專利名稱：具有透明陰極的場(chǎng)致發(fā)光設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種場(chǎng)致發(fā)光設(shè)備，該設(shè)備包含基底和由第一電極，場(chǎng)致發(fā)光層和第二電極組成的疊層體。
背景技術(shù)：
基于各種原理的電子驅(qū)動(dòng)顯示系統(tǒng)的不同實(shí)施例都為大家所熟知，并且有著廣泛的應(yīng)用。
根據(jù)所述原理之一的是由被稱為OLED的有機(jī)發(fā)光二極管作為光源。有機(jī)發(fā)光二極管由多個(gè)功能層構(gòu)成。在“Philips Journal ofResearch，1998，51，467”中，給出了OLED典型結(jié)構(gòu)的描述。典型結(jié)構(gòu)包含作為透明電極(陽(yáng)極)的ITO(氧化銦錫)層，導(dǎo)電聚合物層，場(chǎng)致發(fā)光層，即發(fā)光材料特別是發(fā)光聚合體層，以及金屬優(yōu)選為具有低功函的金屬的電極(陰極)。這一結(jié)構(gòu)通常配備在基底上，一般為玻璃上。生成的光通過基底到達(dá)觀看者。場(chǎng)致發(fā)光層中包含發(fā)光聚合體的OLED也被稱為polyLED或PLED。
當(dāng)前，大多數(shù)OLED都是無源驅(qū)動(dòng)的。但是，這一點(diǎn)只有在小顯示屏對(duì)角線的情況下才是可能的。由于效率原因，為了運(yùn)行較大顯示系統(tǒng)，需要轉(zhuǎn)變成有源矩陣運(yùn)行。在有源OLED中，第一電極被設(shè)計(jì)成像素形狀的，并且每個(gè)像素電極都是單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的。為了有源驅(qū)動(dòng)OLED，對(duì)于每個(gè)像素電極來說，需要至少兩個(gè)薄膜晶體管和一個(gè)電容器。由于驅(qū)動(dòng)該像素電極所需的元件的空間需要，OLED發(fā)展成晶體管和電容器都配備在基底上，而光通過透明陰極離開該場(chǎng)致發(fā)光設(shè)備。在例如“13-inch Full Color Organic EL Display”，KaizenFlash2001中，描述了這種場(chǎng)致發(fā)光設(shè)備。
由于效率原因，只有金屬可以適合用作陰極材料。為了獲得該金屬層足夠高的導(dǎo)通能力，需要層厚在10到30mm，這導(dǎo)致了場(chǎng)致發(fā)光設(shè)備中該生成的光的傳輸率低。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種改進(jìn)的場(chǎng)致發(fā)光設(shè)備，該設(shè)備帶有一種陰極，該陰極表現(xiàn)出該場(chǎng)致發(fā)光層發(fā)射的光傳輸率高。
彩色場(chǎng)致發(fā)光設(shè)備通常需要使用濾光器，特別是彩色濾光器。希望該彩色濾光器的制造可以很容易地集成到該場(chǎng)致發(fā)光設(shè)備的制造工藝中。
因此，本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種改進(jìn)的場(chǎng)致發(fā)光設(shè)備，該設(shè)備帶有濾光器，特別是彩色濾光器。
為了實(shí)現(xiàn)這些目的，一種場(chǎng)致發(fā)光設(shè)備包含基底，以及鄰近所述基底的由第一電極，場(chǎng)致發(fā)光層，第二電極和2n+1個(gè)透明絕緣層構(gòu)成的疊層體，其中n＝0，1，2，3…，α，該透明絕緣層可選地具有高折射率n＞1.7和低折射率n≤1.7，而與第二電極接鄰的透明絕緣層具有高折射率n＞1.7。
