專利名稱：具有表面處理有機(jī)層的電致發(fā)光顯示器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)電致發(fā)光(EL)顯示器件，更確切地，涉及一種其中有機(jī)層彼此之間具有改善的粘附力的有機(jī)EL顯示器件。
背景技術(shù)：
通常，有機(jī)EL器件包括陽(yáng)極、陰極和有機(jī)層。有機(jī)層可由不同的層構(gòu)成，包括空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)射層、電子傳輸層以及電子注入層。根據(jù)在有機(jī)層中使用的材料，有機(jī)EL器件被劃分為聚合物型和小分子型。典型地，對(duì)于小分子有機(jī)EL器件，通過(guò)真空淀積方法形成每一層，而對(duì)于聚合物有機(jī)EL器件，通過(guò)旋涂工藝制造各層。
使用聚合物的單色有機(jī)EL器件可簡(jiǎn)單地通過(guò)旋涂工藝制造。盡管聚合物有機(jī)EL器件具有比小分子器件更低的驅(qū)動(dòng)電壓，但是，其效率較低且壽命較短。此外，通過(guò)噴射技術(shù)(inkjet technique)或激光誘導(dǎo)熱成像(LITI)方法來(lái)構(gòu)圖用于全色顯示器件的紅、綠和藍(lán)色聚合物，會(huì)使例如效率和壽命的發(fā)光特性變差。
當(dāng)通過(guò)LITI方法構(gòu)圖時(shí)，單組分聚合物(single polymer)材料不會(huì)轉(zhuǎn)印。韓國(guó)專利申請(qǐng)No.1998-51844和美國(guó)專利No.5998085、No.6214520和No.6114088中公開了通過(guò)LITI方法形成聚合物有機(jī)EL器件圖案的方法。
LITI方法可使用一光源、一轉(zhuǎn)印膜以及一襯底。轉(zhuǎn)印膜的光吸收層吸收從光源發(fā)出的光并將其轉(zhuǎn)化為熱能。然后，形成轉(zhuǎn)印膜的轉(zhuǎn)印層的材料通過(guò)所述熱能被轉(zhuǎn)印到襯底上以形成預(yù)期的圖案(見美國(guó)專利No.5220348、No.5256506、No.5278023和No.5308737)。
如在美國(guó)專利No.5998085中所公開的，LITI方法可用于制造液晶顯示器件的濾色器，并且還用于形成發(fā)光材料的圖案。與使用材料升華的LITI方法不同，這種方法可轉(zhuǎn)印材料而不用傳熱。
美國(guó)專利No.5937272公開了一種在全色有機(jī)EL器件中形成高清晰度構(gòu)圖的有機(jī)層的方法。其中加熱涂覆有涂料的供體載體(donor support)從而將有機(jī)EL材料轉(zhuǎn)印到在預(yù)定子像素中的襯底的指定凹表面上。熱或光可將發(fā)光材料汽化，使其轉(zhuǎn)印到像素上。
類似地，在美國(guó)專利No.5688551中，使用從供體板(donor sheet)向接收板(receiver sheet)的轉(zhuǎn)印從而在像素區(qū)域中形成子像素。具有純化特性的有機(jī)EL材料在低溫下(小于400℃)從供體板轉(zhuǎn)印到接收板以形成子像素。
圖1是傳統(tǒng)全色有機(jī)EL器件典型結(jié)構(gòu)的剖面圖。
參照?qǐng)D1，在絕緣襯底100上構(gòu)圖并形成第一電極110。對(duì)于底部發(fā)射結(jié)構(gòu)，第一電極110可以是透明的，而對(duì)于頂部發(fā)射結(jié)構(gòu)，第一電極110是反射型的。
像素定義層(PDL)120由在第一電極110和襯底100上的絕緣材料形成，以限定像素區(qū)域并在發(fā)射層之間絕緣。
可在由PDL 120限定的像素區(qū)域中形成具有有機(jī)發(fā)射層150的有機(jī)層300。有機(jī)層300不僅包括上述有機(jī)發(fā)射層，還可包括空穴注入層130、空穴傳輸層140、空穴阻擋層160、電子傳輸層170以及電子注入層180。聚合物材料和小分子材料均可用作有機(jī)發(fā)射層150。
在有機(jī)層300上形成第二電極190。當(dāng)?shù)谝浑姌O110是透明的時(shí)候，第二電極190為反射型的，而當(dāng)?shù)谝浑姌O110是反射型的時(shí)候，第二電極190是透明的。將有機(jī)EL器件密封就完成了其制造。
