專利名稱：利用激光轉移制造有機電發(fā)光元件的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制造電發(fā)光元件的方法，更具體而言，涉及利用有機發(fā)射物質的激光轉換制造像素的方法。
在具有諸如紅，綠和藍色彩色像素(通常稱為RGB像素)的陣列的彩色或全色有機電發(fā)光(EL)顯示器中，需求生產彩色的有機EL介質的精確成圖以制造RGB像素。基本的EL元件通常有陽極、陰極和夾在陽極和陰極之間的有機EL介質。有機EL介質可由一層或多層有機薄膜組成，其中一層主要起產生光或電發(fā)光的作用。這個特殊的層一般稱為有機EL介質的發(fā)射層。在有機EL介質中存在的另一些有機層可主要提供電子轉移功能，并被稱為空穴轉移層(對于空穴轉移)或者電子轉移層(對于電子轉移)。在形成全色有機EL顯示板的RGB像素中，必需設計一種方法，使有機EL介質的發(fā)射層或整個有機EL介質能精確成圖。
背景技術：
典型的采用陰影掩模技術在顯示器上形成電發(fā)光像素，如在US-A-5,742,129中已有報導。雖然這種方法是有效的，但它有一些缺點。利用陰影掩模難以達到像素尺寸的高分辨率。加之在基片和掩模之間存在對準問題，需要小心地使像素在適當?shù)奈恢蒙闲纬?。如果希望增大基片的尺寸，則很難操作陰影掩模以形成位置適宜的像素。
正如US-A-4,772,582和參考文獻報導的那樣，多年來已知用于圖象激光熱染色轉移的供體物質。該方法利用供體片將不同的色彩籍助激光束加熱和熱轉移染色從供體轉移到受體。這種方法用于高質量的圖象，但未提到EL物質的轉移。
US-A-5,581,709公開了一種適于使高分辨率有機EL顯示器成圖的方法。該方法包括下列工序；1)提供具有對置的第一和第二表面的基片；2)在基片的第一表面上組成透光的隔熱層；3)在隔熱層上面形成光吸收層；4)提供帶開孔的點陣的基片，該開孔從第二表面延伸到隔熱層；5)提供在吸光層上形成的可轉移的形成彩色的有機供體層；6)使顯示器基片精確對準供體基片，使其基片中的開孔和元件上的相應彩色像素之間保持定向關系；和7)利用輻射源在開孔上面的吸光層產生足夠的熱，使供體基片上的有機層向顯示基片轉移。Grande的方法和其它方法的問題在于需要在供體基片上使開孔陣列成圖。另外一個問題在于需要在供體基片和顯示器基片之間進行精確的機械對準。再一個問題在于供體的圖形是固定的，不能輕易變化。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目的在于提供一種用于有機EL介質成圖的方法，該法不受常規(guī)光刻方法或陰影掩模方法的限制。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種使高分辨的全色有機EL顯示器成圖的方法。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種使高分辨的彩色顯示器成圖的方法，該法不受機械精確對準的限制，并能允許動態(tài)校準和進行簡單的圖形變化。
這些目的是采用一種用于制造有機電發(fā)光顯示元件的方法，該元件在顯示基片上配置有像素陣列，該方法包括下列步驟a)在顯示基片上提供第一電極的陣列；b)在供體轉移基片上提供未成圖的供體轉移基片和激光吸收層，并在激光吸收層上提供有機發(fā)射層；c)使供體轉移基片與用第一電極陣列成圖的顯示基片呈轉移關系；d)將具有足夠功率和預期光斑大小的激光束對供體基片上的激光吸收層聚焦和掃描，使有機發(fā)射層的所選部分從供體基片轉移到顯示基片上相應于像素的指定區(qū)域，使其與第一電極處于電連結；以及e)在顯示基片上的被轉移的有機發(fā)射部分上面提供第二電極。
