專利名稱：具有虛設(shè)邊緣電極的顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括第一和第二層導(dǎo)電電極和包括電致發(fā)光材料的有源層的電致發(fā)光器件和顯示器件，所述有源層位于所述第一和第二層之間，所述電極設(shè)置用于連接到各自的電控制裝置并由此定義顯示器的有源區(qū)。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電致發(fā)光顯示器包括兩層平面的延伸且平行的導(dǎo)電電極，即陽極層和陰極層。電極通常設(shè)置以形成像元(像素)的矩陣以用于矩陣顯示器件中。一般，陽極的延伸方向與陰極的延伸方向垂直，且在陽極和陰極的交叉處形成像素。通過本技術(shù)領(lǐng)域中的公知技術(shù)，例如濺射、蒸發(fā)和光刻技術(shù)來制造電極層。
有機(jī)電致發(fā)光層位于電極層之間。優(yōu)選地，所述有機(jī)電致發(fā)光層包括電致發(fā)光聚合物材料。例如通過公知的旋涂技術(shù)或通過噴墨印刷方法制造聚合物層。電控制裝置驅(qū)動電極，以便陽極和陰極之間的電位差引起有機(jī)電致發(fā)光層中的電致發(fā)光。
在具有公開號2000-012238的日本專利申請中披露了具體的現(xiàn)有技術(shù)的器件。有機(jī)電致發(fā)光矩陣元件包括多個(gè)延伸的平行電極。控制每個(gè)電極的電壓以便在與電極鄰接的電致發(fā)光層中獲得所希望的電致發(fā)光。虛設(shè)電極設(shè)置于平行電極的邊緣處?？刂铺撛O(shè)電極的電壓，以便相對于鄰接的邊緣電極始終呈現(xiàn)反向電壓。由于反向電壓，通過虛設(shè)電極沒有獲得電致發(fā)光。
已觀察到，在經(jīng)歷了顯著小于這種矩陣顯示器件的壽命的時(shí)間期間后，顯示器邊緣處像素的光輸出降低。
本發(fā)明的一個(gè)目的是克服涉及上述現(xiàn)有技術(shù)器件的缺陷。以創(chuàng)造性的方式通過如后附的權(quán)利要求中所要求的器件來實(shí)現(xiàn)該目的。
根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種電致發(fā)光器件，包括第一和第二層導(dǎo)電電極以及包括電致發(fā)光材料的有源層，所述有源層設(shè)置于所述第一和第二層之間，所述電極設(shè)置用于連接到各自的電控制裝置并由此限定器件的有源區(qū)。第一電極層還包括至少一個(gè)虛設(shè)電極，所述虛設(shè)電極設(shè)置以與所述電控制裝置斷開，并位于至少部分地沿著所述有源區(qū)的外邊緣。
本發(fā)明的效果是抵消了如上所述產(chǎn)生的顯示器壽命縮短的問題的負(fù)面影響。該負(fù)面影響是由于跨越位于有源區(qū)邊緣處的電極增大的電位降引起的。該電位降導(dǎo)致跨越電致發(fā)光層的電位差減小，導(dǎo)致陰極和陽極層之間的電致發(fā)光材料的光輸出減少。
跨越電極的電位降或許是由于由電極中材料的電化學(xué)氧化引起的內(nèi)阻增加引起的?？梢宰⒁獾?，邊緣電極的電化學(xué)氧化的速率取決于出現(xiàn)在邊緣處的橫向電場(即，垂直于電極延伸的方向)的強(qiáng)度。