由于與第二電極接鄰的透明絕緣層具有高折射率n，由場(chǎng)致發(fā)光層生成的光的反射在第二金屬電極有所減小，更多光通過第二電極。依靠另外的透明絕緣層，產(chǎn)生了根據(jù)Bragg原理的濾光效應(yīng)。因此，傳輸特性可以適應(yīng)生成光的發(fā)生光譜。另外，該透明絕緣層的濾光效應(yīng)使得該場(chǎng)致發(fā)光設(shè)備的發(fā)光顏色能夠以一種簡(jiǎn)單的方式變化，或者使得彩色場(chǎng)致發(fā)光設(shè)備的彩色濾光器結(jié)構(gòu)得以產(chǎn)生。該場(chǎng)致發(fā)光設(shè)備的實(shí)際制造過程保持不變，因?yàn)橹辽僭谠撨^程的最后提供該透明絕緣層。
如權(quán)利要求2和3中所要求的優(yōu)選材料在可見光波長(zhǎng)范圍內(nèi)表現(xiàn)出高傳輸率。
將參考五張附圖和四個(gè)實(shí)施例，闡述和說明本發(fā)明的這些和其它方面。


圖1是一種場(chǎng)致發(fā)光設(shè)備的橫截面圖，圖2示出了兩個(gè)常規(guī)電極的傳輸曲線，圖3示出了覆蓋有透明層的兩個(gè)電極的傳輸曲線，圖4示出了覆蓋有三個(gè)透明絕緣層的電極的傳輸曲線，和圖5示出了覆蓋有七個(gè)透明絕緣層的電極的傳輸曲線。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)圖1，一種場(chǎng)致發(fā)光設(shè)備包含基底1，例如玻璃盤，聚合物薄片，半導(dǎo)體或陶瓷晶片。根據(jù)使用的材料，所述基底1是透光的或者不透明的。假如該場(chǎng)致發(fā)光設(shè)備是有源驅(qū)動(dòng)的，那么有源和無源元件，如晶體管和電容，都適合用于該基底1上。
在該基底1上配備作為陽(yáng)極的第一電極2。所述電極2可包含，例如p摻雜硅或氧化銦摻雜錫(ITO)。一隔離層可位于基底1和第一電極2之間。
第一電極2上配備了場(chǎng)致發(fā)光層3。所述場(chǎng)致發(fā)光層3包含發(fā)光聚合物或小的有機(jī)分子。根據(jù)該場(chǎng)致發(fā)光層3中使用的材料類型，該設(shè)備被稱為L(zhǎng)EP(發(fā)光聚合物)或者也稱為polyLED，或者被稱為SMOLED(小分子有機(jī)發(fā)光二極管)。該場(chǎng)致發(fā)光層3優(yōu)選地包含發(fā)光聚合物。所述發(fā)光聚合物可以是，例如，聚合(p亞苯乙烯)(PPV)或者替代PPV，如二烷氧基替代PPV。
與場(chǎng)致發(fā)光層3接鄰的第二電極4可包含，例如，金屬如鋁，銅，銀或金，或者合金。優(yōu)選地，第二電極4包含兩個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電層。特別優(yōu)選地，該第二電極4包含與場(chǎng)致發(fā)光層3接鄰的由堿土金屬，如鈣或鋇組成的第一層，以及第二層鋁，銅，銀或金。
在無源驅(qū)動(dòng)場(chǎng)致發(fā)光設(shè)備的情況下，這樣配備電極2，4，使得它們形成二維陣列。在有源驅(qū)動(dòng)場(chǎng)致發(fā)光設(shè)備的情況下，第一電極2被設(shè)計(jì)成像素形狀，且每個(gè)像素電極被單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。
可選地，該疊層體可包含其它層如空穴輸送層和/或電子輸送層?？昭ㄝ斔蛯游挥诘谝浑姌O2和場(chǎng)致發(fā)光層3之間。電子輸送層位于第二電極4和場(chǎng)致發(fā)光層3之間。這兩層優(yōu)選地包含導(dǎo)電聚合物。
場(chǎng)致發(fā)光層3可被分成發(fā)紅，綠和藍(lán)彩色光的多個(gè)彩色像素。為了生成彩色光，該場(chǎng)致發(fā)光層3中的材料可摻雜熒光染料，或者發(fā)彩色光的聚合物被用作場(chǎng)致發(fā)光層3中的材料。在另一實(shí)施例中，聚合體被用于場(chǎng)致發(fā)光層3，該聚合物發(fā)出波長(zhǎng)范圍很寬的光，并且彩色濾光器被用來從該光中生成三原色紅，綠或藍(lán)中任一種光。