然而，當(dāng)通過(guò)LITI方法形成具有傳統(tǒng)有機(jī)發(fā)射層的有機(jī)層時(shí)，在將從供體膜被轉(zhuǎn)印的轉(zhuǎn)印層材料與形成在襯底上的有機(jī)材料之間的粘附力不夠。如果材料沒(méi)有適當(dāng)?shù)卣掣?，通過(guò)有機(jī)層的破損或剝落會(huì)產(chǎn)生微粒，有機(jī)層會(huì)破裂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種有機(jī)EL顯示器件及其制造方法，其中通過(guò)處理有機(jī)層的表面來(lái)改善有機(jī)層之間的粘附力，由此改善器件壽命并減少有機(jī)層之間不良接觸帶來(lái)的有機(jī)層剝落所產(chǎn)生的故障。
本發(fā)明的附加特征將在以下說(shuō)明中進(jìn)行闡述，并在某種程度上從說(shuō)明中變得明顯，或者通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐而被認(rèn)知。
本發(fā)明公開了一種有機(jī)電致發(fā)光顯示器件，包括一形成在一襯底上的第一電極，一形成在所述第一電極上的有機(jī)層，以及一形成在所述有機(jī)層上的第二電極。所述有機(jī)層包括一有機(jī)發(fā)射層和一第二層，所述第二層具有粗糙度在均方根(Rms)11至Rms50的一表面。
本發(fā)明還公開了一種有機(jī)電致發(fā)光顯示器件的制造方法，包括在一襯底上形成一第一電極；在所述第一電極上淀積由有機(jī)發(fā)射層和第一有機(jī)材料層制成的一有機(jī)層；以及在所述有機(jī)層上形成一第二電極。淀積所述有機(jī)層包括淀積所述第一有機(jī)材料層，然后氧等離子處理(oxygen plasmaprocessing)所述第一有機(jī)材料層的上表面。
還應(yīng)理解的是上述概括的描述以及以下詳細(xì)的描述均是示例性和解釋性的，并且提供了對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步的解釋。


附圖表示了本發(fā)明的實(shí)施例并且和說(shuō)明書一起用于解釋本發(fā)明的原理，所包含的附圖提供了對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解并且構(gòu)成了說(shuō)明書的一部分。
圖1是傳統(tǒng)全色有機(jī)EL器件典型結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明一示例性實(shí)施例的圖1中A部分的放大剖面圖；圖3A是在襯底上疊置供體膜之前，未進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明一示例性實(shí)施例的表面處理的疊置表面的照片；以及圖3B是疊置供體膜之前，進(jìn)行了根據(jù)本發(fā)明一示例性實(shí)施例的表面處理的疊置表面的照片。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)將參考表示本發(fā)明示例性實(shí)施例的附圖更加充分地描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可以以不同的形式實(shí)施并且不應(yīng)解釋為僅限于在此闡述的實(shí)施例。此外，提供這些實(shí)施例是為了使本公開全面而襯底，并將本發(fā)明的范圍充分告知給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚起見夸大了層和區(qū)域的厚度。在說(shuō)明書通篇，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。
圖2是圖1中A部分的放大剖面圖，其表示了本發(fā)明一示例性實(shí)施例。
參照?qǐng)D1和圖2，本發(fā)明的有機(jī)EL顯示器件包括襯底100，形成在襯底100上的第一電極110，形成在第一電極110上的有機(jī)層300，以及形成在有機(jī)層300上的第二電極190。
有機(jī)層300包括有機(jī)發(fā)射層150以及至少一個(gè)有機(jī)材料層。有機(jī)材料層可以為空穴注入層130、空穴傳輸層140、空穴阻擋層160、電子傳輸層170或者電子注入層180。
