的电子装置均可使用上述混和技术。尽管图5包括 可用于有源矩阵OLED显示器的构造，但是可通过使第一电极220取向为长度沿 第一方向延伸的导电条，并将第二电极502改变为长度沿与第一方向基本垂直的另 一方向延伸的导电条，来改变该构造，使之用于无源矩阵OLED显示器。无源矩 阵OLED显示器可以不需要驱动器或其它电路(图5中未示出)。在阅读本说明书之 后，本领域技术人员将会意识到，可对其它类型的电子装置进行其它修改，以实现 这些装置(例如传感器阵列、伏打电池等)的正确功能。
在另一个实施例中，当客体材料不存在于有机层230内时，有机层230可被 设计成发射、响应于或透射可见光谱外的波长处的辐射。例如，电子元件中的一个 可被设计成具有能够发射或响应于UV、 IR、其它非可见辐射或其任意组合的有机 活性层250。在另一实施例中，可在同一装置中使用辐射发射元件和辐射响应元件。 在又一个实施例中，在同一电子装置中，一个或多个有机电子元件可发射或响应于 可见光谱内的辐射， 一个或多个电子元件可发射或响应于可见光谱外的辐射(例如， UV、 IR或二者)、或其任意组合。组合的数量几乎是无限的。
本文所述的概念可用来影响并非被设计成发射、响应或过滤辐射的层。这一 应用可用来形成电路元件，包括晶体管、电阻器、电容器、二极管或其任意组合。 客体材料可改变有机活性层的电阻或导电类型(p-型或n-型)。更具体地，客体材料
可用来调节晶体管的阈电压或增益、定义载流电极(例如，源区、漏区、源/漏区、 发射区、集电区、非活性基区、电阻器触点、电容器触点或其任意组合)、形成用 于电容器或二极管的p-n结、或其任意组合。应注意这些电子元件中的任一个可用于逻辑电路、放大电路或其他电路，并可用于或不用于其辐射相关性质。
8. 电子装置的电子工作
如果电子装置中的电子元件是辐射发射元件，则可在第一电极220和第二电 极502上施加适当的电位。当辐射发射元件中的一个或多个变得足够正向偏压时， 该正向偏压可使从有机活性层250发射辐射。应当注意，在电子装置的正常工作过 程中，辐射发射元件中的一个或多个可以是截止的。例如，可调节用于辐射发射元 件的电位和电流，以改变从这些元件发射的颜色的强度，以获得可见光谱内的几乎 任何颜色。参见图5中最右侧的三个第一电极220，对于将要显示红色的情况，包 括混和区域402的辐射发射元件将是导通的，而其它两个辐射发射元件是截止的。 在显示器中，可对行和列施加信号，以激活适当的辐射发射元件组，从而以人类可 理解的形式向观看者呈现显示。
如果电子装置中的电子元件是辐射响应元件，则可在预定电位处使辐射响应 元件反向偏置(例如，第二电极502的电位约比第一电极220高5-15伏)。如果有机 活性层接收到目标波长或波长光谱的辐射，则有机活性层中的载流子(即电子-空穴 对)的数量会增加，并造成阵列外的外围电路内的读出放大器(图中未示出)感测 到的电流增大。
在光电池中，可将光或其他辐射转化为不需外部能量源即可流动的能量。导 电构件220和502可与电池(将要充电的)或电负载相连。本领域技术人员在阅读 本说明书之后，能够设计出电子元件、外围电路和潜在的远程电路，以最佳地适应 其特定电子装置的特定需求。
9. 优点
出乎意料的是，上述工艺可用来在形成有机层之前或之后在有机层中形成局 部区域，其中有机层的相对表面(即，电极附近)之间的客体材料浓度梯度小于常 规扩散工艺形成的浓度梯度，且不会发生许多常规扩散工艺中发生的大量的横向迁 移。大量的(如果不是全部)客体材料与有机层混和。客体材料可以与有机层混和 并且消除了进行热扩散工艺的需求。因此，应不会发生过多横向扩散的问题。同样 地，客体材料在目标层厚度中的"部分"扩散(仅通过部分的目标层)或陡峭的浓度 梯度也都不应发生。 .