在第二電極4上，配備的透明絕緣層5的數(shù)量等于2n+1，其中n＝0，1，2，3…α。所述透明絕緣層5可選地具有高折射率n＞1.7和低折射率n≤1.7。與第二電極4接鄰的第一透明絕緣層6具有高折射率n＞1.7。
該場(chǎng)致發(fā)光層3發(fā)出的光在該金屬第二電極4上的反射被第一透明絕緣層6削弱，因此增強(qiáng)了通過第二電極4的光。
依靠其它透明絕緣層，該第二電極4的傳輸特性可適應(yīng)由場(chǎng)致發(fā)光層3發(fā)出的光的發(fā)射光譜。通過層序列中折射率的變化，產(chǎn)生了根據(jù)Bragg原理的濾光器。
具有高折射率即折射率n＞1.7的透明絕緣層可包含無機(jī)材料，如ZnS，TiO2或SnO2，或者有機(jī)材料。優(yōu)選地，該具有高折射率的透明絕緣層包含ZnS。
具有低折射率即折射率n≤1.7的透明絕緣層可包含，例如，無機(jī)材料，如SiO2或MgF2，或者有機(jī)材料。優(yōu)選地，該具有低折射率的透明絕緣層包含MgF2。
通過施加合適的電壓，典型地為幾伏到電極2，4上，注入正負(fù)電荷載體，該正負(fù)電荷載體遷移到場(chǎng)致發(fā)光層3，在此它們重新組合，從而產(chǎn)生光。在發(fā)光基底1的例子中，所述光一方面由第一電極2和基底1發(fā)出，另一方面由第二電極4和透明絕緣層5發(fā)出。假如該基底1是不透明的，那么僅由第二電極4和透明絕緣層5發(fā)光。
圖2示出了兩種常規(guī)電極的傳輸曲線7，8，以及場(chǎng)致發(fā)光設(shè)備的發(fā)射光譜9，該場(chǎng)致發(fā)光設(shè)備包含作為第一電極的140nm厚ITO層，作為空穴傳輸層的200nm厚聚乙烯二氧噻吩層，作為場(chǎng)致發(fā)光層的80nm厚PPV層，以及作為第二電極的5nm厚鋇層和200nm厚鋁層。曲線7示出了包含5nm厚鋇層和25nm厚銀層的電極的傳輸率。曲線8示出了包含5nm厚鋇層和15nm厚鋁層的電極的傳輸率。
圖3示出了覆蓋透明絕緣ZnS層的兩個(gè)電極的傳輸曲線。曲線10示出了包含5nm厚鋇層和25nm厚銀層且覆蓋38nm厚ZnS層的電極的傳輸率。曲線11示出了包含5nm厚鋇層和15nm厚鋁層且覆蓋43nm厚ZnS層的電極的傳輸率。圖中還示出的發(fā)射光譜9與圖2中所示相同。
圖3示出，在兩種情況下，鄰接的透明絕緣層使得由場(chǎng)致發(fā)光層3發(fā)出的通過該金屬電極的光顯著增加。
另外，在藍(lán)色光譜區(qū)的傳輸率降低。該濾光效應(yīng)，特別與圓形偏光器結(jié)合，使得日光對(duì)比增強(qiáng)。
圖4示出了覆蓋ZnS和MgF2三個(gè)透明絕緣層5的電極的傳輸曲線。曲線12示出了包含5nm厚鋇層和25nm厚銀層且覆蓋41nm厚ZnS層，84nm厚MgF2層和55nm厚ZnS層的電極的傳輸率。在這種情況下，41nm厚ZnS層與電極接鄰。圖4中還示出的發(fā)射光譜9與圖2中示出的發(fā)射光譜9相同。
從圖4中看到，三個(gè)透明絕緣層足以使得可見光通過金屬電極的傳輸率高達(dá)80％。另外，傳輸曲線適應(yīng)生成光的發(fā)射光譜，使得該電極的傳輸率最大值位于PPV發(fā)射最大值的范圍內(nèi)。另外，這導(dǎo)致了透明絕緣層5的濾光器效應(yīng)。以這樣的方式，例如，可以變化該場(chǎng)致發(fā)光設(shè)備的發(fā)射顏色。
圖5示出了覆蓋ZnS和MgF2七個(gè)透明絕緣層5的電極的傳輸曲線。曲線13示出了包含5nm厚鋇層和25nm厚銀層且覆蓋9nm厚ZnS層，135nm厚MgF2層，62nm厚ZnS層，160nm厚MgF2層，64nm厚ZnS層，133nm厚MgF2層和102nm厚ZnS層的電極的傳輸率。9nm厚ZnS層與電極接鄰。
從圖5中看到，依靠七個(gè)透明絕緣層，可以產(chǎn)生最大傳輸率峰值位于三原色紅，綠和藍(lán)的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的傳輸曲線。
