专利名称：形成具有性能增强层的oled装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及有机电致发光(EL)装置，也称作是发射彩色光的有机发光二极管(OLED)。
背景技术：
在彩色或者全彩色有机电致发光(EL)显示器中(也称作是有机发光二极管装置，或者OLED装置)配置了彩色的像素阵列。这些像素可以包含红色、绿色和蓝色像素(通常称作是RGB像素)。这些像素被精确地构图。基本的OLED装置通常具有阳极、阴极和夹在该阳极和阴极之间的有机EL介质。该有机EL介质可以由一层或者多层有机薄膜组成，其中的一个层主要负责用来产生光或者电致发光。这个特殊的层通常指的是有机EL介质的发光层或者发射层。在有机EL介质中存在的其他有机层主要用来提供电荷传输的功能，并且被称作空穴传输层(用于空穴传输)或者电子传输层(用于电子传输)。在形成全彩色OLED显示器面板中的RGB像素时，必须设计一种方法来精确地构图有机EL介质或者全有机EL介质的发光层。
在共同转让的US-A-5,937,272中，Tang教导了一种通过气相沉积EL材料而在薄膜晶体管(TFT)阵列基板上来构图多色像素(例如红色、绿色、蓝色子像素)的方法。这样的EL材料是通过使用在支架上的供体涂层和小孔掩模而在基板上以所选择的图案来沉积的。
EL材料的转印优选的是在减少氧气和/或水的条件下进行的，使用了在前面提到的专利中诸如Tang所说明的室。使用真空或者减压可以有助于EL材料从源转印到基板上。在转印中使用这样的条件是有利的，因为有些EL材料对于氧气和/或湿气是敏感的。例如用在OLED装置中的三(8-羟基喹啉合)铝(III)(Alq)，众所周知它是与水反应的[F.Papadimitrakopoulos等人，化学材料(Chem.Mater).8，1363(1996)]。另外在小分子和聚合物EL装置上所用的许多电极材料在空气中是非常不稳定的。在转印步骤中使用真空或者低的氧气和/或水的条件能够有助于降低OLED装置的失效率。然而在沉积步骤期间或者在沉积步骤之间或者在步骤之间有设备搬迁或延迟的任一时间都有可能使得装置受到氧气、湿气和/或其他成分的无意污染。这会导致OLED显示器的稳定性降低。另外，辐射传递有机发光材料可能是高能量的过程，这会降低通过这种方法制作的OLED显示器的稳定性。
因此本发明的一个目的是改进OLED装置的稳定性。
通过用于形成具有改进性能的有机发光装置的方法来实现该目的，该方法包括步骤a)在基板上形成阳极；b)提供包含有发光材料的供体单元并且与基板以材料转印关系来定位这些供体单元；c)用辐射来照射该供体单元使得发光材料转印从而沉积该发光材料，并且在阳极上形成发光层；d)在含有一种或者多种化学还原材料的发光层上形成性能增强层，该一种或者多种化学还原材料是选择用来改进有机发光装置的性能的；e)在性能增强层上形成电子传输层；以及f)在电子传输层上形成阴极。
优点本发明的优点在于，通过辐射传递发光材料制作的OLED装置具有改进的工作稳定性。
图1示出了现有技术的OLED装置的横断面视图；图2示出了根据本发明在发光层上制作具有性能增强层的OLED装置的一个实施方案的横断面视图；图3示出了表示通过辐射传递将发光材料选择性地从供体单元传递到基板的过程的横断面图；图4是示出了根据本发明所用方法的步骤的框图。
因为装置的特征尺寸诸如层厚度经常性地在亚微米范围，所以为了清楚起见而不是为了尺寸的精确性将视图按比例放大。
