專利名稱：形成具有性能增強(qiáng)層的oled裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)電致發(fā)光(EL)裝置，也稱作是發(fā)射彩色光的有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)。
背景技術(shù)：
在彩色或者全彩色有機(jī)電致發(fā)光(EL)顯示器中(也稱作是有機(jī)發(fā)光二極管裝置，或者OLED裝置)配置了彩色的像素陣列。這些像素可以包含紅色、綠色和藍(lán)色像素(通常稱作是RGB像素)。這些像素被精確地構(gòu)圖?；镜腛LED裝置通常具有陽極、陰極和夾在該陽極和陰極之間的有機(jī)EL介質(zhì)。該有機(jī)EL介質(zhì)可以由一層或者多層有機(jī)薄膜組成，其中的一個層主要負(fù)責(zé)用來產(chǎn)生光或者電致發(fā)光。這個特殊的層通常指的是有機(jī)EL介質(zhì)的發(fā)光層或者發(fā)射層。在有機(jī)EL介質(zhì)中存在的其他有機(jī)層主要用來提供電荷傳輸?shù)墓δ?，并且被稱作空穴傳輸層(用于空穴傳輸)或者電子傳輸層(用于電子傳輸)。在形成全彩色OLED顯示器面板中的RGB像素時，必須設(shè)計(jì)一種方法來精確地構(gòu)圖有機(jī)EL介質(zhì)或者全有機(jī)EL介質(zhì)的發(fā)光層。
在共同轉(zhuǎn)讓的US-A-5,937,272中，Tang教導(dǎo)了一種通過氣相沉積EL材料而在薄膜晶體管(TFT)陣列基板上來構(gòu)圖多色像素(例如紅色、綠色、藍(lán)色子像素)的方法。這樣的EL材料是通過使用在支架上的供體涂層和小孔掩模而在基板上以所選擇的圖案來沉積的。
EL材料的轉(zhuǎn)印優(yōu)選的是在減少氧氣和/或水的條件下進(jìn)行的，使用了在前面提到的專利中諸如Tang所說明的室。使用真空或者減壓可以有助于EL材料從源轉(zhuǎn)印到基板上。在轉(zhuǎn)印中使用這樣的條件是有利的，因?yàn)橛行〦L材料對于氧氣和/或濕氣是敏感的。例如用在OLED裝置中的三(8-羥基喹啉合)鋁(III)(Alq)，眾所周知它是與水反應(yīng)的[F.Papadimitrakopoulos等人，化學(xué)材料(Chem.Mater).8，1363(1996)]。另外在小分子和聚合物EL裝置上所用的許多電極材料在空氣中是非常不穩(wěn)定的。在轉(zhuǎn)印步驟中使用真空或者低的氧氣和/或水的條件能夠有助于降低OLED裝置的失效率。然而在沉積步驟期間或者在沉積步驟之間或者在步驟之間有設(shè)備搬遷或延遲的任一時間都有可能使得裝置受到氧氣、濕氣和/或其他成分的無意污染。這會導(dǎo)致OLED顯示器的穩(wěn)定性降低。另外，輻射傳遞有機(jī)發(fā)光材料可能是高能量的過程，這會降低通過這種方法制作的OLED顯示器的穩(wěn)定性。
因此本發(fā)明的一個目的是改進(jìn)OLED裝置的穩(wěn)定性。
通過用于形成具有改進(jìn)性能的有機(jī)發(fā)光裝置的方法來實(shí)現(xiàn)該目的，該方法包括步驟a)在基板上形成陽極；b)提供包含有發(fā)光材料的供體單元并且與基板以材料轉(zhuǎn)印關(guān)系來定位這些供體單元；c)用輻射來照射該供體單元使得發(fā)光材料轉(zhuǎn)印從而沉積該發(fā)光材料，并且在陽極上形成發(fā)光層；d)在含有一種或者多種化學(xué)還原材料的發(fā)光層上形成性能增強(qiáng)層，該一種或者多種化學(xué)還原材料是選擇用來改進(jìn)有機(jī)發(fā)光裝置的性能的；e)在性能增強(qiáng)層上形成電子傳輸層；以及f)在電子傳輸層上形成陰極。
優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，通過輻射傳遞發(fā)光材料制作的OLED裝置具有改進(jìn)的工作穩(wěn)定性。


圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的OLED裝置的橫斷面視圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明在發(fā)光層上制作具有性能增強(qiáng)層的OLED裝置的一個實(shí)施方案的橫斷面視圖；圖3示出了表示通過輻射傳遞將發(fā)光材料選擇性地從供體單元傳遞到基板的過程的橫斷面圖；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明所用方法的步驟的框圖。
因?yàn)檠b置的特征尺寸諸如層厚度經(jīng)常性地在亞微米范圍，所以為了清楚起見而不是為了尺寸的精確性將視圖按比例放大。