如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的一示例性實(shí)施例，當(dāng)?shù)谝浑姌O110為陽(yáng)極電極時(shí)，空穴注入層130和空穴傳輸層140可以插入在第一電極110與有機(jī)發(fā)射層150之間。
當(dāng)通過(guò)淀積方法形成空穴傳輸層140時(shí)，可處理空穴注入層130的上表面使其更加粗糙，從而提高空穴注入層130和空穴傳輸層140之間的粘附力。
此外，處理與空穴注入層130接觸的空穴傳輸層140的表面可以進(jìn)一步提高這兩個(gè)層之間的粘附力。
因此，通過(guò)處理下層的空穴注入層130的上表面，通過(guò)處理空穴傳輸層140的下表面，或者通過(guò)處理所述兩個(gè)表面，可以提高表面粗糙度。
通過(guò)使用原子力顯微鏡(AFM)進(jìn)行測(cè)量，表面粗糙度可在Rms11至Rms50的范圍。當(dāng)其小于11時(shí)，不足以改善與供體膜的粘附力以避免疊置薄膜時(shí)薄膜粘附到襯底的問(wèn)題，當(dāng)其大于50時(shí)，轉(zhuǎn)印材料不具有均勻的形狀，將使得顯示器件的效率和壽命的特性變差。
盡管以上描述了空穴注入層130和空穴傳輸層140的表面，也可以處理兩個(gè)構(gòu)成有機(jī)層300的有機(jī)材料層之間的所有接觸表面，由此改善被處理的有機(jī)材料層之間的粘附力。
此處，可通過(guò)典型的淀積方法形成上層，然而，當(dāng)使用LITI方法時(shí)，表面粗糙度應(yīng)在Rms11至Rms50的范圍從而使要轉(zhuǎn)印的材料與形成在襯底上的有機(jī)材料之間的粘附力允許良好的轉(zhuǎn)印特性。
在有機(jī)材料層中，可通過(guò)小分子有機(jī)材料或聚合物有機(jī)材料形成其表面粗糙度為Rms11至Rms50的層。
然而，當(dāng)有機(jī)材料層由聚合物形成時(shí)，表面可具有比小分子更低的表面粗糙度，因此需要處理聚合物表面以提高其粗糙度。
因此，任何有機(jī)材料可用作本發(fā)明的有機(jī)材料，只要其通常用于每一層。
此外，熒光材料、磷光材料或者其他類似材料可用于有機(jī)發(fā)射層150。
當(dāng)?shù)谝浑姌O110是陰極電極時(shí)，第二電極190形成為陽(yáng)極電極，從而使有機(jī)層300具有上述結(jié)構(gòu)的倒置結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的有機(jī)EL顯示器件可包括至少一個(gè)薄膜晶體管，其可應(yīng)用于底部和頂部發(fā)射有機(jī)EL顯示器件。
現(xiàn)將描述本發(fā)明一示例性實(shí)施例的有機(jī)EL顯示器件的制造方法。
參照?qǐng)D1和圖2，可通過(guò)典型方法例如濺射，在襯底100上構(gòu)圖并形成第一電極110。
接下來(lái)，在第一電極110上依次淀積由有機(jī)發(fā)射層150和空穴注入層130、空穴傳輸層140、空穴阻擋層160、電子傳輸層170或者電子注入層180制成的有機(jī)層300。
根據(jù)本發(fā)明一示例性實(shí)施例，可在形成第一電極110之后形成PDL120，然后在其上形成空穴注入層130。
接下來(lái)，使用氧等離子或其他類似處理來(lái)處理空穴注入層130的表面。
此處，優(yōu)選在10mT至1700mT的壓力范圍內(nèi)，大于1000W的功率、更優(yōu)選2000W的源功率、500W的偏置功率，以及100sccm至700sccm的O2流量條件下進(jìn)行10秒的氧等離子工藝。
優(yōu)選地，處理空穴注入層130使得其表面粗糙度在Rms11至Rms50的范圍。
然后可在空穴注入層130上淀積空穴傳輸層140。此處，可通過(guò)典型的淀積方法例如化學(xué)汽相淀積方法、液相淀積方法、LITI方法或其他類似方法來(lái)淀積空穴傳輸層140。
當(dāng)通過(guò)LITI方法淀積時(shí)，優(yōu)選在將層轉(zhuǎn)印到襯底上之前，使用氧等離子處理空穴傳輸層140的下表面。
此處，空穴傳輸層140被氧等離子處理的條件與上述空穴注入層130的條件相同，使得被處理的表面粗糙度在Rms11至Rms50的范圍。
接下來(lái)，在空穴注入層140上以紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)部分構(gòu)圖并形成有機(jī)發(fā)射層150，然后可選擇性地淀積空穴阻擋層160、電子傳輸層170和電子注入層180。形成并密封第二電極190以完成有機(jī)EL顯示器件。