在其公知技术的应用中使用了术语“像素”，指的是能够受激而独立于其他区域发光的显示器面板的区域。在公知技术中所使用的术语“OLED装置”指的是含有有机发光二极管作为像素的显示器装置并且也称作是有机发光装置。彩色OLED装置发射出至少一种颜色的光。使用术语“多色”来描述在不同的区域能够发射不同色调光的显示器面板。特别是，使用该术语来描述能够显示不同颜色图像的显示器面板。这些区域不一定是连续地。使用术语“全彩色”来描述能够产生可见光谱中的红、绿、蓝区域光的多色显示器面板，并且显示任一色调组合的图像。该红色、绿色、蓝色构成了三种基色，通过适当地混合这三种基色可以产生所有其他的颜色。术语“色调”指的是可见光谱内的发射光的强度形貌，不同的色调在颜色上呈现出视觉可分辨的差异。通常使用像素或者子像素来指定显示器面板中的最小的选址单元。对于单色显示器，在像素或者子像素之间没有差异。在多色显示器面板中使用了术语“子像素”并且用来指定能够独立选址而发射出特定颜色的像素的任一部分。例如蓝色子像素是能够被选址从而产生蓝光的像素的部分。在全彩色显示器中，像素通常包含了三原色子像素，即蓝色、绿色和红色。使用术语“间距”来指定隔开显示器面板中的两像素或者子像素的距离。这样子像素间距指的是两个子像素之间的间距。
参考图1，示出了现有技术的OLED装置的横断面视图。OLED装置14包含了基板10。基板10可以是有机固体、无机固体或者是有机和无机固体的组合物，它们提供了用于接收来自供体的有机材料的表面。基板10可以是刚性的或者是柔性的并且能够作为分离的单个板来进行处理，诸如板或者晶片，或者是作为连续的卷。代表性的基板材料包括玻璃、塑料、金属、陶瓷、半导体、金属氧化物、半导体氧化物、半导体氮化物或者其组合。基板10可以是材料的均匀混合物、材料的复合物或者是多层材料。基板10可以是OLED基板，例如有源矩阵低温多晶硅TFT基板，这种OLED基板是通常用于制作OLED装置所用的基板。基板10可以是光透明的或者是不透明的，这取决于将要发射光的方向。为了通过基板看到EL发光，期望它有透光性质。在这样的情况下通常使用透明的玻璃或者是塑料。对于通过顶电极观察EL发光的应用的情况下，底部支持体的透光特性并不是重要的，因此底部支持体可以是透光的、吸收光的或者是反射光的。在这种情况下使用的基板包括玻璃、塑料、半导体材料、陶瓷和线路板材料或者是在形成OLED装置中通常使用的任何其他材料，这些OLED装置可以是无源矩阵装置或者是有源矩阵装置，但是基板并不局限于上述这些材料。
在基板10上形成阳极20。当通过基板10观察EL发光时，对于感兴趣的发光来讲阳极必须是透明的或者基本上是透明的。在本发明中可用的常见透明阳极材料是铟锡氧化物和氧化锡，但是也可以用其他的金属氧化物，这些金属氧化物包括但不限于铝-掺杂或者铟-掺杂的氧化锌、镁-铟氧化物和镍-钨氧化物。除了这些氧化物，金属氮化物诸如氮化镓、金属硒化物诸如硒化锌，以及金属硫化物诸如硫化锌都可以用作阳极材料。对于通过顶电极观察EL发光的应用，阳极材料的透光特性并不是重要的，可以使用任何导电材料，透明的、不透明的或者是反射性的。对于这种应用的导体实例包括但不限于金、铱、钼、钯和铂。优选的阳极材料具有4.1eV或大于该值的功函数，该阳极材料是透明的或者是不透明的。期望的阳极材料可以通过任何合适的方法例如蒸镀、溅射、化学气相沉积或者电化学方法来沉积。阳极材料可以使用众所周知的光刻工艺来构图。
虽然并不总是必须的，但是在有机发光显示器中的阳极20上形成空穴注入层22常常是有用的。该空穴注入层能够起到改进随后的有机层的薄膜形成性质并且有助于空穴注入到空穴传输层中。用于空穴注入层22中的适当的材料包括但不限于在US-A-4,702,432中说明的卟啉(porphyrinic)化合物、在US-A-6,208,075中说明的等离子沉积的碳氟化合物的聚合物。在EP0,891,121 A1和EP1,029,909 A1中说明的有机EL装置中，其报道可以使用替代的空穴注入材料。