因此，為了減小邊緣電極處的這種橫向電場的強(qiáng)度，沿著顯示器有源區(qū)的邊緣設(shè)置虛設(shè)電極。虛設(shè)電極與控制顯示器有源區(qū)的電極電壓的電控制裝置斷開。由于由相鄰電極產(chǎn)生的橫向電場，虛設(shè)電極的斷開狀態(tài)造成虛設(shè)電極獲得變化的電位，即浮動電位的情況。這導(dǎo)致虛設(shè)電極和有源區(qū)的鄰近電極之間的橫向電場強(qiáng)度減小，因而減輕了有源區(qū)邊緣處電極的電化學(xué)氧化的負(fù)面影響。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是增加了電致發(fā)光顯示器件的壽命。也就是說，有源區(qū)邊緣處陽極電極的退化速率變?yōu)榕c有源區(qū)之內(nèi)陽極電極的退化速率相當(dāng)，因而引起跨越有源區(qū)的均勻光輸出。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，虛設(shè)電極完全地與任何導(dǎo)體斷開，因而提供了非常容易制造的優(yōu)點(diǎn)。
盡管如上所述本發(fā)明涉及任何幾何形狀的器件，但是優(yōu)選的實(shí)施例是矩陣結(jié)構(gòu)，而同時(shí)虛設(shè)電極具有與有源區(qū)的電極相同的形狀和幾何范圍。
這個(gè)實(shí)施例也有更容易制造的優(yōu)點(diǎn)。而且，為了減少空間，允許提供具有減小尺寸的虛設(shè)電極。較小形狀的虛設(shè)電極與相同形狀的虛設(shè)電極相比具有較小無源區(qū)(并因此為較小器件)的優(yōu)點(diǎn)。
而且，通過選擇合適的聚合物材料，例如聚乙烯二氧噻吩，作為電極材料的部分組分，可以獲得有效的電致發(fā)光。
為了清楚起見，EL器件包括一種或更多功能層。這種功能層的例子為電致發(fā)光、電荷輸送和電荷注入層。為了充分利用本發(fā)明的有利之處，優(yōu)選使用濕法淀積方法提供一種或更多的功能層。
一層，或如果存在多于一層則至少其中一個(gè)功能層為電致發(fā)光層。實(shí)質(zhì)上EL層優(yōu)選由有機(jī)電致發(fā)光材料形成。就本發(fā)明的上下文來說，使用的EL材料的類型不是關(guān)鍵的，且可以使用所屬技術(shù)領(lǐng)域中任何公知的EL材料。優(yōu)選，然而可以從利用濕法淀積方法淀積的流體獲得。合適的有機(jī)EL材料包含低或高分子量的有機(jī)光致發(fā)光或電致發(fā)光、熒光和磷光的化合物。合適的低分子量化合物是所屬技術(shù)領(lǐng)域中眾所周知的，且包含三-8-羥基喹啉鋁絡(luò)合物和香豆素?？梢允褂谜婵盏矸e方法施加到這種化合物。可選擇地，例如通過包含在主鏈中或作為支鏈，可以將低分子量化合物嵌入到聚合物矩陣中或化學(xué)鍵合到聚合物中，例如為聚乙烯基咔唑。
優(yōu)選的高分子量材料含有具有實(shí)質(zhì)上共軛骨架(主鏈)的EL聚合物，例如聚噻吩、聚亞苯基、聚噻吩1，2亞乙烯基、或更優(yōu)選地，聚-p-亞苯基1，2亞乙烯基。特別優(yōu)選的是(發(fā)射藍(lán)光)聚(烷基)芴和聚-p-亞苯基1，2亞乙烯基，其發(fā)射紅、黃或綠光，并且是2-或2，5-取代的聚-p-亞苯基1，2亞乙烯基，特別地是那些在2-和/或2，5位置具有提高溶度的側(cè)基團(tuán)，例如C1-C20，優(yōu)選C4-C10、烷基或烷氧基。優(yōu)選的側(cè)基團(tuán)是甲基、甲氧基、3，7-二甲基辛氧基和2-甲基丙氧基。更特別優(yōu)選的是包含2-芳基-1，4-亞苯基1，2亞乙烯基重復(fù)單元的聚合物，芳基基團(tuán)用上述類型的烷基和/或烷氧基基團(tuán)任意取代，特別是甲基、甲氧基、3，7-二甲基辛氧基，或更好的2-甲基丙氧基。有機(jī)材料可以含有一種或更多的這種化合物?？梢酝ㄟ^合適的濕法淀積技術(shù)施加這樣的EL聚合物。
就本發(fā)明的上下文來說，術(shù)語有機(jī)的包含聚合的，而術(shù)語聚合物和從其衍生的附加物包含同聚物、共聚物、三元共聚物和更高同系物以及低聚物。
任選地，有機(jī)EL材料還含有進(jìn)一步的物質(zhì)，本質(zhì)上是有機(jī)的或無機(jī)的，其可以均質(zhì)分布于分子尺度上或以顆粒分布的形式存在。特別地，可以存在提高電子和/或空穴的電荷注入和/或電荷輸送能力的化合物、提高和/或改變光發(fā)射的強(qiáng)度或顏色的化合物、穩(wěn)定劑等。