構(gòu)成有機(jī)層的每一有機(jī)材料層可由典型的有機(jī)材料形成，無(wú)論其是小分子還是聚合物。然而，當(dāng)有機(jī)材料層由聚合物形成時(shí)，聚合物具有比小分子低的表面粗糙度，因此可處理聚合物表面使其更粗糙。
此外，有機(jī)發(fā)射層150可以由熒光材料、磷光材料或其他類似材料形成。
盡管以上只描述了空穴注入層130和空穴傳輸層140，可對(duì)任何有機(jī)材料層進(jìn)行表面處理。
當(dāng)?shù)谝浑姌O110是陰極電極時(shí)，上述淀積順序相反，并且第二電極190變?yōu)殛?yáng)極電極。
現(xiàn)將描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例和一個(gè)比較例。實(shí)例僅用于說(shuō)明，而不應(yīng)解釋為對(duì)本發(fā)明示例性實(shí)施例的限制。
實(shí)例1和比較例1制造用于底部發(fā)射有機(jī)EL器件的測(cè)試襯底。
在襯底上構(gòu)圖ITO以作為陽(yáng)極，進(jìn)一步形成像素定義層(PDL)以阻擋ITO邊緣，從而限定像素區(qū)域。其上形成ITO和PDL的襯底被清潔，并進(jìn)行15分鐘的UV-O3處理，并且以適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)速度，在清潔的襯底上涂覆25nm厚的用于空穴注入層的聚芴-芳基胺-基(polyfluorene-arylamine-based)聚合物溶液。接下來(lái)，陰極接觸部分的空穴注入層被去除并在200℃下干燥10分鐘。
具有光-熱轉(zhuǎn)化層的供體膜被分別劃分為被氧等離子處理10分鐘的薄膜(實(shí)例1)以及不被氧等離子處理的薄膜(比較例1)。處理和未處理的薄膜部分被放入淀積器中以淀積約300厚的CBP/Ir(PPy)3，然后被激光轉(zhuǎn)印。激光轉(zhuǎn)印包括在襯底上疊置供體膜，圖3A和圖3B表示了結(jié)果。如比較例1的圖3A和實(shí)例1的圖3B所示，當(dāng)疊置表面處理的供體膜時(shí)，小分子材料未從PDL部分上去除，如圖3B所示。此處，供體膜的表面粗糙度為35(Rms)。
在如上所述轉(zhuǎn)印發(fā)射層之后，襯底被放入淀積器中，淀積剩余的材料。
同樣地，當(dāng)朝向要轉(zhuǎn)移材料的襯底的粘附力較差時(shí)，可朝向被空穴注入層涂覆的襯底進(jìn)行等離子處理。
根據(jù)如上所述的本發(fā)明的示例性實(shí)施例，通過(guò)增大至少一個(gè)有機(jī)層的表面粗糙度增大了包含在有機(jī)EL顯示器件中的有機(jī)層之間的粘附力，由此有助于有機(jī)層的形成，并且防止了層的損壞或者在后續(xù)工藝中有機(jī)層之間的粘附失敗引起的微粒的產(chǎn)生，從而降低了故障率。
對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，可在不偏離本發(fā)明的主旨或范圍的前提下進(jìn)行多種修改和變化。因此，本發(fā)明覆蓋了這些對(duì)本發(fā)明的修改和變化，只要其在所附權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)電致發(fā)光顯示器件，包括一襯底；一形成在所述襯底上的第一電極；一形成在所述第一電極上的有機(jī)層；以及一形成在所述有機(jī)層上的第二電極，其中所述有機(jī)層包括第一層和第二層；其中所述第二層具有粗糙度在均方根11至50范圍內(nèi)的一表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)電致發(fā)光顯示器件，其中所述第一層是一有機(jī)發(fā)射層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)電致發(fā)光顯示器件，其中所述第二層由聚合物制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)電致發(fā)光顯示器件，其中所述第二層由小分子有機(jī)材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的有機(jī)電致發(fā)光顯示器件，其中所述第二層包括兩個(gè)聚合物層；其中每個(gè)聚合物層具有粗糙度在均方根11至50范圍內(nèi)的一表面，并且所述兩個(gè)聚合物層的所述表面彼此接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的有機(jī)電致發(fā)光顯示器件，其中所述第二層是空穴注入層、空穴傳輸層、空穴阻擋層、電子傳輸層或電子注入層。