虽然并不总是必须的，但是在空穴注入层22上形成空穴传输层24，或者如果没有使用空穴注入层则在阳极20上形成空穴传输层24常常是有用的。期望的空穴传输材料可以是通过任一合适的方法诸如蒸镀、溅射、化学气相沉积、电化学方法、热转印或者是激光热转印供体材料而沉积的。在空穴传输层24中可用的空穴传输材料是众所周知的，包括诸如芳族叔胺的化合物，其中后者是含有至少一个仅与碳原子键合的三价氮原子的化合物，这些碳原子中至少一个是芳香族环的成员。在一种形式中，芳族叔胺可以是芳基胺，诸如单芳基胺、二芳基胺、三芳基胺或者是聚合的芳基胺。在US-A-3,180,730中由Klupfel等人说明了实例性的单体三芳基胺。在US-A-3,567,450和US-A-3,658,520中由Brantley等人公开了用一个或者多个乙烯基和/或含有至少一个含活性氢基团取代的其他合适的三芳基胺。
更优选的芳族叔胺是如US-A-4,720,432和US-A-5,061,569中说明的含有至少两个芳族叔胺的部分。这样的化合物包括由结构式A表示的化合物。
其中Q1和Q2是独立选择的芳族叔胺的部分；以及G是连接基团，如具有碳碳键的亚芳基、亚环烷基或者是亚烷基。
在一个实施方案中，Q1或者Q2中的至少一个含有多环的稠环结构，例如萘。当G是芳基的时候，它通常是亚苯基、亚联苯基或者是萘的部分。
有用的满足结构式A并且含有两个三芳基胺部分的三芳基胺是通过结构式B表示的。
其中R1和R2各自独立地表示氢原子、芳基基团或者烷基基团或者R1和R2共同表示构成环烷基的原子；以及R3和R4都独立地表示芳基基团，该芳基基团又被氨基取代的二芳基取代，如结构式C所示。
其中R5和R6都是独立选择的芳基基团。在一个实施方案中，R5或R6中的至少一个含有多环的稠环结构，例如萘。
另一类的芳族叔胺是四芳基二胺。期望的四芳基二胺含有两个二芳基氨基基团，如化学式C所示，它是通过亚芳基联结的。可用的四芳基二胺包括化学式D所表示的那些。
其中每个Are是独立选择的亚芳香基，诸如亚苯基或者蒽的部分；n是从1到4的整数；以及Ar、R7、R8和R9是独立选择的芳基基团。
在一般的实施方案中，Ar、R7、R8和R9中的至少一个是多环的稠环结构，例如萘。
前面所述的结构式A、B、C、D中的各种烷基、亚烷基、芳基和亚芳基的部分又都可以被取代。典型的取代基包括烷基基团、烷氧基基团、芳基基团、芳氧基基团和诸如氟根、氯根和溴根的卤素。该各种烷基和亚烷基部分通常含有1到大约6个碳原子。环烷基部分含有3到约10个碳原子，但一般含有5、6或者7个碳原子，例如环戊基、环己基和环庚基环的结构。芳基和亚芳基部分通常是苯基和亚苯基部分。
在OLED装置中的空穴传输层可以由单一芳族叔胺化合物或者芳族叔胺化合物的混合物来形成。具体地，可以使用三芳基胺，诸如满足化学式B的三芳基胺，与四芳基二胺进行组合，该四芳基二胺诸如化学式D所示。当使用三芳基胺与四芳基二胺进行组合时，后者作为一个层被定位在该三芳基胺和电子注入与传输层之间。在下面说明了可用的芳族叔胺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4，4’-双(二苯基氨基)四苯基双(4-二甲基氨基-2-甲基苯基)-苯基甲烷N，N，N-三(对甲苯基)胺4-(二-对甲苯基氨基)-4’-[4-(二-对甲苯基氨基)-苯乙烯基]茋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-苯基咔唑聚(N-乙烯基咔唑)N，N’-二-1-萘基(naphthalenyl)-N，N’-二苯基-4，4’-二氨基联苯4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯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-氟代蒽基)-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-并四苯基)-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-(2-晕苯基)-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-N-[4-(1-萘基)-苯基]氨基}联苯4，4’-双[N-苯基-N-(2-芘基)氨基]联苯2，6-双[N，N-二(2-萘基)氨基]芴1，5-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]萘另一类可用的空穴传输材料包括在EP1,009,041中说明的多环芳香族化合物。