专利名称：通过汽相沉积方法结合真空层压来制备有机发光二极管的制作方法
技术领域：
本发明涉及有机发光二极管(OLED)，并且更具体地涉及一种制作 有机发光二极管的方法，该方法减少了 OLED中物理缺陷的形成。
背景技术：
有机发光二极管(OLED)典型地由有机发光层以及位于该发光层两 侧的附加有机层组成，所述附如有机层促进电荷传输并且包括空穴传输层 和电子传输层。这些有机层夹在两个电极层(即阳极层和阴极层)之间， 这两个电极层都在一侧覆盖有衬底以实现保护作用和稳定性。
常规地，通过在高或超高真空中执行的电极层和有机层的汽相沉积来 制造OLED。虽然这种技术在关于每层的厚度控制以及材料的足够的纯度 和良好的层粘附方面提供某些优点，但是关键缺点之一是由于在形成 OLED结构的组成层期间布置的外来不想要的物质的出现而存在物理缺 陷。这些缺陷的直径可能处于几纳米到微米的量级并且能够从OLED的阴 极区域扩展到运送电流的区域。结果，可能出现短路，或者这些缺陷可能 形成针孔，从而引起氧和湿气的渗透，导致由于侵蚀所致的不工作区(即 暗区)并且破坏OLED的发射能力。这种所谓的"暗斑，，是常见问题，并 且通常可归因于尘埃粒子的存在。
湿法涂布技术(诸如旋涂)被广泛地用于基于聚合物的发光二极管中， 但该技术具有多层能力不足的缺点。
印刷、压印或层压方法很少使用，例如丝网印刷、喷墨印刷、热微印 刷接触或微压印，它们当前仅表现出较差的性能数据。在Cao等人的出版 物"Effects of dust particles and layer properties on organic electronic devices fabricated by stamping" ( J. Appl. Phys. 98, 0033713 ( 2005 ))和Kim等 人的 "Patterning of active organic materials by direct transfer for organic electronic devices" ( J. Appl. Phys. 97, 113512 ( 2005 ))中描述了利用压 制或压印来组装分开制造的OLED层结构。所描述的方法能够被用来压印 图案，其中金属层被冷焊接到薄金属层上并且经由低粘附界面层而保持在 对置衬底上(Cao等人)，或者其中将有机空穴传输层压制到对等层上(Kim等人)。根据这些文件，与刚性印模相比，弹性印模的使用使得更好地包 封尘埃粒子。然而，这些方法是在环境空气下执行的。而且，根据这些方
法制造的OLED具有若干缺点，诸如功耗增加以及不同有机层之间的粘附 问题。
Lui等人的出版物 "High performance organic light emitting diodes fabricated via a vacuum-free lamination process" ( Appl. Phys. Lett. 88, 223509 ( 2006 ))涉及一种利用滚动层压来组装分开制造的阳极元件和阴 极元件的方法。为了制造电子导体，所述方法与利用碱金属的有机发光聚 合物的n掺杂进行组合。这些实验是在含有低于5ppm氧或水的氩气气氛 中实施的，然而机械粘附度很低并且这些层可以很容易地脱层。
发明内容
有利的是提供一种减少OLED结构的组成层中的物理缺陷的形成的 OLED制作方法。当前，大多数OLED通过在高或超高真空中执行的汽相 沉积方法来制造。这些方法的常见问题是在OLED各层的形成期间包括了 外来的不想要的物质，尤其是尘埃粒子。所包括的物质可能展现出锐利的 边缘或者可能在层结构中造成缺陷，所述缺陷可以传播到OLED的后续层。 这会导致短路或形成针孔并且渗透氧和湿气，这将减少OLED的寿命。期 望的是提供一种OLED的制作方法，其中OLED的阴极层保持完好。还期 望提供一种OLED的制作方法，其中针孔的数量被极大地降低。而且，期 望的是提供寿命增加的OLED。