在其公知技術(shù)的應(yīng)用中使用了術(shù)語“像素”，指的是能夠受激而獨(dú)立于其他區(qū)域發(fā)光的顯示器面板的區(qū)域。在公知技術(shù)中所使用的術(shù)語“OLED裝置”指的是含有有機(jī)發(fā)光二極管作為像素的顯示器裝置并且也稱作是有機(jī)發(fā)光裝置。彩色OLED裝置發(fā)射出至少一種顏色的光。使用術(shù)語“多色”來描述在不同的區(qū)域能夠發(fā)射不同色調(diào)光的顯示器面板。特別是，使用該術(shù)語來描述能夠顯示不同顏色圖像的顯示器面板。這些區(qū)域不一定是連續(xù)地。使用術(shù)語“全彩色”來描述能夠產(chǎn)生可見光譜中的紅、綠、藍(lán)區(qū)域光的多色顯示器面板，并且顯示任一色調(diào)組合的圖像。該紅色、綠色、藍(lán)色構(gòu)成了三種基色，通過適當(dāng)?shù)鼗旌线@三種基色可以產(chǎn)生所有其他的顏色。術(shù)語“色調(diào)”指的是可見光譜內(nèi)的發(fā)射光的強(qiáng)度形貌，不同的色調(diào)在顏色上呈現(xiàn)出視覺可分辨的差異。通常使用像素或者子像素來指定顯示器面板中的最小的選址單元。對于單色顯示器，在像素或者子像素之間沒有差異。在多色顯示器面板中使用了術(shù)語“子像素”并且用來指定能夠獨(dú)立選址而發(fā)射出特定顏色的像素的任一部分。例如藍(lán)色子像素是能夠被選址從而產(chǎn)生藍(lán)光的像素的部分。在全彩色顯示器中，像素通常包含了三原色子像素，即藍(lán)色、綠色和紅色。使用術(shù)語“間距”來指定隔開顯示器面板中的兩像素或者子像素的距離。這樣子像素間距指的是兩個子像素之間的間距。
參考圖1，示出了現(xiàn)有技術(shù)的OLED裝置的橫斷面視圖。OLED裝置14包含了基板10?；?0可以是有機(jī)固體、無機(jī)固體或者是有機(jī)和無機(jī)固體的組合物，它們提供了用于接收來自供體的有機(jī)材料的表面。基板10可以是剛性的或者是柔性的并且能夠作為分離的單個板來進(jìn)行處理，諸如板或者晶片，或者是作為連續(xù)的卷。代表性的基板材料包括玻璃、塑料、金屬、陶瓷、半導(dǎo)體、金屬氧化物、半導(dǎo)體氧化物、半導(dǎo)體氮化物或者其組合?；?0可以是材料的均勻混合物、材料的復(fù)合物或者是多層材料?；?0可以是OLED基板，例如有源矩陣低溫多晶硅TFT基板，這種OLED基板是通常用于制作OLED裝置所用的基板?；?0可以是光透明的或者是不透明的，這取決于將要發(fā)射光的方向。為了通過基板看到EL發(fā)光，期望它有透光性質(zhì)。在這樣的情況下通常使用透明的玻璃或者是塑料。對于通過頂電極觀察EL發(fā)光的應(yīng)用的情況下，底部支持體的透光特性并不是重要的，因此底部支持體可以是透光的、吸收光的或者是反射光的。在這種情況下使用的基板包括玻璃、塑料、半導(dǎo)體材料、陶瓷和線路板材料或者是在形成OLED裝置中通常使用的任何其他材料，這些OLED裝置可以是無源矩陣裝置或者是有源矩陣裝置，但是基板并不局限于上述這些材料。
在基板10上形成陽極20。當(dāng)通過基板10觀察EL發(fā)光時，對于感興趣的發(fā)光來講陽極必須是透明的或者基本上是透明的。在本發(fā)明中可用的常見透明陽極材料是銦錫氧化物和氧化錫，但是也可以用其他的金屬氧化物，這些金屬氧化物包括但不限于鋁-摻雜或者銦-摻雜的氧化鋅、鎂-銦氧化物和鎳-鎢氧化物。除了這些氧化物，金屬氮化物諸如氮化鎵、金屬硒化物諸如硒化鋅，以及金屬硫化物諸如硫化鋅都可以用作陽極材料。對于通過頂電極觀察EL發(fā)光的應(yīng)用，陽極材料的透光特性并不是重要的，可以使用任何導(dǎo)電材料，透明的、不透明的或者是反射性的。對于這種應(yīng)用的導(dǎo)體實(shí)例包括但不限于金、銥、鉬、鈀和鉑。優(yōu)選的陽極材料具有4.1eV或大于該值的功函數(shù)，該陽極材料是透明的或者是不透明的。期望的陽極材料可以通過任何合適的方法例如蒸鍍、濺射、化學(xué)氣相沉積或者電化學(xué)方法來沉積。陽極材料可以使用眾所周知的光刻工藝來構(gòu)圖。
雖然并不總是必須的，但是在有機(jī)發(fā)光顯示器中的陽極20上形成空穴注入層22常常是有用的。該空穴注入層能夠起到改進(jìn)隨后的有機(jī)層的薄膜形成性質(zhì)并且有助于空穴注入到空穴傳輸層中。用于空穴注入層22中的適當(dāng)?shù)牟牧习ǖ幌抻谠赨S-A-4,702,432中說明的卟啉(porphyrinic)化合物、在US-A-6,208,075中說明的等離子沉積的碳氟化合物的聚合物。在EP0,891,121 A1和EP1,029,909 A1中說明的有機(jī)EL裝置中，其報(bào)道可以使用替代的空穴注入材料。