另外，可以使用聚合的空穴传输材料，如聚(N-乙烯基咔唑)(PVK)、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺和诸如也称作PEDOT/PSS的聚(3，4-乙烯基二氧基噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸酯)的共聚物。
在阳极20上和所形成的诸如空穴传输层24的任何其他层上形成对电子-空穴复合产生响应而发光的发光层26。期望的有机发光材料可以通过适当的方法如蒸镀、溅射、化学气相沉积、电化学方法或者由供体材料的辐射传递来沉积。可用的有机发光材料是公知的。如在US-A-4,769,292和US-A-5,935,721中更充分说明的，有机EL单元的发光层26包含发光或者荧光材料，其中由于电子空穴对在这个区域复合而产生电致发光。发光层26可以由单一材料构成，但是更常见的是包括掺杂有客体化合物或掺杂剂的基质材料，其中发光基本来自该掺杂剂，并且可以具有任意的颜色。发光层26中的基质材料可以是如下面所限定的电子传输材料，可以是如上面所限定的空穴传输材料或者是支持电子-空穴复合的另一种材料。掺杂剂通常是从高荧光的染料中选择的，但是发荧光的化合物，例如在WO 98/55561、WO 00/18851、WO 00/57676和WO 00/70655中说明的过渡金属配合物也是可以使用的。在基质材料中一般掺杂0.01到10重量％的掺杂剂。
为了选择作为掺杂剂的染料，其重要的关系是比较带隙势能，该带隙势能定义为由分子的最高已占据分子轨道和最低未占据分子轨道之间的能量差。为了有效地将能量从基质材料传输到掺杂剂的分子，必要的条件是掺杂剂的带隙要比基质材料的带隙小。
已知有用的主体和发射分子包括但不限于在US-A-4,768,292、US-A-5,141,671、US-A-5,150,006、US-A-5,151,629、US-A-5,405,709、US-A-5,484,922、US-A-5,593,788、US-A-5,645,948、US-A-5,683,823、US-A-5,755,999、US-A-5,928,802、US-A-5,935,720、US-A-5,935,721和US-A-6,020,078中所公开的那些。8-羟基喹啉的金属配合物和类似的衍生物(式E)构成了一类可以支持电致发光的基质材料，并且特别适合于发射波长大于500nm的光，例如绿光、黄光、橙色光和红色光。
其中M表示金属；n是从1到3的整数；以及在每个情况下Z独立地表示构成核的原子，该核具有至少两个稠芳香环。
从上面所述，明显可见该金属可以是单价的、二价的或者是三价的金属。该金属可以是例如诸如锂、钠或钾的碱金属，可以是诸如镁或者钙的碱土金属，可以是诸如硼或者铝的土族金属。通常可以使用可用作是螯合金属的公知的任何单价、二价或者三价金属。
Z构成含有至少两个稠芳环的杂环的核，其中至少一个是吡咯类或者是吖嗪类的环。如果需要的话，可以将包括脂肪族与芳香族环的其它环与两个所要求的环进行稠合。为了避免添加分子而改进功能，环原子的数量通常保持为18或者更少。
在下面说明了可用的螯合的喔星类(oxinoid)化合物CO-1三喔星铝[别名，三(8-喹啉醇合)铝(III)]CO-2二喔星镁[别名，三(8-喹啉醇合)镁(II)]CO-3三[苯并{f}8-羟基喹啉合]锌(II)CO-4三(2-甲基-8-羟基喹啉合)铝(III)-μ-氧代-三(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铝三(5-甲基喔星)[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)]9，10-二-(2-萘基)蒽(式F)的衍生物构成了一类可以支持电致发光的可用基质材料，并且特别适合于发射波长大于400nm的光，例如蓝光、绿光、黄光、橙色光和红色光。