本發(fā)明提出一種制造全色的有機EL顯示器的方法。本方法的一個優(yōu)點在于采用掃描激光束印刷可以得到彩色像素的精確成圖，以生產高分辨顯示器。本方法的另一優(yōu)點在于能精確制作顯示基片而不需要多孔掩膜和供體基片，這樣可減少由掩模未對準和熱膨脹系數(shù)不匹配而引起的對齊誤差和畸變，從而可使高分辨率的有機EL顯示器的制造過程大大簡化和加快。本方法的再一優(yōu)點在于沉積和成圖程序可用緊湊的設備實現(xiàn)，而不要求高真空環(huán)境。


圖1是一設備示意圖，該設備用于將光發(fā)射層的轉移部分從供體轉移基片轉移到顯示基片上。
圖2更詳細地描繪示于圖1的顯示基片和供體轉移基片；以及圖3表示彩色有機電發(fā)光顯示元件的剖面圖。
內容詳述參看圖1，圖1表示本發(fā)明采用的激光印刷設備10，該設備用于將供體復合層12的轉移部分轉移到顯示基片上。激光器14產生激光束26，14可以是二極管激光器或任何高功率激光器。激光器14由適宜的能源16驅動。為了掃描激光束，以提供在激光束和供體基片之間的相對移動，包括可移動鏡的鏡式電流計22，經f-θ透鏡掃描光束以形成線條。供體復合層12和顯示復合層18用平移臺32，使其與該線條垂直地移動，以使整個面積可被掃描。掃描的任一點上的激光強度通過激光功率控制線路30用計算機28控制。
f-θ透鏡24使激光束聚焦，鏡式電流計16掃描激光束。為了轉移光層的部分，激光束應具有足夠的功率。f-θ透鏡24形成的光斑大小限定擬轉移的光發(fā)射層的區(qū)域。其布置方式為，如果激光束具有足夠的功率，光斑大小使光發(fā)射層的一部分選擇性地從供體基片轉移到顯示基片上相應于像素的指定區(qū)域，并如下面所敘述的那樣與第一電極處于電連接。
在一個優(yōu)選的實施方案中，激光束用鏡式電流計22橫過未成圖的供體基片34連續(xù)掃描，同時激光功率由計算機28調制。入射到供體復合層12的激光功率的調制使供體按可選量轉移到掃描面的選定區(qū)域。平移臺連續(xù)平移顯示復合層18和供體復合層12，使得每次掃描都覆蓋新的供體區(qū)域。
如圖1和2所示，供體復合層12，包括未成圖的供體基片34以用第一電極42的陣列成圖的顯示基片40處于轉移關系配置。一種激光熱染色(LDT)轉移方法按照本發(fā)明用于將有機發(fā)射層38的部分選擇性轉移到顯示基片40上。這種部分以后稱為被轉移的有機發(fā)射層44。用于轉移過程的供體復合層12包括涂覆有激光吸收材料的透明片。例如，可用作有機發(fā)射層38的供體復合層，可參見US-A-4,772,582。需要至少一束激光束26用于轉移有機發(fā)射層38的部分。激光束應被聚焦并橫過供體復合層12進行掃描。激光束26被表示成兩個分開的箭頭。為了表示方便，要理解激光束26實際上在兩個不同的位置之間移動，在這些位置上它轉移發(fā)射層38的部分。激光束應具有足夠的功率和預期的光大小，以致在它撞擊光吸收層時使有機發(fā)射材料的適當面積和量轉移到顯示基片上。在供體基片34和有機發(fā)射層38之間形成激光吸收層36。激光束26引起有機發(fā)射層38的選定部分從供體復合層12轉換到顯示基片40的相應于像素的指定區(qū)域。這些選定部分與第一電極有電連接關系。按照本發(fā)明，可用不同的供體復合層12提供不同彩色的有機發(fā)射層。
為了組成彩色陣列，上述轉移過程應重復多次，使不同色彩的有機發(fā)射層的不同部分，從不同的復合層轉移到顯示基片40上。
在一個或多個彩色有機發(fā)射層的部分轉移之后，在顯示基片40上的彩色有機發(fā)射層的選擇轉移部分之上提供第二電極46。第二類電極可以是不同電極的陣列或是單獨的導電層。