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的有機(jī)電致發(fā)光顯示器件，其中所述兩個(gè)聚合物層是一空穴注入層和一空穴傳輸層。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的有機(jī)電致發(fā)光顯示器件，其中所述第一電極是陽(yáng)極，所述第二電極是陰極。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)電致發(fā)光顯示器件，其中所述第一電極是陰極，所述第二電極是陽(yáng)極。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)電致發(fā)光顯示器件，還包括一薄膜晶體管。
11.根據(jù)權(quán)利要求5的有機(jī)電致發(fā)光顯示器件，其中通過(guò)激光誘導(dǎo)熱成像方法形成所述兩個(gè)聚合物層的上層。
12.一種有機(jī)電致發(fā)光顯示器件的制造方法，包括在一襯底上形成一第一電極；在所述第一電極上淀積一有機(jī)層；以及在所述有機(jī)層上形成一第二電極，其中淀積所述有機(jī)層包括淀積第一有機(jī)材料層，然后氧等離子處理所述第一有機(jī)材料層的上表面。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述有機(jī)層包括一第二有機(jī)材料層；其中使用激光誘導(dǎo)熱成像方法在所述第一有機(jī)材料層上形成所述第二有機(jī)材料層。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中在進(jìn)行所述氧等離子處理之后，所述第一有機(jī)材料層的所述上表面具有均方根11至50的表面粗糙度。
15.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述氧等離子處理在10mT至1700mT的壓力、100sccm至700sccm的O2流量以及至少1000W的功率條件下進(jìn)行。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中在所述第二有機(jī)材料層形成于所述第一有機(jī)材料層之前，所述第二有機(jī)材料層的一表面被氧等離子處理。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中在氧等離子處理之后，所述第二有機(jī)材料層的所述表面具有均方根11至50的表面粗糙度。
18.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述第一有機(jī)材料層是一空穴注入層，所述第二有機(jī)材料層是一空穴傳輸層。
19.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述第一電極是陽(yáng)極，所述第二電極是陰極。
20.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述第一電極是陰極，所述第二電極是陽(yáng)極。
21.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述第一有機(jī)材料層和所述第二有機(jī)材料層由聚合物形成。
全文摘要
提供了一種有機(jī)電致發(fā)光顯示器件，包括一襯底，一形成在所述襯底上的第一電極，一形成在所述第一電極上的有機(jī)層，以及一形成在所述有機(jī)層上的第二電極。所述有機(jī)層包括一有機(jī)發(fā)射層和一有機(jī)材料層，并且所述有機(jī)材料層具有粗糙度在Rms 11至Rms 50的一表面。
文檔編號(hào)H05B33/10GK1658721SQ20041010206
公開日2005年8月24日 申請(qǐng)日期2004年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月20日
發(fā)明者徐旼徹, 楊南喆, 李城宅 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社