其中R1、R2、R3、R4、R5和R6代表在每个环上的一个或多个取代基，其中每个取代基各自选自下列各组第1组氢、或1-24个碳原子的烷基；第2组5-20个碳原子的芳基或取代的芳基；第3组构成蒽基、芘基、或苝基的稠芳环必需的4-24个碳原子；第4组构成呋喃基、噻吩基、吡啶基、喹啉基或其它杂环系统的稠合的杂芳环所必需的5-24个碳原子的杂芳基或取代的杂芳基；第5组1-24个碳原子的烷氧基氨基、烷基氨基或芳基氨基；和第6组氟、氯、溴或氰基。
吲哚衍生物(式G)构成了另一类可以支持电致发光的基质材料，并且特别适合于发射波长大于400nm的光，例如蓝光、绿光、黄光、橙色光和红色光。
其中n是3-8的整数；Z是O、NR或S；且R和R’各自是氢；1-24个碳原子的烷基如丙基、叔丁基、庚基等；5-20个碳原子的芳基或杂原子取代的芳基如苯基和萘基、呋喃基、噻吩基、吡啶基、喹啉基和其它杂环系统；或卤基如氯、氟；或构成稠芳环必需的原子。
L是由烷基、芳基、取代的烷基、或取代的芳基组成的连接单元，其共轭或非共轭地把多个吲哚连接在一起。
有用的吲哚的实例是2，2’，2”-(1，3，5-亚苯基)三[1-苯基-1H-苯并咪唑]。
期望的荧光掺杂剂包括蒽、并四苯、氧杂蒽、二萘嵌苯、红荧烯、香豆素、玫瑰精、喹吖(二)酮、二氰基亚甲基吡喃化合物、噻喃化合物、聚次甲基化合物、pyriliumhe和thiapyrilium化合物、以及carbostyryl化合物的衍生物。可用的掺杂剂的实例包括但不限于以下化合物
其他有机发光层材料可以是聚合物，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，如Wolk等人在共同转让的US-A-6,194,119B1及其中引用的参考文献中所教导的。
尽管没有示出，但是如果对于最终OLED装置的合适发光性质需要的话，那么发光层26可以附加地包含有两个或者更多的发光层。
在发光层26上形成电子传输层28。期望的电子传输材料可以通过任何合适的方法如供体材料的蒸镀、溅射、化学气相沉积、电化学方法、热转印或者是激光热转印而沉积。在电子传输层28中使用的优选的电子传输材料是金属螯合的喔星类化合物，该化合物8羟基喹啉自身的螯合物(也通常称作是8-喹啉醇或8-羟基喹啉)。这样的化合物有助于注入和传输电子，并且呈现出高性能以及在薄膜的形成中容易制作。期望的喔星类化合物的实例是满足上面说明的结构式E的化合物。
其他的电子传输材料包括如在US-A-4,356,429中公开的各种丁二烯衍生物和在US-A-4,539,507中公开的各种杂环的光学光亮剂。满足结构式G的吲哚也是可用的电子传输材料。
其他电子传输材料可以是聚合物，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、聚乙炔和诸如在Handbookof Conductive Molecules and polymers，Vol.1-4，H.S.Nalwa，ed.，John Wiley and Sons，Chichester(1997)(导电分子和聚合物手册)中所列出的其他的导电聚合物有机材料。
在电子传输层28上形成阴极30。当发射的光穿过阳极时，阴极材料可以由几乎任何导电材料构成。期望的材料具有良好的薄膜形成性质以确保与下面的有机层良好接触，在低压下促进电子的注入并且具有好的稳定性。可用的阴极材料常常含有低功函数的金属(＜3.0eV)或者金属合金。一种优选的阴极材料由Mg∶Ag合金构成，其中银的百分比在1到20％的范围，如在US-A-4,885,221中说明的。另一类合适的阴极材料包括由导电金属后层覆盖的低功函数金属或金属盐的薄层所构成的双层。一种这样的阴极含有LiF薄层，随后是厚的Al层，如美国专利5,677,572专利所说明的。其他可用的阴极材料包括但不限于在US-A-5,059,861；US-A-5,059,862；和US-A-6,140,763所公开的阴极材料。