将此新工艺与常规工艺比较。在一常规工艺中，客体材料从有机层外的墨扩散，且不多于约25%的客体材料进入有机层。使用该常规工艺的第一电极和第二 电极附近的客体材料的浓度可有少量至几个数量级的差异。在本文所述的新工艺 中，第一电极和第二电极附近的客体材料浓度应小于一个数量级的差异，且可能更 小。较低的浓度梯度使得电子元件可在更大的电位差下工作，而不会造成发射光谱 或接收光谱的移动。因此，可看到更好的"灰度"强度控制。同样地，当电子装置 的效率因老化而降低时，该装置可在更高的电压下工作，而发射光谱不会发生显著 移动。
将此新工艺与其中持续进行^"散直至客体材料浓度梯度接近于零(有机层的相 对侧附近的浓度基本相等)的常规扩散工艺进行比较。这种常规扩散工艺会发生过 多的横向扩散，且很难用于高分辨阵列。
如果在常规墨扩散工艺中使用客体材料热驱动步骤来降低客体材料浓度梯 度，则客体材料也会横向迁移到可能干扰相邻电子元件的正确辐射发射或接收的 点。在滤光层中，滤光片可能具有不合需要的滤光性质。因为该新工艺不使用客体 材料驱动步骤，因此客体材料的横向迁移量保持相对较低。
同样，本文所述的工艺可增大客体材料与基质材料之比。参考图4和5，混和 区域422包括红色客体材料和蓝色基质材料，且混和区域424包括绿色客体材料和 蓝色基质材料。因为有机活性层的厚度不大于约40nm，因此与有机活性层250的 厚度是70至90nm时相比客体材料:基质材料之比增大。较高的比率使得具有混和 区域422和424的电子元件能以较低的电压工作。另外，较薄的有机活性层也允许 混和区域422、 424和426中的每一个具有对于每一种颜色(红色、绿色和蓝色)优 化的厚度。在一个实施例中，客体材料与基质材料以质量为基础的比率是1:2或更 高，且在另一个实施例中，该比率至少是1:1。与其中比率是1:3或更低的常规工 艺相比。
该新工艺可用来将客体材料引入到有机活性层中，同时仍能达到良好的发射 效率，这是因为不需要墨扩散工艺。可获得高于0.4cd/A的效率。在一个实施例中， 红色混和区域422的效率至少为1.1 cd/A，绿色混和区域424的效率至少为3.0 cd/A，蓝色混和区域426效率至少为1.1cd/A。可达到甚至更高的效率。
该新工艺不像常规的墨扩散工艺那样对厚度敏感。因为客体材料浓度梯度较 低，因此可对包括基质材料的不同厚度的层调节液体组合物的体积。如果需要不同 厚度的有机层，则该工艺允许更大的灵活性。由于陡峭的浓度梯度，常规的墨扩散 工艺对厚度变化敏感。同样，在此新工艺中不需要热扩散处理步骤。当形成电子装置时，可形成更多的突变p-n结。更多的突变结有助于提高击穿 电压、改进这些结处的电容、或其组合。同样，也可使用相同的有机活性层来形成 增强型、耗尽型晶体管或其组合。可制造更小且间隔更紧密的电子元件，从而增大 电路密度。另外，较小的横向扩散允许形成较小的电子元件。
在一个实施例中，液体组合物的液体介质可与有机层相互作用，从而增大所 得溶液、分散体、乳液或悬浮体的粘度。当液体介质和客体材料通过有机层的厚度 时，增大的粘度有助于控制横向移动。因此，不需要阱结构，但是如果需要也可使 用。如果未形成阱结构，则可减少一个或多个工艺步骤，从而节省生产成本并可能 提高成品率。
该新工艺可使用现有的设备来进行，并且可被集成到现有的工艺中而无需对 工艺进行实质性的修改。因此，可实现该新工艺而没有要学习和表征新设备或在工 艺集成过程中产生过多复杂问题的重大风险。
示例
以下具体示例旨在说明本发明，而不是限制本发明的范围。
示例1
本示例说明对液体组合物和有机活性层的物理性质的适当控制在不需使用堤 或阱的条件下提供有机电子装置中的有机电子元件。
制造包括以下结构的电子元件ITO(第一电极或阳极)/缓冲聚合物/有机活性 层/第二电极(阴极)。衬底是30X30毫米(标称)的涂敷ITO的玻璃。电荷输运层是 PEDOT材料(BAYTRON-P1^， BayerAG，德国)。有机活性层包含蓝色发射聚芴材 料(能够不需任何客体材料而发蓝光的基质材料)。在室温下将PEDOT旋涂到平坦 的玻璃/ITO衬底上，然后在约200°C烘焙约5分钟。用Dektec表面轮廓测定仪测 得膜厚度约为60-80nm。然后以约1400rpm的转速用约0.5%的邻二甲苯溶液沉积 蓝色有机活性层，所得膜厚约为20至40nm。