有機(jī)EL層優(yōu)選具有50nm至200nm的平均厚度，特別地，60nm至150nm，或優(yōu)選70nm至100nm。
任選地，EL器件優(yōu)選地還包括有機(jī)的、設(shè)置于電極之間的功能層。這種層可以是空穴注入和/或輸送(HTL)層以及電子注入和輸送(BTL)層。包括多于一種功能層的EL器件的例子為陽極/HTL層/EL層/陰極、陽極/EL層/ETL層/陰極、或陽極/HTL層/EL層/ETL層/陰極的疊層。
用于空穴注入和/或空穴輸送層(HTL)的合適材料包含芳香族叔胺，特別是二胺或更高同系物，聚乙烯咔唑、喹吖酮、卟啉、酞菁染料、聚苯胺和聚-3，4-乙烯二氧噻吩。
用于電子注入和/或電子輸送層(ETL)的合適材料為惡二唑基化合物和鋁喹啉化合物。
如果ITO用作陽極，則EL器件優(yōu)選包括50至300nm厚的聚-3，4-乙烯二氧噻吩材料的空穴注入/輸送層，或50至200nm厚的聚苯胺層。
通常，EL器件包括基板。優(yōu)選，基板相對于發(fā)射的光是透明的。合適的基板材料包含其可以是或不是柔性的透明合成樹脂、石英、陶瓷和玻璃。基板提供用于凸紋圖案的支撐表面。
盡管廣義地，本發(fā)明可以應(yīng)用于具有單個(gè)電致發(fā)光區(qū)的EL器件，本發(fā)明對于包括多個(gè)光發(fā)射區(qū)的電致發(fā)光器件特別有益。附加部分具有防止功能層材料淀積在錯誤的光發(fā)射區(qū)中和/或沒有光發(fā)射發(fā)生的區(qū)域中的功能。
為了顯示的目的，將分開的光發(fā)射區(qū)稱作EL元件或像素，且通常獨(dú)立可尋址。每個(gè)EL元件有能夠光發(fā)射的區(qū)域。光發(fā)射區(qū)是EL層的一部分。光發(fā)射區(qū)通過第一電極、第二電極和有機(jī)EL層重疊的區(qū)域形成。EL器件可以是無源或有源型分段或矩陣顯示器件。
第一電極層可以為電子注入而第二電極層可以為空穴注入?？蛇x地，第一電極層為空穴注入，而第二電極層為電子注入。
電子注入電極適合由具有低功函數(shù)的金屬(合金)，例如Yb、Ca、Mg:Ag Li:AL、Ba構(gòu)成，或者由不同層的疊層例如Ba/Al或Ba/Ag電極構(gòu)成。
空穴注入電極適合由具有高功函數(shù)的金屬(合金)構(gòu)成，例如Au、Pt、Ag。優(yōu)選，使用更透明的空穴注入電極材料，例如氧化銦錫(ITO)。導(dǎo)電聚合物例如聚苯胺(PANI)和聚-3，4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)也是合適的透明空穴注入電極材料。優(yōu)選地，PANI層具有50至200nm的厚度，而PEDOT層具有100至300nm的厚度。如果使用ITO空穴注入電極，則第一電極優(yōu)選為空穴注入電極。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種顯示器件。該顯示器件包括其上設(shè)置有第一和第二層導(dǎo)電電極以及包括電致發(fā)光材料的有源層的基板層，所述有源層設(shè)置于所述第一和第二層之間，所述電極連接至電控制裝置并由此定義顯示器的有源區(qū)。第一電極層還包括至少一個(gè)虛設(shè)電極，所述虛設(shè)電極與所述電控制裝置斷開，并至少部分沿著所述有源區(qū)的外邊緣設(shè)置。
參考以上的電致發(fā)光器件已討論了這種器件的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)。