当通过阴极观察到发射光时，阴极必须是透明的或者是几乎透明的。对于这样的应用，金属必须薄或者必须使用透明的导电氧化物，或者是这些材料的组合。在US-A-5,776,623中更详细说明了光学透明阴极。可以通过蒸镀、溅射或者化学气相沉积来沉积阴极材料。当需要的时候，可以通过许多众所周知的方法来实现构图，所述方法包括但不限于通过掩模沉积、如在US-A-5,276,380和EP0,732,868中说明的完整的阴影掩模、激光烧蚀和选择性化学气相沉积。
参考图2，表示OLED装置的一个实施方案的横断面的视图，该装置具有改进的性能，它是根据本发明在发光层上配置性能增强层制备的。在发光层26上并且在电子传输层28下面形成性能增强层32。性能增强层32包括所选择的一种或者多种化学还原材料以便改进OLED装置16的性能。在本说明书中使用的术语“化学还原材料”指的是具有供电子性质的这些材料。性能增强层32可以包含金属材料，诸如碱金属(例如锂、钠)、碱土金属(例如钡、镁)、或者是镧族的金属(例如镧、钕、镥)或者它们的组合。性能增强层32可以包含一种或者多种有机化学还原材料，例如二(亚乙基二硫基)四-硫杂富瓦烯(BEDT-TTF)，四硫杂富瓦烯(TTF)或其衍生物。性能增强层32可以通过两种或者多种不同的材料顺序沉积或者共沉积形成，至少其中一种材料是从上述的材料中选择的。性能增强层32的厚度为0.01到1nm，如果它含有金属材料则优选的厚度为0.02到0.5nm。如果性能增强层32包含有机化学还原材料，其厚度为0.1到2nm，优选的厚度为0.1到1nm。可以通过任何适当的方法诸如热蒸镀、电子束蒸镀、离子溅射或者其他的薄膜制作方法来沉积希望的性能增强材料。为了与沉积有机层相兼容，性能增强层32优选的是通过热蒸镀来形成的。性能增强层32优选的是在沉积电子传输层28之前沉积的。
图3示出了从供体单元40向基板10的部分选择性传递发光材料50的过程的横断面示意图，该传递是通过使用光照方法的辐射传递进行的。在此限定的辐射传递定义为任何机制，如升华、烧蚀、蒸镀或者其他过程，这些过程是在材料通过辐射引发时被传递的。在共体支持体单元46上用辐射吸收层制作供体单元40。在共同转让的US-A-5,904,961中，Tang和其他人已经说明了供体支持体单元46。辐射吸收层48包含辐射吸收材料，该材料能够吸收预定光谱部分的光从而产生热。辐射吸收层48可以包括诸如在US-A-5,578,416中说明的染料、诸如碳的颜料或者是诸如镍、铬、钛的金属，等等。供体单元40包括发光材料50，其也被称作发光层，涂布在供体单元上。
使供体单元40与基板10以材料传递关系定位，该基板10可以是OLED基板。材料传递关系，指的是供体单元40处于与基板10相接触的位置，或者与基板10保持受控的间距。在这个实施方案中，供体单元40是与基板10相接触的，并且缝隙56是通过薄膜晶体管的阳极20的结构和插入抬高的表面部分58来保持的。应当理解，在这个实施方案中有可能没有缝隙。激光源44通过辐射例如激光42选择性地照射供体单元40的非传递表面52。激光源44可以是例如红外激光，其功率足以产生充足的热54而实现在此说明的辐射传递。供体单元40的辐射吸收层48吸收激光42并且产生热54。涂布在供体单元40上的材料的受热部分的一些或者全部被升华、蒸发、或者烧蚀并且以有图案的传递而沉积在基板10的表面38上。用这种方法，可以传递发光材料50，从而选择性地形成发光层26。这样就实现了基质材料和掺杂剂材料的蒸发传递，这些材料包含发光材料50的各个层。