雖然并不總是必須的，但是在空穴注入層22上形成空穴傳輸層24，或者如果沒有使用空穴注入層則在陽極20上形成空穴傳輸層24常常是有用的。期望的空穴傳輸材料可以是通過任一合適的方法諸如蒸鍍、濺射、化學(xué)氣相沉積、電化學(xué)方法、熱轉(zhuǎn)印或者是激光熱轉(zhuǎn)印供體材料而沉積的。在空穴傳輸層24中可用的空穴傳輸材料是眾所周知的，包括諸如芳族叔胺的化合物，其中后者是含有至少一個僅與碳原子鍵合的三價氮原子的化合物，這些碳原子中至少一個是芳香族環(huán)的成員。在一種形式中，芳族叔胺可以是芳基胺，諸如單芳基胺、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等人說明了實(shí)例性的單體三芳基胺。在US-A-3,567,450和US-A-3,658,520中由Brantley等人公開了用一個或者多個乙烯基和/或含有至少一個含活性氫基團(tuán)取代的其他合適的三芳基胺。
更優(yōu)選的芳族叔胺是如US-A-4,720,432和US-A-5,061,569中說明的含有至少兩個芳族叔胺的部分。這樣的化合物包括由結(jié)構(gòu)式A表示的化合物。
其中Q1和Q2是獨(dú)立選擇的芳族叔胺的部分；以及G是連接基團(tuán)，如具有碳碳鍵的亞芳基、亞環(huán)烷基或者是亞烷基。
在一個實(shí)施方案中，Q1或者Q2中的至少一個含有多環(huán)的稠環(huán)結(jié)構(gòu)，例如萘。當(dāng)G是芳基的時候，它通常是亞苯基、亞聯(lián)苯基或者是萘的部分。
有用的滿足結(jié)構(gòu)式A并且含有兩個三芳基胺部分的三芳基胺是通過結(jié)構(gòu)式B表示的。
其中R1和R2各自獨(dú)立地表示氫原子、芳基基團(tuán)或者烷基基團(tuán)或者R1和R2共同表示構(gòu)成環(huán)烷基的原子；以及R3和R4都獨(dú)立地表示芳基基團(tuán)，該芳基基團(tuán)又被氨基取代的二芳基取代，如結(jié)構(gòu)式C所示。
其中R5和R6都是獨(dú)立選擇的芳基基團(tuán)。在一個實(shí)施方案中，R5或R6中的至少一個含有多環(huán)的稠環(huán)結(jié)構(gòu)，例如萘。
另一類的芳族叔胺是四芳基二胺。期望的四芳基二胺含有兩個二芳基氨基基團(tuán)，如化學(xué)式C所示，它是通過亞芳基聯(lián)結(jié)的?？捎玫乃姆蓟钒ɑ瘜W(xué)式D所表示的那些。

其中每個Are是獨(dú)立選擇的亞芳香基，諸如亞苯基或者蒽的部分；n是從1到4的整數(shù)；以及Ar、R7、R8和R9是獨(dú)立選擇的芳基基團(tuán)。
在一般的實(shí)施方案中，Ar、R7、R8和R9中的至少一個是多環(huán)的稠環(huán)結(jié)構(gòu)，例如萘。
前面所述的結(jié)構(gòu)式A、B、C、D中的各種烷基、亞烷基、芳基和亞芳基的部分又都可以被取代。典型的取代基包括烷基基團(tuán)、烷氧基基團(tuán)、芳基基團(tuán)、芳氧基基團(tuán)和諸如氟根、氯根和溴根的鹵素。該各種烷基和亞烷基部分通常含有1到大約6個碳原子。環(huán)烷基部分含有3到約10個碳原子，但一般含有5、6或者7個碳原子，例如環(huán)戊基、環(huán)己基和環(huán)庚基環(huán)的結(jié)構(gòu)。芳基和亞芳基部分通常是苯基和亞苯基部分。
在OLED裝置中的空穴傳輸層可以由單一芳族叔胺化合物或者芳族叔胺化合物的混合物來形成。具體地，可以使用三芳基胺，諸如滿足化學(xué)式B的三芳基胺，與四芳基二胺進(jìn)行組合，該四芳基二胺諸如化學(xué)式D所示。當(dāng)使用三芳基胺與四芳基二胺進(jìn)行組合時，后者作為一個層被定位在該三芳基胺和電子注入與傳輸層之間。在下面說明了可用的芳族叔胺1，1-雙(4-二-對甲苯基氨基苯基)環(huán)己烷1，1-雙(4-二-對甲苯基氨基苯基)-4-苯基環(huán)己烷4，4’-雙(二苯基氨基)四苯基雙(4-二甲基氨基-2-甲基苯基)-苯基甲烷N，N，N-三(對甲苯基)胺4-(二-對甲苯基氨基)-4’-[4-(二-對甲苯基氨基)-苯乙烯基]茋N，N，N’，N’-四-對甲苯基-4，4’-二氨基聯(lián)苯N，N，N’，N’-四苯基-4，4’-二氨基聯(lián)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’-二氨基聯(lián)苯4，4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯4，4”-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]對三聯(lián)苯