为了更好地解决这些问题中的一个或多个，在本发明的第一方面，提
OLED的传输层不仅用作传输介质而且在某些情况下用作防止湿气和 氧扩散到有源发射层中的緩沖层。因而，对不同OLED层以及它们所放置 的顺序的设计也会影响OLED的寿命。因此，有利的是提供一种提供了更 好的多层结构的制作方法。而且，期望的是提供一种减少层结构中的缺陷 向后续层传播的制作方法。
为了更好地解决这些问题，在本发明的另 一方面中提供一种用于将分 开制造的OLED结构层压在一起的方法。
在本发明的另一方面中提供一种OLED,其中改善了层压的OLED层 之间的粘附。在又一方面中，提供一种具有改善的电属性的OLED。 本发明的这些及其它方面将通过下文描述的实施例而显现出来并且 将参照这些实施例进行阐述。
图1示出了分开的和被组装为OLED器件的阴极村底和阳极衬底。 图2示出了作为分开的和;波组装为OLED结构的阴极衬底和阳极衬底 的铝箔。
图3示出了分开的和被组装为OLED结构的导电软材料和带有阴极层 的阳极村底。
本文中所使用的术语"尘埃粒子"意指OLED结构中的任何外来的不
想要的物质。
具体实施例方式
在本发明的一个实施例中，提供一种制造OLED的方法，包括以下步 骤提供第一和第二衬底；从所述衬底中去除尘埃粒子；通过汽相沉积方 法分别涂覆第一和第二衬底；以及在真空下将第一和第二衬底层压在一起。
所述衬底上的尘埃粒子能够通过若干方法或其组合而在很大程度上 被去除。在一个示例性实施例中，尘埃粒子能够通过例如在超纯水中的超 音波(megasonic)或超声清洗而被去除。在另一个示例性实施例中，尘埃 粒子能够通过对尘埃粒子充电并且在电场中去除至少部分充电的尘埃粒 子而^皮去除。
在一个示例性实施例中，尘埃粒子能够利用电子束进行负充电，所述 电子束例如能够通过差动泵浦的电子枪来生成，该枪类似于阴极射线管中 使用的枪。差动泵浦意味着在枪中和阴极周围通过连续泵浦(例如通过涡 轮分子泵)维持例如<10-5 Pa的至少高真空，而在村底周围的惰性气体层 流中能够施加例如10到200 Pa的高得多的压力。典型地，将在电子束的 小孔径/孔的区域中获得高的压力梯度。
在一个示例性实施例中，电场可以是大约30到大约100V/cm的均匀 电场，并且能够例如由dc电源生成并被施加到形成电容器的两个导电板 上。例如，这些衬底能够一皮放置在充电后的两个导电板之间，使衬底基部 接触阴极而带有带电粒子的村底表面暴露于指向阳极的电场。阳极板能在在另一示例性实施例中，阴极板被加热到升高的温度，例如加热到大
约150-220°C。可选地，这个示例性实施例可以与先前示例性实施例进4亍 组合。
在又一示例性实施例中，低压的惰性气体流(例如恒定的惰性气体层 流)有助于将粒子从衬底释放并且将它们收集到阳极上。合适的惰性气体 包括例如氮气、氩气或其他稀有气体(noble gas)。
在又一示例性实施例中，对衬底施加温度梯度，其中温度梯度在衬底 的表面处尤其有效并且可以具有大约200。C的温度上限，并且衬底表面暴 露于惰性气体的层流中。
在其它实施例中，尘埃粒子能够通过将所述衬底暴露于单独生成的等 离子体(例如微波或RF等离子体)而被去除，其中衬底表面上的尘埃粒 子在活性气体中被充电，并且将充电的尘埃粒子收集在粒子收集器中。合 适的活性气体例如是SiH4。活性气体可以以层流在村底上方流动。下至IO nm大小的被释放的尘埃粒子能够被收集在例如带负电的精细粒子收集器 中，所述粒子收集器包括带有陶瓷外壁的管和内部阳极。
在又一实施例中，激光蒸发能够被用来从衬底表面去除尘埃粒子，所 述尘埃粒子嵌入在覆盖衬底表面的可蒸发流体薄膜中。这些尘埃粒子将被 带到蒸汽中并且然后能够从气体下游被收集。