参考图4，并且参考图2和3，表示根据本发明形成有机发光装置的方法的一个实施方案中所包含步骤的框图。在过程的开始(步骤60)时，在基板10上形成阳极或阳极20的图案(步骤62)。可替换的方案是，阳极20可以是基板10例如是OLED基板的一部分。然后在阳极20的整个表面上任选地形成空穴注入层22(步骤64)。然后在空穴注入层22的整个表面上任选地形成空穴传输层24(步骤66)。然后与基板10以材料传递关系定位供体单元40(步骤68)。然后用诸如激光42的辐射来照射供体单元40，以加热供体单元40，沉积发光材料50，并且在阳极20上形成发光层26和任何插入层(步骤70)。然后在发光层26上沉积根据本发明的性能增强层32(步骤72)。性能增强层32包括一种或者多种化学还原材料，其选择用来改进有机发光装置的性能，如本文所述。然后就完成了有机发光装置。在性能增强层32上形成电子传输层28(步骤74)。然后在电子传输层28上沉积阴极层或者是一系列的阴极30(步骤76)。在过程结束之前可能还会有进一步的步骤，例如沉积保护层(步骤78)。
通过下面本发明实施例和比较例能够更好的理解本发明和它的优点。
实施例1(本发明实施例)以下面的方法构造出满足本发明要求的具有性能增强层的OLED装置1.在干净的玻璃基板上真空沉积铟锡氧化物(ITO)，以形成34nm厚的透明电极。
2.用等离子体氧刻蚀处理上面制备的ITO表面，随后如在US-A-6,208,075中说明的等离子体沉积1.0nm的碳氟化合物聚合物层(CFx)。
3.在大约10-6Torr的真空下通过真空沉积170nm的空穴传输层来进一步处理上面制备的基板，该空穴传输层是来自加热的舟源的4，4’-二[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(NPB)。
4.从真空中移出上面制备的基板，并且在被放置到氮气干燥箱之前暴露在空气中大约5分钟时间。
5.在75微米的聚砜板上真空涂布40nm的铬来制备供体基板。
6.上面制备的供体基板被进一步真空涂布20nm的2-(1，1二甲基乙基)-9，10-双(2-萘基)蒽(TBADN)，该TBADN掺杂了1.25％的2，5，8，11-三-叔丁基二萘嵌苯(TBP)，然后涂布附加的0.8nm的NPB，从而形成供体单元。
7.从真空中移出上面制备的供体单元并且在被放置到氮气干燥箱之前暴露在空气中大约5分钟时间。
8.放置上述供体单元使其与来自上面的步骤3的基板处于材料传递关系，其中使用衬垫以便保持供体单元与基板之间间距为75微米。
9.在共同转让的由David B.Kay等人于2002年1月23日提交的美国专利申请系列No10/055,579中说明了多通道激光器，专利名称为“在通过热转印制作OLED装置中使用多通道线性激光光束”，其公开的内容包含在此作为参考，使用该多通道激光器用755mJ/cm2能量来照射供体单元，从而在空穴传输层或者在基板上形成发光层。
10.将上面的基板暴露在空气中大约10分钟，然后再返回到真空环境下。
11.在空气暴露过的Alq层上面蒸镀0.1nm锂的性能增强层。
12.在包含加热的舟源的涂布台上，在基板上真空沉积35nm的三(8-羟基喹啉)铝(III)(Alq)的电子传输层。
13.在具有分离的钽舟的涂布台上，在接收体单元上沉积220nm的阴极层，其中一个钽舟含有银而另一个含有镁。该阴极层是10∶1体积比例的镁和银。
14.将该OLED装置传送到干燥箱中来进行封装。
实施例2(比较例)以实施例1中说明的方法来构造OLED装置，但是省略了步骤11(沉积性能增强层)。
实施例3(本发明实施例)以实施例1中说明的方法来构造OLED装置，但是步骤12是如下进行的(沉积电子传输层)12.在包含有两个加热舟源的涂布台上，一个舟源用于Alq，另一个用于锂，在基板上真空沉积35nm的具有1.2体积％锂(Alq∶Li)的三(8-羟基喹啉)铝(III)(Alq)的电子传输层。