4，4’-雙[N-(2-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯4，4’-雙[N-(3-苊基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯1，5-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]萘4，4’-雙[N-(9-蒽基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯4，4”-雙[N-(1-蒽基)-N-苯基氨基]對三聯(lián)苯4，4’-雙[N-(2-菲基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯4，4’-雙[N-(8-氟代蒽基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯4，4’-雙[N-(2-芘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯4，4’-雙[N-(2-并四苯基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯4，4’-雙[N-(2-苝基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯4，4’-雙[N-(2-暈苯基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯2，6-雙(二對甲苯基氨基)萘2，6-雙[二-(1-萘基)氨基]萘2，6-雙[N-(1-萘基)-N-(2-萘基)氨基]萘N，N，N’，N’-四(2-萘基)-4，4 ”-二氨基-對三聯(lián)苯4，4’-雙{N-苯基-N-[4-(1-萘基)-苯基]氨基}聯(lián)苯4，4’-雙[N-苯基-N-(2-芘基)氨基]聯(lián)苯2，6-雙[N，N-二(2-萘基)氨基]芴1，5-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]萘另一類可用的空穴傳輸材料包括在EP1,009,041中說明的多環(huán)芳香族化合物。另外，可以使用聚合的空穴傳輸材料，如聚(N-乙烯基咔唑)(PVK)、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺和諸如也稱作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。
在陽極20上和所形成的諸如空穴傳輸層24的任何其他層上形成對電子-空穴復(fù)合產(chǎn)生響應(yīng)而發(fā)光的發(fā)光層26。期望的有機(jī)發(fā)光材料可以通過適當(dāng)?shù)姆椒ㄈ缯翦儭R射、化學(xué)氣相沉積、電化學(xué)方法或者由供體材料的輻射傳遞來沉積。可用的有機(jī)發(fā)光材料是公知的。如在US-A-4,769,292和US-A-5,935,721中更充分說明的，有機(jī)EL單元的發(fā)光層26包含發(fā)光或者熒光材料，其中由于電子空穴對在這個區(qū)域復(fù)合而產(chǎn)生電致發(fā)光。發(fā)光層26可以由單一材料構(gòu)成，但是更常見的是包括摻雜有客體化合物或摻雜劑的基質(zhì)材料，其中發(fā)光基本來自該摻雜劑，并且可以具有任意的顏色。發(fā)光層26中的基質(zhì)材料可以是如下面所限定的電子傳輸材料，可以是如上面所限定的空穴傳輸材料或者是支持電子-空穴復(fù)合的另一種材料。摻雜劑通常是從高熒光的染料中選擇的，但是發(fā)熒光的化合物，例如在WO 98/55561、WO 00/18851、WO 00/57676和WO 00/70655中說明的過渡金屬配合物也是可以使用的。在基質(zhì)材料中一般摻雜0.01到10重量％的摻雜劑。
為了選擇作為摻雜劑的染料，其重要的關(guān)系是比較帶隙勢能，該帶隙勢能定義為由分子的最高已占據(jù)分子軌道和最低未占據(jù)分子軌道之間的能量差。為了有效地將能量從基質(zhì)材料傳輸?shù)綋诫s劑的分子，必要的條件是摻雜劑的帶隙要比基質(zhì)材料的帶隙小。
已知有用的主體和發(fā)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中所公開的那些。8-羥基喹啉的金屬配合物和類似的衍生物(式E)構(gòu)成了一類可以支持電致發(fā)光的基質(zhì)材料，并且特別適合于發(fā)射波長大于500nm的光，例如綠光、黃光、橙色光和紅色光。
其中M表示金屬；n是從1到3的整數(shù)；以及在每個情況下Z獨(dú)立地表示構(gòu)成核的原子，該核具有至少兩個稠芳香環(huán)。
從上面所述，明顯可見該金屬可以是單價的、二價的或者是三價的金屬。該金屬可以是例如諸如鋰、鈉或鉀的堿金屬，可以是諸如鎂或者鈣的堿土金屬，可以是諸如硼或者鋁的土族金屬。通?？梢允褂每捎米魇球辖饘俚墓娜魏螁蝺r、二價或者三價金屬。
Z構(gòu)成含有至少兩個稠芳環(huán)的雜環(huán)的核，其中至少一個是吡咯類或者是吖嗪類的環(huán)。如果需要的話，可以將包括脂肪族與芳香族環(huán)的其它環(huán)與兩個所要求的環(huán)進(jìn)行稠合。為了避免添加分子而改進(jìn)功能，環(huán)原子的數(shù)量通常保持為18或者更少。