一種激光染色過程可以用于制造彩色EL元件。與成象的用途相反，選用供體材料制造EL元件中的EL發(fā)射層。適宜的供體材料包含激光吸收材料和電發(fā)光材料的混合物，并涂覆在供體基片上。與成象用途相似，LDT過程用于實現(xiàn)電發(fā)光材料從供體基片到顯示基片40，即彩色EL顯示盤的轉移。這樣全色EL顯示器可利用涂覆到單獨的供體基片上的紅、綠和藍供體材料的序列以LDT印刷的方式達到，該基片相應包含紅，綠和藍電發(fā)光材料。
用在層38中的有機發(fā)射材料，眾所周知包括一種或多種主體材料和光發(fā)射物質，例如熒光染料。熒光染料可攙雜到主體材料之中，這種方法是專業(yè)技術人員熟知的。用作選擇轉移到有機EL顯示元件上以形成紅、綠或藍光發(fā)射亞像素的供體層的光發(fā)射有機EL主體材料和熒光染料的例子包括下列化合物2-甲基-8羥基喹啉鋁；8-羥基喹啉鋁；香豆素-6；4-(二氰乙烯)-2-甲基-6-(p-二甲基氨基苯乙烯基)-4-H-吡喃；喹吖啶酮熒光染料；和苝熒光染料。其它的有效有機EL材料，包括用作這類主體中的摻雜劑或客體的光發(fā)射有機主體材料和熒光染料，公開在相關的US-A-4,769,292、US-A-5,405,709、US-A-5,294,870和US-A-5,683,823中，這些專利引此為參考。
各個供體層的每一紅、綠和蘭光發(fā)射有機EL材料宜為單一有機材料。但是，從上面所引的US-A-4,769,292、US-A-5,405,709、US-A-5,294,870和US-A-5,683,823中可以明顯看出，EL顯示元件的各個亞像素上的紅、綠和藍光發(fā)射層經常是由有一種或多種熒光染料的光發(fā)射有機EL主體材料組成，光發(fā)射層中加入熒光染料是為了得到光發(fā)射的預期亮度和預期彩色或者從EL顯示元件得到預期的發(fā)射光的色調。
一種供體材料按照圖2制造，圖2包括未成圖的供體基片34、激光吸收層36和有機發(fā)射層38。未成圖的供體基片34可由如玻璃或聚合物等透明材料構成。熒光染料還可與有機發(fā)射層38混雜。激光吸收材料和有機發(fā)射材料可以是共延的或者呈層結構。層結構可用于減少由于光吸收材料的轉移引起的沾污。
供體基片可能是無機化合物如玻璃，或者可能是有機聚合物如聚酰亞胺、聚碳酸酯、或聚酯?；暮穸瓤梢允侨我獾?，但優(yōu)選在10微米-1000微米。
激光吸收材料可能是染料如US-A-5,578,416所指的染料或者是顏料如碳。光吸收層可能是金屬如鎳、鈦等，或者是層化的抗反射疊層。關鍵在于光吸收層在激光波長下有足夠的光學密度以吸收大部分激光，從而產生足夠的熱引起有機發(fā)射層轉移。眾所周知，轉移與激光注量、光斑大小、束重疊面和其它因素有關。一般說來，光吸收層的光學密度應不低于0.1(約20％的光被吸收)。
激光器14可以是紅外固態(tài)激光器、釹YAG激光器、或其它能提供足夠功率實現(xiàn)供體轉移的激光器。必需的功率與光吸收層的吸收和激光波長之間的匹配有關。束的形狀可以是橢圓形的，以便能寫入細線，同時利用低價的多態(tài)激光器。
圖3表示完整的彩色有機電發(fā)光顯示器。顯示基片40上具有置于基片頂部的陣列式的或多個分開的第一電極42。其上置有激光熱轉移有機發(fā)射層44。然后安放第二電極46。圖中，不同的疊層可具有不同的有機發(fā)射層，以便產生不同色彩。電極之一應是透明的，以便能觀察發(fā)射。在一個優(yōu)選實施方案中，基片40和電極42的第一陣列是導電的，并可用銦錫氧化物或其它透明導體制成。當然，在這種情況下觀測是通過基片進行的。基片40是非導電的和透明的，可方便地用玻璃制造。