结果在室温下给电极施加恒定的电流80mA/cm2来测试实例1-3中的装置，并且测量起始电压和亮度衰减到起始亮度的50％(80mA/cm2半衰期)的时间。然后对于每个实施例计算相对于比较例2的相对电压和相对半衰期。下表中说明了这些结果。
明显可见，所制作的没有性能增强层的装置(实施例2)比具有性能增强层的装置(实施例1和3)具有较短的半衰期。在发光层上附加的薄锂层提高了半衰期5-6倍(参见实施例1，2和3)，因此改进了装置的性能。
尽管在本发明中说明了附加的性能增强层，如薄的金属层，能够改进稳定性，如图1所示，但是可能增大为了保持给定的电流密度所需要的驱动电压(参见实施例1和2)。然而当电子传输层是掺杂的Alq层(Alq∶Li)时，使用性能增强层可以改进稳定性而没有提高所需要的驱动电压(参见实施例2和3)。因此使用与碱金属共沉积的性能增强层和电子传输层是本发明的优选实施方案。
下面包括本发明的其他特征。
所述有机发光装置，其中的性能增强层厚度范围是0.1到1nm。
所述方法，其中电子传输层是用碱金属共沉积的。
所述方法，其中性能增强层包括钡。
所述方法，其中当性能增强层包括金属材料时，其厚度范围在0.01到1.0nm。
所述方法，其中沉积的性能增强层厚度范围在0.02到0.5nm。
所述方法，其中电子传输层是用碱金属共沉积的。
权利要求
1.一种用于形成具有改进性能的有机发光装置的方法，该方法包括步骤a)在基板上形成阳极；b)提供包含有发光材料的供体单元，并且与基板以材料传递关系来定位这样的供体单元；c)用辐射来照射供体单元从而传递发光材料，以沉积发光材料并且在阳极上形成发光层；d)在发光层上形成性能增强层，其包括一种或者多种化学还原材料，选择用于改进有机发光装置的性能；e)在性能增强层上形成电子传输层；以及f)在电子传输层上形成阴极。
2.权利要求1的方法，其中性能增强层包括选自碱金属、碱土金属和镧族金属中的一种或者多种金属材料，或者选自双(亚乙基二硫基)四硫杂富瓦烯、四硫杂富瓦烯和它们的衍生物中的一种或者多种有机化学还原材料。
3.权利要求2的方法，其中性能增强层包含锂。
4.权利要求2的方法，其中性能增强层包含钡。
5.权利要求1的有机发光装置，其中性能增强层包含金属材料，并且其厚度范围为0.01到1.0nm。
6.权利要求5的有机发光装置，其中沉积的性能增强层厚度范围在0.02到0.5nm。
7.权利要求1的有机发光装置，其中性能增强层包含有机材料，并且其厚度范围为0.1到2nm。
8.一种用于形成具有改进性能的有机发光装置的方法，该方法包含步骤a)在基板上形成阳极；b)在阳极上形成空穴传输层；c)提供包含有发光材料的供体单元并且与基板以材料传递关系来定位这些供体单元；d)用辐射来照射该供体单元，从而传递发光材料，以沉积该发光材料，并且在空穴传输层上形成发光层；e)在发光层上形成性能增强层，其含有一种或者多种化学还原材料，该材料选择用来改进有机发光装置的性能；f)在性能增强层上形成电子传输层；以及g)在电子传输层上形成阴极。
9.权利要求8的方法，其中性能增强层包括选自碱金属、碱土金属和镧族金属中的一种或者多种金属材料，或者选自双(亚乙基二硫基)四硫杂富瓦烯、四硫杂富瓦烯和它们的衍生物中的一种或者多种有机化学还原材料。
10.权利要求9的方法，其中性能增强层包括锂。
全文摘要
用于形成具有改进性能的有机发光装置的一种方法，该方法包括在基板上形成阳极，提供包含发光材料的供体单元并且与基板以材料传递关系来定位这些供体单元。该装置还包含用辐射来照射该供体单元，传递发光材料从而沉积该发光材料，并且在阳极上形成发光层以及在发光层上形成性能增强层，其含有一种或者多种化学还原材料，该材料选择用来改进有机发光装置的性能。该装置还包含在性能增强层上形成电子传输层以及在电子传输层上形成阴极。
文档编号H05B33/10GK1535083SQ20041000506
公开日2004年10月6日 申请日期2004年2月16日 优先权日2003年2月14日
发明者M·L·波罗森, M L 波罗森, 廖良生 申请人:伊斯曼柯达公司