村底典型地通过气相沉积方法进行涂覆。例如，能够使用在高或超高 真空中的热蒸发，其在于加热直到要以薄膜形式沉积到冷衬底表面上的材 料蒸发。用于对材料施加热量的合适方法例如是电阻加热，其中借助于通 过熔丝或金属板的电流或者利用来自电子束枪的高能电子束的轰击而将 材料加热直到融化。
单独涂覆的衬底通过在真空下将第一和第二村底层压在一起而被组 装成OLED结构。该层压能够例如利用包括弹性体的软印模的滚动层压体 或层庄机器来执行，所述弹性体的软印模例如能够由硅橡胶或另一弹性体 制成。典型地，可以应用从0.01到0.6 MPa的连续压力增加。此外，层压 能够在室温下实施或者能够在升高的温度下执行，这能够增强层压的衬底 的粘附度。用于层压工艺的适合的温度在大约20。C和大约IO(TC之间，或 者在大约70。C和大约80。C之间，这取决于有机层的玻璃转变温度；这不 能被超过。在示例性实施例中，可以使用基于聚二曱基硅氧烷(PDMS)的杨氏模 量为约3 MPa的印才莫。
根据一个实施例，阳极衬底20和阴极衬底l(M皮分开地制造第一衬 底90被涂覆有阳极层80和至少一个有机层70,而第二衬底40纟皮涂覆有 阴极层50和至少一个有机层60,如图1所示。在将阳极衬底20和阴极衬 底IO层压在一起后就获得了 OLED层结构30。
在示例性实施例中，阳极衬底20和阴极衬底10能够在顶部具有相同 的有机层。
在另 一 实施例中，涂覆有阴极层和至少 一个有机层的第二衬底可以包 括涂覆有至少一个有机层的铝箔。图2示出了阳极衬底110,包括第一衬 底170、阳极层160和至少一个有机层150,和作为阴极衬底100的涂覆 有至少一个有机层140的铝箔130。在将阳极衬底110和涂覆的铝箔100 层压在一起后就获得了 OLED层结构120。
在示例性实施例中，铝箔可以是柔性的并且可以在背面例如用聚合物 膜进行密封。在另一示例性实施例中，铝箔130被涂覆有与阳极村底110 相同的有机层150。
根据另一实施例，仅第一衬底2 30被涂覆，如图3所示。涂覆的衬底 180包括阳极层220、至少一个有机层210和阴极层200，而第二未涂覆的 衬底170包括导电的软材料。在将涂覆的衬底180和未涂覆的衬底170层 压在一起后就获得了 OLED层结构190。
在示例性实施例中，第一和第二衬底是刚性的。在另一示例性实施例 中，第一衬底是刚性的而第二衬底是柔性的，反之亦然。在又一示例性实 施例中，第一和第二衬底是柔性的。
所提供的衬底可以是透明的或不透明的，这取决于让发射光通过的 OLED侧。例如，适合的衬底可以由玻璃(诸如硼硅酸盐玻璃或钠4丐玻璃) 制成。其它适合的材料例如是聚合物或塑料，诸如聚碳酸酯、聚对苯二曱 酸乙二醇酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚砜等等。衬底还可以由硅 (诸如非晶硅、多晶硅、单晶硅等)制成。例如能够使用的另一类材料是 金属箔或金属化聚合物。还能够选择其它材料，只要这些材料能够有效地 支撑其它层并且不会干扰OLED功能性的性能。
阳极层可以包括诸如铟锡氧化物(ITO)、硅、氧化锡之类的适合的 正电荷注入材料，以及诸如金、铂或钯之类的具有高功函数的金属。其它适合的材料例如可以是导电碳、7C共轭的聚合物，诸如聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯等等。阴极层可以包括适合的电子注入材料，例如具有低功函数的金属，诸如铝、钡、钙、铟、锂、镁、银及其合金。电极层可以是透明的
或不透明的，这取决于让发射光通过的0LED侧。