現(xiàn)在將依據(jù)優(yōu)選實(shí)施例描述本發(fā)明，并參考附圖，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光器件的圖解透視圖，以及圖2是根據(jù)本發(fā)明顯示器件的示意圖。
圖1圖解地說明了根據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光器件的一個(gè)實(shí)施例。該器件包括基板101，其可以為所屬技術(shù)領(lǐng)域中任何公知的材料，包含玻璃材料，并且可以由技術(shù)人員適當(dāng)選擇。在基板101上設(shè)置多個(gè)平行的陽極電極102，即陽極電極層。盡管圖1中僅示出少數(shù)，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到陽極電極102的數(shù)量可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)更多，而且如果不是以千計(jì)的話也是以百計(jì)。而且，陽極電極102是通過本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)，例如濺射、蒸發(fā)和光刻技術(shù)來制造的，并且至少一部分可以由聚合物材料構(gòu)成，例如聚乙烯二氧噻吩。
如技術(shù)人員所認(rèn)識到的，陽極電極102都連接到為陽極電極102提供電壓的陽極控制單元106上。
在陽極電極102上有電致發(fā)光層105。電致發(fā)光層105以本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方式制造，例如，以適當(dāng)選擇的聚合物材料制造。
在電致發(fā)光層105上設(shè)置多個(gè)平行的陰極電極104。如以上討論的陽極電極102一樣，只有少數(shù)示出于圖1中，且技術(shù)人員將明白其數(shù)量可以更多。而且，陰極電極104也通過本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)，例如濺射、蒸發(fā)和光刻技術(shù)制造。
如技術(shù)人員所認(rèn)識到的，陰極電極104都連接到為陰極電極104提供電壓的陰極控制單元107上，并且與陽極控制單元106結(jié)合驅(qū)動電極，以便陽極和陰極之間的電位差引起電致發(fā)光層105中的電致發(fā)光。
包括陽極電極102的層還包括未連接到陽極電極控制單元106上的兩個(gè)虛設(shè)陽極電極103。這些虛設(shè)陽極電極103設(shè)置為與陽極電極102相鄰。
這些未連接的虛設(shè)陽極電極103的效果在于，它們的出現(xiàn)抵消了如上所述產(chǎn)生顯示器減小壽命問題的負(fù)面影響。該負(fù)面影響是由于在位于與虛設(shè)陽極電極103相鄰的邊緣陽極電極102處的強(qiáng)橫向電場造成的。如上所討論地，如果不存在虛設(shè)陽極電極103，強(qiáng)橫向電場將引起增大的退化速率，并因此跨越電致發(fā)光層105的電位差的減小，導(dǎo)致減小的光輸出。
在圖2中，圖解性地示出了本發(fā)明的第二實(shí)施例。示出的顯示單元201適合于在計(jì)算機(jī)、移動通信終端或任何需要顯示屏幕的電子設(shè)備中使用。為了簡化起見，顯示單元201所連接的設(shè)備作為普通用戶單元208示于圖2中。
參考圖1，顯示單元包括如上所述的電致發(fā)光器件。這是在基板202上的器件，其中電致發(fā)光層206設(shè)置于陽極電極203和陰極電極205的層之間?？刂茊卧?07與用戶設(shè)備208共同控制施加到陽極電極203和陰極電極205上的電壓，以便獲得有源區(qū)209。
包括陽極電極203的層還包括未連接到控制單元207的兩個(gè)虛設(shè)陽極電極204。這些虛設(shè)陽極電極204位于與有源區(qū)209邊緣處的陽極電極203相鄰，引起有源區(qū)209邊緣處的陽極電極203的壽命增加。