在下面說明了可用的螯合的喔星類(oxinoid)化合物CO-1三喔星鋁[別名，三(8-喹啉醇合)鋁(III)]CO-2二喔星鎂[別名，三(8-喹啉醇合)鎂(II)]CO-3三[苯并{f}8-羥基喹啉合]鋅(II)CO-4三(2-甲基-8-羥基喹啉合)鋁(III)-μ-氧代-三(2-甲基-8-喹啉醇合)鋁(III)CO-5三喔星銦[別名，三(8-喹啉醇合)銦]CO-6鋁三(5-甲基喔星)[別名，三(5-甲基-8-喹啉醇合)鋁(III)]CO-7喔星鋰[別名，(8-喹啉醇合)鋰(I)]9，10-二-(2-萘基)蒽(式F)的衍生物構(gòu)成了一類可以支持電致發(fā)光的可用基質(zhì)材料，并且特別適合于發(fā)射波長大于400nm的光，例如藍(lán)光、綠光、黃光、橙色光和紅色光。
其中R1、R2、R3、R4、R5和R6代表在每個環(huán)上的一個或多個取代基，其中每個取代基各自選自下列各組第1組氫、或1-24個碳原子的烷基；第2組5-20個碳原子的芳基或取代的芳基；第3組構(gòu)成蒽基、芘基、或苝基的稠芳環(huán)必需的4-24個碳原子；第4組構(gòu)成呋喃基、噻吩基、吡啶基、喹啉基或其它雜環(huán)系統(tǒng)的稠合的雜芳環(huán)所必需的5-24個碳原子的雜芳基或取代的雜芳基；第5組1-24個碳原子的烷氧基氨基、烷基氨基或芳基氨基；和第6組氟、氯、溴或氰基。
吲哚衍生物(式G)構(gòu)成了另一類可以支持電致發(fā)光的基質(zhì)材料，并且特別適合于發(fā)射波長大于400nm的光，例如藍(lán)光、綠光、黃光、橙色光和紅色光。
其中n是3-8的整數(shù)；Z是O、NR或S；且R和R’各自是氫；1-24個碳原子的烷基如丙基、叔丁基、庚基等；5-20個碳原子的芳基或雜原子取代的芳基如苯基和萘基、呋喃基、噻吩基、吡啶基、喹啉基和其它雜環(huán)系統(tǒng)；或鹵基如氯、氟；或構(gòu)成稠芳環(huán)必需的原子。
L是由烷基、芳基、取代的烷基、或取代的芳基組成的連接單元，其共軛或非共軛地把多個吲哚連接在一起。
有用的吲哚的實(shí)例是2，2’，2”-(1，3，5-亞苯基)三[1-苯基-1H-苯并咪唑]。
期望的熒光摻雜劑包括蒽、并四苯、氧雜蒽、二萘嵌苯、紅熒烯、香豆素、玫瑰精、喹吖(二)酮、二氰基亞甲基吡喃化合物、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?？捎玫膿诫s劑的實(shí)例包括但不限于以下化合物

其他有機(jī)發(fā)光層材料可以是聚合物，例如聚亞苯基亞乙烯基衍生物、二烷氧基-聚亞苯基亞乙烯基、聚對亞苯基衍生物和聚芴衍生物，如Wolk等人在共同轉(zhuǎn)讓的US-A-6,194,119B1及其中引用的參考文獻(xiàn)中所教導(dǎo)的。
盡管沒有示出，但是如果對于最終OLED裝置的合適發(fā)光性質(zhì)需要的話，那么發(fā)光層26可以附加地包含有兩個或者更多的發(fā)光層。
在發(fā)光層26上形成電子傳輸層28。期望的電子傳輸材料可以通過任何合適的方法如供體材料的蒸鍍、濺射、化學(xué)氣相沉積、電化學(xué)方法、熱轉(zhuǎn)印或者是激光熱轉(zhuǎn)印而沉積。在電子傳輸層28中使用的優(yōu)選的電子傳輸材料是金屬螯合的喔星類化合物，該化合物8羥基喹啉自身的螯合物(也通常稱作是8-喹啉醇或8-羥基喹啉)。這樣的化合物有助于注入和傳輸電子，并且呈現(xiàn)出高性能以及在薄膜的形成中容易制作。期望的喔星類化合物的實(shí)例是滿足上面說明的結(jié)構(gòu)式E的化合物。
其他的電子傳輸材料包括如在US-A-4,356,429中公開的各種丁二烯衍生物和在US-A-4,539,507中公開的各種雜環(huán)的光學(xué)光亮劑。滿足結(jié)構(gòu)式G的吲哚也是可用的電子傳輸材料。
其他電子傳輸材料可以是聚合物，例如聚亞苯基亞乙烯基衍生物、聚對亞苯基衍生物、聚芴衍生物、聚噻吩、聚乙炔和諸如在Handbookof Conductive Molecules and polymers，Vol.1-4，H.S.Nalwa，ed.，John Wiley and Sons，Chichester(1997)(導(dǎo)電分子和聚合物手冊)中所列出的其他的導(dǎo)電聚合物有機(jī)材料。