液体组合物包含红色客体材料(发红光的聚(螺二芴)材料，1.1%， 11mg/ml)和 包含苯甲醚和邻二甲苯的溶剂混合物的液体介质。用喷嘴直径为标称30微米的单 喷嘴喷墨机将液体组合物滴到预定区域上。各液滴之间的间隔设定为约90微米， 且各行液滴之间的间隔约为200nm。液滴不发生聚结，并保持固定的宽度，该宽度 取决于诸如液滴体积和有机活性层厚度之类的参数。红色圆点的尺寸约为80微米， 或约为相邻行之间的间隔的三分之一。然后在120。C烘焙膜约IO分钟。所得的红色混和区域具有约75nm的厚度。第二电极利用热蒸发器来沉积并包含被约500nm 的铝覆盖的约3.5nm的Ba。在ITO和第二电极之间的约4伏的偏压下，发射强度 约为200cd/m2。
作为替换，用绿色液体组合物代替红色液体组合物。红色客体材料用一种或 多种绿色客体材料(例如Green 1300 Series 聚芴，Dow Chemical公司，Midland, MI)代替。处理细节和所用的设备与上文所述的基本相同。得到具有绿光发射区的 类似的像素尺寸。
该示例说明本文所述的工艺可用来制造具有多种颜色的电子装置(即仅具有有 机活性层的基质材料的一个或多个区域发蓝光，具有基质材料和红色客体材料的一 个或多个区域发红光，具有基质材料和绿色客体材料的一个或多个区域发绿光)。 该实施例还说明不需要用阱结构来限定发射区。
示例2 .
本示例说明本文所述的工艺可用于制造具有200微米节距或更大节距的全色
显不器o
利用具有300微米像素节距(标称)的全色显示器进行与示例1类似的实验。 喷墨喷嘴的直径减小至约18微米，且使用这种较小直径的喷嘴制造具有预定图案 的多种颜色的显示器。红色、绿色和蓝色混和区域的直径减小到约65微米。红色、 绿色和蓝色混和区域的厚度在约60至90nm的范围中。因此，本文所述的工艺可 用于制造节距小于200微米的全色显示器。
示例3
使用与示例1所述的过程类似的过程来制造具有红色、绿色和蓝色聚合物线 的全色显示器。具有40个喷嘴的喷墨印刷机用于定义彩色像素。这些喷嘴的直径 约为35微米，且各液滴之间的步进移动(stepmotion)约为85微米。衬底尺寸为 100mmX 100mm(4英寸X4英寸)(标称)，显示面积约为80mmX60mm米(3.2英寸 X2.4英寸)。衬底不包括阱结构。红色、绿色和蓝色条指示(l)可在不使用堤结构 的情况下获得的线图案，以及(2)可制造为每英寸100个像素(相当于254微米节距) 的全色显示器。
还使用具有薄膜晶体管像素驱动器的衬底来制造全色有源矩阵显示器。有机 活性层被构造成位于像素驱动器和ITO触点之间。如示例1和2中一样，不需要 使用堤结构来限制彩色墨。
示例4在该示例中，用完全平面结构(S卩，ITO是连续的，无隔片或列)来制造全色背 光装置。从光学平面玻璃ITO衬底开始，在衬底(如上文所述)上旋涂PEDOT和 有机层(能够发蓝光的基质材料)。连续的液流印刷用于形成红色液体组合物和绿色 液体组合物的线。这些线的宽度约为50微米，且不使用任何阱结构。该示例清楚 地说明有机层限制红色和绿色聚合物线的扩散的能力。
通过改变液流的宽度、流速和喷嘴速度，线宽可从约50微米改变到约150微 米，从而使得该工艺适用于较大面积显示器的制造。
类似地，较低溶解度的基质层可使得液体组合物有较大的横向扩散，这是因 为可能需要衬底的每单位表面面积的更大体积的液体组合物，以便使客体材料完全 且充分均匀地分散在基质层的厚度中。
示例5
可在全色显示器的电流发生2-3个数量级的变化时维持颜色稳定性，从而允许 对于每种颜色的灰度控制，而没有发射光谱的显著移动。
采用与示例1所述的类似的过程来制备红色发射元件、绿色发射元件和蓝色 发射元件。旋涂约40nm厚的包括蓝色基质材料的有机活性层。如前所述地添加红 色、绿色和蓝色客体材料以给出厚度在约70至90nm范围内的混和区域。蓝光发 射元件的发射特性利用色彩分析仪(Chroma Model 71701)在很宽的强度范围内测 量。结果示于图11-13中。蓝色发射元件在图13中有x约为0.16且y约为0.20的 颜色坐标。颜色在发射强度(例如，亮度)的3个数量级内保持稳定。在图11和图 12中，红色发射和绿色发射元件的颜色分别显示类似的2-3个数量级强度范围内 的颜色稳定性(驱动电流在类似的标度内变化)。在图14所示的C正1931色品图中 也证明了这些结果。包含客体材料的绿色发射和红色发射元件的颜色稳定性与基本 不含客体材料的蓝色发射元件类似。