有机层可以包括空穴注入层、空穴传输层、发射层、空穴阻挡层、电子传输层或电子注入层。空穴注入层从阳极接受空穴并且将它们传输到空穴传输层，空穴注入层能够例如由诸如铜酞菁(CuPc)、锌酞菁、掺酸的聚(乙歸二氧p塞吩)(acid doped poly (ethylenedioxythiphene))或掺酸的聚苯胺之类的p卜啉化合物制成。空穴传输层将空穴从阳极层传输到发射层，并且可以例如从三芳胺(诸如4，4，，4，，-三(N-吩噻溱基)三苯胺
(TPTTA) 、 4，4，，4，，-tri ( Nphe隨azinyl ) triphenylamine ( TP0TA )、N，N，-双(3-甲基苯基)-N,N，-二苯基联苯胺(TPD)或聚乙烯。卡唑)中选择。发射层促进电荷复合，即光生成，并且包括电学上适合的基质(matrix)中的发光材料。发光材料的示例是香豆素、二巯基亚甲基吡喃、聚甲川、oxabenzanthrane、氧杂憲、、p比-南、carbostyl、 二蔡嵌苯、唤p丫p定酉同染泮牛
(quinacridone dye)、稠环荧光染料(诸如二萘嵌苯、红荧烯、蒽、六苯并苯、菲(phe,threcene )或芘)、丁二烯(诸如1， 4-二苯基丁二烯和四苯基丁二烯)、二苯乙烯和发磷光的络合物(如铱(III)(苯基-吡啶)3)。空穴阻挡层防止空穴扩散到电子传输层中并且能够例如由2,9-二甲基-4, 7-二苯基菲咯啉制成。电子传输层促进电子从阴极层移动到发射体层，并且能够例如由8-羟基喹啉金属螯合物(诸如三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)或恶二唑)制成。电子注入层接受来自阴极层的电子并且将它们传送到电子传输层，并且能够包括例如金属氟化物，诸如LiF或CsF。
权利要求
1、一种制作有机发光二极管的方法，包括以下步骤提供第一和第二衬底；从所述衬底去除尘埃粒子，通过汽相沉积方法分别涂覆所述第一和第二衬底，以及在真空下将所述第一和第二衬底层压在一起。
2、 根据权利要求1的方法，其中去除所述衬底上的尘埃粒子包括对 尘埃粒子充电以及在电场中去除充电的尘埃粒子的至少一部分。
3、 根据权利要求1的方法，其中尘埃粒子通过在超纯水中超音波或 超声清洗中的至少一种而被去除。
4、 根据权利要求l的方法，其中去除所述衬底上的尘埃粒子包括将 所述衬底暴露于单独生成的等离子体，其中尘埃粒子在活性气体中被充 电；并且将充电的尘埃粒子收集在粒子收集器中。
5、 根据权利要求1、 2、 3或4的方法，其中第一衬底涂覆有阳极层 和至少一个有机层，而第二衬底涂覆有阴极层和至少一个有机层。
6、 根据权利要求5的方法，其中涂覆有阴极层和至少一个有机层的 第二衬底包括涂覆有至少 一个有机层的铝箔。
7、 根据权利要求l、 2、 3或4的方法，其中仅笫一衬底^L涂覆。
8、 根据权利要求7的方法，其中第一衬底包括阳极层、至少一个有 机层和阴极层，而第二未涂覆的衬底包括导电的软材料。
9、 根据权利要求1-8中任一项的方法，其中利用滚筒层压将衬底层 压在一起。
10、 根据权利要求1-8中任一项的方法，其中利用弹性印模将衬底层 压在一起。
11、 一种根据前述权利要求中任一项制作的有机发光二极管。
全文摘要
公开了一种制作有机发光二极管(OLED)的方法，该方法减少GLED中物理缺陷的形成，该方法包括从第一和第二衬底(40、90)去除尘埃粒子；利用汽相沉积方法(50、80)分别涂覆第一和第二衬底；以及在真空中将第一和第二衬底层压在一起。
文档编号H01L51/52GK101663773SQ200880012838
公开日2010年3月3日 申请日期2008年4月17日 优先权日2007年4月20日
发明者G·F·盖特纳, H·F·博尔纳 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司