在電子傳輸層28上形成陰極30。當(dāng)發(fā)射的光穿過陽極時，陰極材料可以由幾乎任何導(dǎo)電材料構(gòu)成。期望的材料具有良好的薄膜形成性質(zhì)以確保與下面的有機(jī)層良好接觸，在低壓下促進(jìn)電子的注入并且具有好的穩(wěn)定性。可用的陰極材料常常含有低功函數(shù)的金屬(＜3.0eV)或者金屬合金。一種優(yōu)選的陰極材料由Mg∶Ag合金構(gòu)成，其中銀的百分比在1到20％的范圍，如在US-A-4,885,221中說明的。另一類合適的陰極材料包括由導(dǎo)電金屬后層覆蓋的低功函數(shù)金屬或金屬鹽的薄層所構(gòu)成的雙層。一種這樣的陰極含有LiF薄層，隨后是厚的Al層，如美國專利5,677,572專利所說明的。其他可用的陰極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所公開的陰極材料。
當(dāng)通過陰極觀察到發(fā)射光時，陰極必須是透明的或者是幾乎透明的。對于這樣的應(yīng)用，金屬必須薄或者必須使用透明的導(dǎo)電氧化物，或者是這些材料的組合。在US-A-5,776,623中更詳細(xì)說明了光學(xué)透明陰極?？梢酝ㄟ^蒸鍍、濺射或者化學(xué)氣相沉積來沉積陰極材料。當(dāng)需要的時候，可以通過許多眾所周知的方法來實(shí)現(xiàn)構(gòu)圖，所述方法包括但不限于通過掩模沉積、如在US-A-5,276,380和EP0,732,868中說明的完整的陰影掩模、激光燒蝕和選擇性化學(xué)氣相沉積。
參考圖2，表示OLED裝置的一個實(shí)施方案的橫斷面的視圖，該裝置具有改進(jìn)的性能，它是根據(jù)本發(fā)明在發(fā)光層上配置性能增強(qiáng)層制備的。在發(fā)光層26上并且在電子傳輸層28下面形成性能增強(qiáng)層32。性能增強(qiáng)層32包括所選擇的一種或者多種化學(xué)還原材料以便改進(jìn)OLED裝置16的性能。在本說明書中使用的術(shù)語“化學(xué)還原材料”指的是具有供電子性質(zhì)的這些材料。性能增強(qiáng)層32可以包含金屬材料，諸如堿金屬(例如鋰、鈉)、堿土金屬(例如鋇、鎂)、或者是鑭族的金屬(例如鑭、釹、镥)或者它們的組合。性能增強(qiáng)層32可以包含一種或者多種有機(jī)化學(xué)還原材料，例如二(亞乙基二硫基)四-硫雜富瓦烯(BEDT-TTF)，四硫雜富瓦烯(TTF)或其衍生物。性能增強(qiáng)層32可以通過兩種或者多種不同的材料順序沉積或者共沉積形成，至少其中一種材料是從上述的材料中選擇的。性能增強(qiáng)層32的厚度為0.01到1nm，如果它含有金屬材料則優(yōu)選的厚度為0.02到0.5nm。如果性能增強(qiáng)層32包含有機(jī)化學(xué)還原材料，其厚度為0.1到2nm，優(yōu)選的厚度為0.1到1nm?？梢酝ㄟ^任何適當(dāng)?shù)姆椒ㄖT如熱蒸鍍、電子束蒸鍍、離子濺射或者其他的薄膜制作方法來沉積希望的性能增強(qiáng)材料。為了與沉積有機(jī)層相兼容，性能增強(qiáng)層32優(yōu)選的是通過熱蒸鍍來形成的。性能增強(qiáng)層32優(yōu)選的是在沉積電子傳輸層28之前沉積的。
圖3示出了從供體單元40向基板10的部分選擇性傳遞發(fā)光材料50的過程的橫斷面示意圖，該傳遞是通過使用光照方法的輻射傳遞進(jìn)行的。在此限定的輻射傳遞定義為任何機(jī)制，如升華、燒蝕、蒸鍍或者其他過程，這些過程是在材料通過輻射引發(fā)時被傳遞的。在共體支持體單元46上用輻射吸收層制作供體單元40。在共同轉(zhuǎn)讓的US-A-5,904,961中，Tang和其他人已經(jīng)說明了供體支持體單元46。輻射吸收層48包含輻射吸收材料，該材料能夠吸收預(yù)定光譜部分的光從而產(chǎn)生熱。輻射吸收層48可以包括諸如在US-A-5,578,416中說明的染料、諸如碳的顏料或者是諸如鎳、鉻、鈦的金屬，等等。供體單元40包括發(fā)光材料50，其也被稱作發(fā)光層，涂布在供體單元上。
使供體單元40與基板10以材料傳遞關(guān)系定位，該基板10可以是OLED基板。材料傳遞關(guān)系，指的是供體單元40處于與基板10相接觸的位置，或者與基板10保持受控的間距。在這個實(shí)施方案中，供體單元40是與基板10相接觸的，并且縫隙56是通過薄膜晶體管的陽極20的結(jié)構(gòu)和插入抬高的表面部分58來保持的。應(yīng)當(dāng)理解，在這個實(shí)施方案中有可能沒有縫隙。激光源44通過輻射例如激光42選擇性地照射供體單元40的非傳遞表面52。激光源44可以是例如紅外激光，其功率足以產(chǎn)生充足的熱54而實(shí)現(xiàn)在此說明的輻射傳遞。供體單元40的輻射吸收層48吸收激光42并且產(chǎn)生熱54。涂布在供體單元40上的材料的受熱部分的一些或者全部被升華、蒸發(fā)、或者燒蝕并且以有圖案的傳遞而沉積在基板10的表面38上。用這種方法，可以傳遞發(fā)光材料50，從而選擇性地形成發(fā)光層26。這樣就實(shí)現(xiàn)了基質(zhì)材料和摻雜劑材料的蒸發(fā)傳遞，這些材料包含發(fā)光材料50的各個層。