这些结果还证明绿色和红色客体材料以相对均匀的浓度曲线与有机活性层混 和。对于在2-3个数量级内变化的电流和混和的有机活性层中的装置重组区，颜色 坐标保持恒定(发射曲线也是如此)，与之相反的是，在已知方法中观察到显著的颜 色变化。
在2-3个数量级的电流变化中的颜色稳定性允许全色显示器通过控制电流(进 而控制强度)来供电，且每种颜色有超过6比特(64级)、8比特(256级)、甚至10比 特(1024级)灰度级。相反，在目前已知的装置中，彩色像素的灰度控制是利用具有 固定发射峰强度(用来固定颜色)的其他手段(例如时域)来供电的。注意，未必需要以上在一般描述中描述的所有动作，特定动作中的一部分可 能是不需要的，且除所述的这些以外可执行一种或多种其它动作。此外，列出动作 的顺序未必是执行它们的顺序。本领域的技术人员在阅读本说明书后将能够确定哪 种动作可用于其特定需求和期望。
在以上说明书中已参考具体实施例描述了本发明。然而，本领域技术人员意 识到可以在不背离所附权利要求书所列的本发明范围的基础上进行一种或多种修 改或一种或多种其它改变。因此，应将说明书和附图看作说明性而非限制性的，且 任何或所有这样的修改和其它改变都旨在包括在本发明范围内。
上文中已经参照一个或多个具体实施例描述了任何一个或多个益处、 一个或 多个其它优点、 一个或多个问题解决方案、或其任意组合。然而，这些益处、优点、 问题解决方案以及能够带来任何益处、优点或解决方案或使任何益处、优点或解决 方案更加显著的一种或多种元素不应被理解为任一或全部权利要求的关键的、必需 的或本质的特征或元素。
应意识到，为了清楚起见，在以上或以下单独实施例的上下文中描述的本发 明的某些特征也可在单个实施例中组合提供。相反，为了简明起见，在单个实施例 的上下文中描述的本发明的各特征也可单独提供或以任意子组合的形式提供。此 外，范围中所述的值的引用包括该范围内的每个值。
权利要求
1. 一种用于形成电子装置的方法，包括在衬底上形成第一层；以及将第一液体组合物置于所述第一层的第一部分上，所述第一液体组合物包括至少第一客体材料和第一液体介质，所述第一液体组合物与所述第一层接触且主要量的所述第一客体材料与所述第一层混和。
2. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述第一层(l)能够发射在目标波长处或在目标波长光谱内具有发射最大值的 辐射，或者(2)被设计成响应于所述目标波长处或所述目标波长光谱内的辐射，所 述目标光谱具有不大于150nm的宽度；以及所述第一客体材料(l)能够发射在目标波长处或在目标波长光谱内具有发射最大值的辐射，或者(2)被设计成响应于所述目标波长处或所述目标波长光谱内的辐射。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一层和所述第一客体材料 中的每一个均在蓝光光谱内具有发射最大值。
4. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，它还包括 在形成所述第一层之前在所述衬底上形成第二层；以及 使所述第二层的至少一部分致密化， 在所述致密化后在所述第二层上形成所述第一层。
5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一层和所述第二层具有基 本相同的成分。
6. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二层基本上防止所述第一 客体材料与所述衬底混和。
7. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述致密化包括使所述第二层交联。
8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括使所述第一层交联， 所述第一层包括第一材料；所述第二层包括第二材料；进行所述第一层的交联，使得部分而非全部所述第一材料发生交联；以及进行所述第二材料的交联，至少直到基本上全部的所述第二材料被交联。
9. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，还包括将第二液体组合物置于所述第一层的第二部分上，所述第二液体组合物包括 至少第二客体材料和第二液体介质，所述第二客体材料不同于所述第一客体材料；以及所述第二液体组合物与所述第一层接触且主要量的所述第二客体材料与所述第一层混和；以及将第三液体组合物置于所述第一层的第三部分上，所述第三液体组合物包括 至少第三客体材料和第三液体介质，所述第三客体材料不同于所述第一客体材料和第二客体材料中的每一 种；以及所述第三液体组合物与所述第一层接触且主要量的所述第三客体材料与 所述第一层混和。
10. 如权利要求9所述的方法，其特征在于， 所形成的所述第一层的厚度不大于40nm;以及 所述第一层和所述第一客体材料的第一复合物的厚度至少为60nm;所述第一层和所述第二客体材料的第二复合物的厚度至少为30nm;以及 所述第一层和所述第三客体材料的第三复合物的厚度至少为60nm
11. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，基本上全部的所述第一客体材 料与所述第一层混和。
12. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述第一层包括形成一层 连续的层。
13. —种通过如权利要求l所述方法形成的电子装置。
14. 如权利要求13所述的电子装置，其特征在于，所述第一层内的所述第一 客体材料是辐射发射电子元件或辐射响应电子元件的一部分。
15. —种电子装置，包括 衬底；覆盖在所述衬底上的连续的第一层，所述连续的第一层包括电子元件位于其中的第一部分和没有电子元件位 于其中的第二部分；所述第一部分至少为30nm厚并包括第一客体材料；以及所述第二部分的厚度不大于40nm。
16. 如权利要求15所述的电子装置，其特征在于， 所述连续的第一层包括另外的第一部分； 所述电子装置包括第一电子元件；所述第一电子元件中的每一个都包括第一电极、第二电极和位于所述第一电 极和所述第二电极之间的至少一个第一部分。
17. 如权利要求16所述的电子装置，其特征在于， 所述连续的第一层包括第三部分和第四部分； 所述第三部分至少为30nm厚并包括第二客体材料； 所述第四部分至少为30nm厚并包括第三客体材料； 所述电子装置包括第二电子元件和第三电子元件；所述第二电子元件中的每一个包括第三电极、第四电极和位于所述第三电极 和所述第四电极之间的至少一个第二部分，所述第三电子元件中的每一个包括第五电极、第六电极和位于所述第五电极 和所述第六电极之间的至少一个第三部分。
18. 如权利要求17所述的电子装置，其特征在于，所述第一电子元件是辐射 发射电子元件或辐射响应电子元件。
19. 如权利要求15所述的电子装置，其特征在于，所述连续的第一层(l)能够发射在目标波长处或目标波长光谱内具有发射最大 值的辐射，或者(2)被设计成响应于所述目标波长处或所述目标波长光谱内的辐射， 其中所述目标光谱具有不大于150nm的宽度；以及所述第一客体材料(l)能够发射在目标波长处或目标波长光谱内具有发射最大 值的辐射，或者(2)被设计成响应于所述目标波长处或所述目标波长光谱内的辐射。
20. 如权利要求19所述的电子装置，其特征在于，所述连续的第一层和所述 第一客体材料中的每一个均在蓝光光谱内具有发射最大值。
全文摘要
一种用于形成电子装置的工艺包括在衬底上形成第一层并将第一液体组合物置于第一层的第一部分上。第一液体组合物至少包括第一客体材料和第一液体介质。第一液体组合物与第一层接触且大量的第一客体材料与第一层混和。一种电子装置包括衬底和覆盖在衬底上的连续的第一层。连续的第一层包括电子元件位于其中的第一部分和没有电子元件位于其中的第二部分。第一部分的厚度至少是30nm并包括第一客体材料，且第二部分的厚度不大于40nm。
文档编号H01L33/00GK101438382SQ200580044618
公开日2009年5月20日 申请日期2005年12月29日 优先权日2004年12月30日
发明者C·D·麦克费森, G·斯罗丹诺夫, M·斯坦纳, S·普拉卡什, 钢 俞 申请人:E.I.内穆尔杜邦公司