最后，總的來說，已描述了電致發(fā)光顯示器件，包括陽極電極、陰極電極層和電致發(fā)光層、沿著陽極電極層邊緣排列的虛設(shè)電極。虛設(shè)電極與控制顯示器有源區(qū)的電極電壓的電控制裝置斷開。虛設(shè)電極的未連接狀態(tài)導(dǎo)致由于通過鄰近電極產(chǎn)生的橫向電場造成的虛設(shè)電極獲得浮動電位的情況。這導(dǎo)致虛設(shè)電極和鄰近電極之間的橫向電場的強(qiáng)度減弱，由此減輕了有源區(qū)邊緣處的電極的電化學(xué)氧化的負(fù)面影響。由此，在器件的工作期間獲得了在器件邊緣處的光強(qiáng)度保持在初始的水平。像素收縮的問題至少顯著由此減輕。并且，獲得了壽命延長。
權(quán)利要求
1.一種電致發(fā)光器件，包括第一和第二層導(dǎo)電電極(102、104、203、205)以及包括電致發(fā)光材料(105、206)的有源層，所述有源層位于所述第一和第二層之間，所述電極設(shè)置用于連接至各自的電控制裝置(106、107、207)，并由此限定器件的有源區(qū)(209)，其特征在于，第一電極層還包括至少一個(gè)虛設(shè)電極(103、204)，所述虛設(shè)電極設(shè)置為與所述電控制裝置斷開，并至少部分地沿著所述有源區(qū)的外邊緣設(shè)置。
2.如權(quán)利要求1的電致發(fā)光器件，所述至少一個(gè)虛設(shè)電極設(shè)置為以便不與任何導(dǎo)體連接。
3.如權(quán)利要求1至2中任何一項(xiàng)的電致發(fā)光器件，所述第一層電極延伸且基本平行，所述第二層電極延伸且基本平行，所述第一層電極與第二層電極基本垂直，由此限定矩陣顯示器，且所述至少一個(gè)虛設(shè)電極延伸且與第一層電極基本平行。
4.如權(quán)利要求3的電致發(fā)光器件，所述虛設(shè)電極具有與第一層電極基本上相等的空間范圍。
5.如權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)的電致發(fā)光器件，所述第一層電極包括聚乙烯二氧噻吩。
6.一種顯示器件(201)，包括在其上設(shè)置有第一和第二層導(dǎo)電電極(203、205)以及包括電致發(fā)光材料(206)的有源層的基板層(202)，所述有源層位于所述第一和第二層之間，所述電極連接到電控制裝置(207)并由此限定顯示器的有源區(qū)(209)，其特征在于，第一電極層還包括至少一個(gè)虛設(shè)電極(204)，所述虛設(shè)電極與所述電控制裝置斷開，并且至少部分地沿所述有源區(qū)的外邊緣設(shè)置。
全文摘要
在包括陽極電極(102)、陰極電極(104)的層和電致發(fā)光層(105)的電致發(fā)光器件中，虛設(shè)電極(103)設(shè)置為沿著陽極電極層的邊緣。虛設(shè)電極與控制顯示器的有源區(qū)的電極電壓的電控制裝置(106、107)未連接。虛設(shè)電極的未連接狀態(tài)導(dǎo)致由于通過鄰近電極產(chǎn)生的橫向電場造成虛設(shè)電極獲得浮動電位的情況。這導(dǎo)致虛設(shè)電極和鄰近電極之間的橫向電場的強(qiáng)度減弱，由此減輕了有源區(qū)邊緣處電極的電化學(xué)氧化的負(fù)面影響。
文檔編號H01L51/50GK1656851SQ02827401
公開日2005年8月17日 申請日期2002年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月22日
發(fā)明者B·J·C·賈科布斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司