參考圖4，并且參考圖2和3，表示根據(jù)本發(fā)明形成有機(jī)發(fā)光裝置的方法的一個實(shí)施方案中所包含步驟的框圖。在過程的開始(步驟60)時，在基板10上形成陽極或陽極20的圖案(步驟62)?？商鎿Q的方案是，陽極20可以是基板10例如是OLED基板的一部分。然后在陽極20的整個表面上任選地形成空穴注入層22(步驟64)。然后在空穴注入層22的整個表面上任選地形成空穴傳輸層24(步驟66)。然后與基板10以材料傳遞關(guān)系定位供體單元40(步驟68)。然后用諸如激光42的輻射來照射供體單元40，以加熱供體單元40，沉積發(fā)光材料50，并且在陽極20上形成發(fā)光層26和任何插入層(步驟70)。然后在發(fā)光層26上沉積根據(jù)本發(fā)明的性能增強(qiáng)層32(步驟72)。性能增強(qiáng)層32包括一種或者多種化學(xué)還原材料，其選擇用來改進(jìn)有機(jī)發(fā)光裝置的性能，如本文所述。然后就完成了有機(jī)發(fā)光裝置。在性能增強(qiáng)層32上形成電子傳輸層28(步驟74)。然后在電子傳輸層28上沉積陰極層或者是一系列的陰極30(步驟76)。在過程結(jié)束之前可能還會有進(jìn)一步的步驟，例如沉積保護(hù)層(步驟78)。
通過下面本發(fā)明實(shí)施例和比較例能夠更好的理解本發(fā)明和它的優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)施例1(本發(fā)明實(shí)施例)以下面的方法構(gòu)造出滿足本發(fā)明要求的具有性能增強(qiáng)層的OLED裝置1.在干凈的玻璃基板上真空沉積銦錫氧化物(ITO)，以形成34nm厚的透明電極。
2.用等離子體氧刻蝕處理上面制備的ITO表面，隨后如在US-A-6,208,075中說明的等離子體沉積1.0nm的碳氟化合物聚合物層(CFx)。
3.在大約10-6Torr的真空下通過真空沉積170nm的空穴傳輸層來進(jìn)一步處理上面制備的基板，該空穴傳輸層是來自加熱的舟源的4，4’-二[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(NPB)。
4.從真空中移出上面制備的基板，并且在被放置到氮?dú)飧稍锵渲氨┞对诳諝庵写蠹s5分鐘時間。
5.在75微米的聚砜板上真空涂布40nm的鉻來制備供體基板。
6.上面制備的供體基板被進(jìn)一步真空涂布20nm的2-(1，1二甲基乙基)-9，10-雙(2-萘基)蒽(TBADN)，該TBADN摻雜了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，從而形成供體單元。
7.從真空中移出上面制備的供體單元并且在被放置到氮?dú)飧稍锵渲氨┞对诳諝庵写蠹s5分鐘時間。
8.放置上述供體單元使其與來自上面的步驟3的基板處于材料傳遞關(guān)系，其中使用襯墊以便保持供體單元與基板之間間距為75微米。
9.在共同轉(zhuǎn)讓的由David B.Kay等人于2002年1月23日提交的美國專利申請系列No10/055,579中說明了多通道激光器，專利名稱為“在通過熱轉(zhuǎn)印制作OLED裝置中使用多通道線性激光光束”，其公開的內(nèi)容包含在此作為參考，使用該多通道激光器用755mJ/cm2能量來照射供體單元，從而在空穴傳輸層或者在基板上形成發(fā)光層。
10.將上面的基板暴露在空氣中大約10分鐘，然后再返回到真空環(huán)境下。
11.在空氣暴露過的Alq層上面蒸鍍0.1nm鋰的性能增強(qiáng)層。
12.在包含加熱的舟源的涂布臺上，在基板上真空沉積35nm的三(8-羥基喹啉)鋁(III)(Alq)的電子傳輸層。
13.在具有分離的鉭舟的涂布臺上，在接收體單元上沉積220nm的陰極層，其中一個鉭舟含有銀而另一個含有鎂。該陰極層是10∶1體積比例的鎂和銀。
14.將該OLED裝置傳送到干燥箱中來進(jìn)行封裝。
實(shí)施例2(比較例)以實(shí)施例1中說明的方法來構(gòu)造OLED裝置，但是省略了步驟11(沉積性能增強(qiáng)層)。
實(shí)施例3(本發(fā)明實(shí)施例)以實(shí)施例1中說明的方法來構(gòu)造OLED裝置，但是步驟12是如下進(jìn)行的(沉積電子傳輸層)12.在包含有兩個加熱舟源的涂布臺上，一個舟源用于Alq，另一個用于鋰，在基板上真空沉積35nm的具有1.2體積％鋰(Alq∶Li)的三(8-羥基喹啉)鋁(III)(Alq)的電子傳輸層。
結(jié)果在室溫下給電極施加恒定的電流80mA/cm2來測試實(shí)例1-3中的裝置，并且測量起始電壓和亮度衰減到起始亮度的50％(80mA/cm2半衰期)的時間。然后對于每個實(shí)施例計(jì)算相對于比較例2的相對電壓和相對半衰期。下表中說明了這些結(jié)果。