實施例實施例1供體復合層是在5密耳聚酰亞胺基片上真空沉積2000-4000埃的銀/銦錫氧化物吸收層的方式形成。在此層上真空沉積1500埃厚的8-羥基喹啉(ALQ)和1％4-(二氰亞甲基)-2-叔-丁基-6-(1，1，7，7四甲基久烙尼定基-9烯基)-1H-吡喃(DCJTB)。
透明玻璃基片用真空沉積形成400-800埃電極圖形。然后真空沉積1500埃4，4’-二[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]-二-苯基(NPB)。上面已敘述過的供體復合層與NPB層發(fā)生接觸。
用紅外束通過基片輻照供體復合層實現(xiàn)從供體復合層到顯示基片40的激光轉移。束的尺寸在1/e2點上約為16微米×80微米。持續(xù)時間為27微秒，功率密度為～500mw。
在從供體復合層轉移來的光發(fā)射材料上，真空沉積375埃ALQ，再沉積200埃的銀和2000埃的鎂。
施加9伏電壓，可觀察到橙色發(fā)射。參考樣品發(fā)出綠光，表明無熒光染料存在，那里未發(fā)生激光轉移。
權利要求
1.一種制造有機電發(fā)光顯示元件的方法，該元件的有沉積在顯示基片上的像素的陣列，該方法包括下列工序a)在顯示基片上提供第一電極的陣列；b)在供體轉移基片上提供未成圖的供體轉移基片和激光吸收層，并在激光吸收層上提供有機發(fā)射層；c)使供體轉移基片與用第一電極陣列成圖的顯示基片呈轉移關系；d)將具有足夠功率和預期光斑大小的激光束對供體基片上的激光吸收層聚焦和掃描，使有機發(fā)射層的所選部分從供體基片轉移到顯示基片上相應于像素的指定區(qū)域，使其與第一電極處于電連結；以及e)在顯示基片上的被轉移的有機發(fā)射部分上面提供第二電極。
2.一種制造彩色有機電發(fā)光顯示元件的方法，該元件有沉積在顯示基片上的多色像素的陣列，該方法包括下列工序a)在顯示基片上提供第一電極的陣列；b)在供體轉移基片上提供未成圖的供體轉移基片和激光吸收層，并在激光吸收層上提供第一彩色有機發(fā)射層；c)使供體轉移基片與用第一電極陣列成圖的顯示基片呈轉移關系；d)將具有足夠功率和預期光斑大小的激光束對供體基片上的激光吸收層聚焦和掃描，使有機發(fā)射層的所選部分以供體基片轉移到顯示基片上相應于像素的指定區(qū)域，使其與第一電極發(fā)生電連結；e)重復b)-d)，使不同色彩的有機發(fā)射層的不同部分轉移到顯示基片；和f)在顯示基片上的不同色彩的有機發(fā)射部分的被選擇轉移部分上方提供第二電極。
3.權利要求2的方法，其中不同彩色部分的色彩為紅、綠和藍。
4.權利要求3的方法，其中有機發(fā)射層包括主體材料和對每種色彩的至少一種色彩摻雜物。
5.權利要求4的方法，其中藍色是由藍摻雜物提供的。
6.權利要求3的方法，其中綠色是由綠色摻雜物提供的。
7.權利要求3的方法，其中紅色是由紅色摻雜物提供的。
8.一種按照權利要求1的方法制造的元件。
9.一種按照權利要求2的方法制造的元件。
全文摘要
制造有機電發(fā)光顯示元件的方法,該元件有沉積在顯示基片上的像素陣列,它在顯示基片上提供第一電極陣列;在供體轉移基片上有未成圖的供體轉移基片和激光吸收層,在激光吸收層上有有機發(fā)射層。用激光束在供體基片的激光吸收層上聚焦和掃描,以將有機發(fā)射層的選定部分從供體基片轉移到顯示基片上相應于像素的指定區(qū)域,使其與第一電極發(fā)生電連接,并在顯示基片上被轉移的有機發(fā)射部分上提供第二電極。
文檔編號H01L51/40GK1342033SQ01123030
公開日2002年3月27日 申請日期2001年7月24日 優(yōu)先權日2000年7月25日
發(fā)明者L·W·圖特, C·W·唐, M·W·庫維爾, M·S·博貝里 申請人:伊斯曼柯達公司