明顯可見，所制作的沒有性能增強(qiáng)層的裝置(實(shí)施例2)比具有性能增強(qiáng)層的裝置(實(shí)施例1和3)具有較短的半衰期。在發(fā)光層上附加的薄鋰層提高了半衰期5-6倍(參見實(shí)施例1，2和3)，因此改進(jìn)了裝置的性能。
盡管在本發(fā)明中說明了附加的性能增強(qiáng)層，如薄的金屬層，能夠改進(jìn)穩(wěn)定性，如圖1所示，但是可能增大為了保持給定的電流密度所需要的驅(qū)動電壓(參見實(shí)施例1和2)。然而當(dāng)電子傳輸層是摻雜的Alq層(Alq∶Li)時，使用性能增強(qiáng)層可以改進(jìn)穩(wěn)定性而沒有提高所需要的驅(qū)動電壓(參見實(shí)施例2和3)。因此使用與堿金屬共沉積的性能增強(qiáng)層和電子傳輸層是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。
下面包括本發(fā)明的其他特征。
所述有機(jī)發(fā)光裝置，其中的性能增強(qiáng)層厚度范圍是0.1到1nm。
所述方法，其中電子傳輸層是用堿金屬共沉積的。
所述方法，其中性能增強(qiáng)層包括鋇。
所述方法，其中當(dāng)性能增強(qiáng)層包括金屬材料時，其厚度范圍在0.01到1.0nm。
所述方法，其中沉積的性能增強(qiáng)層厚度范圍在0.02到0.5nm。
所述方法，其中電子傳輸層是用堿金屬共沉積的。
權(quán)利要求
1.一種用于形成具有改進(jìn)性能的有機(jī)發(fā)光裝置的方法，該方法包括步驟a)在基板上形成陽極；b)提供包含有發(fā)光材料的供體單元，并且與基板以材料傳遞關(guān)系來定位這樣的供體單元；c)用輻射來照射供體單元從而傳遞發(fā)光材料，以沉積發(fā)光材料并且在陽極上形成發(fā)光層；d)在發(fā)光層上形成性能增強(qiáng)層，其包括一種或者多種化學(xué)還原材料，選擇用于改進(jìn)有機(jī)發(fā)光裝置的性能；e)在性能增強(qiáng)層上形成電子傳輸層；以及f)在電子傳輸層上形成陰極。
2.權(quán)利要求1的方法，其中性能增強(qiáng)層包括選自堿金屬、堿土金屬和鑭族金屬中的一種或者多種金屬材料，或者選自雙(亞乙基二硫基)四硫雜富瓦烯、四硫雜富瓦烯和它們的衍生物中的一種或者多種有機(jī)化學(xué)還原材料。
3.權(quán)利要求2的方法，其中性能增強(qiáng)層包含鋰。
4.權(quán)利要求2的方法，其中性能增強(qiáng)層包含鋇。
5.權(quán)利要求1的有機(jī)發(fā)光裝置，其中性能增強(qiáng)層包含金屬材料，并且其厚度范圍為0.01到1.0nm。
6.權(quán)利要求5的有機(jī)發(fā)光裝置，其中沉積的性能增強(qiáng)層厚度范圍在0.02到0.5nm。
7.權(quán)利要求1的有機(jī)發(fā)光裝置，其中性能增強(qiáng)層包含有機(jī)材料，并且其厚度范圍為0.1到2nm。
8.一種用于形成具有改進(jìn)性能的有機(jī)發(fā)光裝置的方法，該方法包含步驟a)在基板上形成陽極；b)在陽極上形成空穴傳輸層；c)提供包含有發(fā)光材料的供體單元并且與基板以材料傳遞關(guān)系來定位這些供體單元；d)用輻射來照射該供體單元，從而傳遞發(fā)光材料，以沉積該發(fā)光材料，并且在空穴傳輸層上形成發(fā)光層；e)在發(fā)光層上形成性能增強(qiáng)層，其含有一種或者多種化學(xué)還原材料，該材料選擇用來改進(jìn)有機(jī)發(fā)光裝置的性能；f)在性能增強(qiáng)層上形成電子傳輸層；以及g)在電子傳輸層上形成陰極。
9.權(quán)利要求8的方法，其中性能增強(qiáng)層包括選自堿金屬、堿土金屬和鑭族金屬中的一種或者多種金屬材料，或者選自雙(亞乙基二硫基)四硫雜富瓦烯、四硫雜富瓦烯和它們的衍生物中的一種或者多種有機(jī)化學(xué)還原材料。
10.權(quán)利要求9的方法，其中性能增強(qiáng)層包括鋰。
全文摘要
用于形成具有改進(jìn)性能的有機(jī)發(fā)光裝置的一種方法，該方法包括在基板上形成陽極，提供包含發(fā)光材料的供體單元并且與基板以材料傳遞關(guān)系來定位這些供體單元。該裝置還包含用輻射來照射該供體單元，傳遞發(fā)光材料從而沉積該發(fā)光材料，并且在陽極上形成發(fā)光層以及在發(fā)光層上形成性能增強(qiáng)層，其含有一種或者多種化學(xué)還原材料，該材料選擇用來改進(jìn)有機(jī)發(fā)光裝置的性能。該裝置還包含在性能增強(qiáng)層上形成電子傳輸層以及在電子傳輸層上形成陰極。
文檔編號H05B33/10GK1535083SQ20041000506
公開日2004年10月6日 申請日期2004年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月14日
發(fā)明者M·L·波羅森, M L 波羅森, 廖良生 申請人:伊斯曼柯達(dá)公司