在該實(shí)施例中，依靠該透明絕緣層5，獲得彩色濾光器。
更多的透明絕緣層使得傳輸峰值寬度可以被設(shè)定到較小值。
接下來，將解釋那些構(gòu)成可能實(shí)施例的實(shí)施例。
實(shí)施例1在作為基底1的玻璃盤上，配備有隨后構(gòu)造的作為第一電極2的140nm厚ITO層。接下來，相繼配備作為空穴引導(dǎo)層的200nm厚聚乙烯二氧噻吩層和作為場(chǎng)致發(fā)光層3的80nm厚聚合(p亞苯乙烯)(PPV)層。在該P(yáng)PV層上配備有由5nm厚鋇層和15nm厚鋁層構(gòu)成的第二電極4。在鋁層上堆積了43nm厚的ZnS層。
圖3的曲線11中示出了第二電極的傳輸特性。與無覆蓋層電極(圖2中的曲線8)相比，可以增加場(chǎng)致發(fā)光層3中生成的光通過第二電極的傳輸率。另外，降低了藍(lán)光譜區(qū)的傳輸率。
實(shí)施例2制造了一種與實(shí)施例1中類似的場(chǎng)致發(fā)光設(shè)備，只是第二電極包含25nm厚的銀層代替了鋁層，并且ZnS的厚度為38nm。
圖3的曲線10中示出了有關(guān)場(chǎng)致發(fā)光層3發(fā)出的光在第二電極4的傳輸率。與無覆蓋層電極(圖2中的曲線7)相比，可以增加傳輸率。另外，保持了藍(lán)和紅光譜區(qū)中的濾光效應(yīng)。
實(shí)施例3制造了一種與實(shí)施例2中所述類似的場(chǎng)致發(fā)光設(shè)備，只是在第二電極4上堆積了三個(gè)透明絕緣層5。與第二電極4接鄰的第一透明絕緣ZnS層厚度41nm，第二透明絕緣MgF2層厚度84nm，而第三透明絕緣ZnS層厚度55nm。
圖4的曲線12中示出了該第二電極4的傳輸特性。與單一覆蓋電極(圖3中曲線10)相比，該傳輸特性可適應(yīng)PPV場(chǎng)致發(fā)光層的發(fā)射光譜(參看圖4中曲線9)。
實(shí)施例4制造了一種與實(shí)施例2中類似的場(chǎng)致發(fā)光設(shè)備，只是在第二電極4上堆積了七個(gè)透明絕緣層5。與第二電極4接鄰的第一透明絕緣ZnS層厚度9nm，第二透明絕緣MgF2層厚度134nm，第三透明絕緣ZnS層厚度62nm，第四透明絕緣MgF2層厚度166nm，第五透明絕緣ZnS層厚度64nm，第六透明絕緣MgF2層厚度133nm，而第七透明絕緣ZnS層厚度102nm。
圖4的曲線13中示出了了該第二電極4的傳輸特性。最大傳輸值位于三原色紅，綠和藍(lán)的波長(zhǎng)范圍內(nèi)。該場(chǎng)致發(fā)光設(shè)備不僅顯示出由該場(chǎng)致發(fā)光層3發(fā)出的光的傳輸率增加，而且顯示出三原色的彩色濾光器。
權(quán)利要求
1.一種場(chǎng)致發(fā)光設(shè)備，包含基底(1)，以及鄰近所述基底的由第一電極(2)，場(chǎng)致發(fā)光層(3)，第二電極(4)和2n+1個(gè)透明絕緣層(5)構(gòu)成的疊層體，其中n＝0，1，2，3...，α，該透明絕緣層(5)可選地具有高折射率n＞1.7和低折射率n≤1.7，而與第二電極(4)接鄰的透明絕緣層(6)具有高折射率n＞1.7。
2.如權(quán)利要求1中所要求的場(chǎng)致發(fā)光設(shè)備，其特征在于具有高折射率的透明層包含選自TiO2，ZnS和SnO2的材料。
3.如權(quán)利要求1中所要求的場(chǎng)致發(fā)光設(shè)備，其特征在于具有低折射率的透明層包含選自SiO2和MgF2的材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有透明陰極的場(chǎng)致發(fā)光設(shè)備。所述場(chǎng)致發(fā)光設(shè)備包含基底(1)，以及鄰近所述基底(1)，由第一電極(2)，場(chǎng)致發(fā)光層(3)，第二金屬電極(4)組成的疊層體。所述第二電極覆蓋由透明絕緣層(5)，該透明絕緣層(5)增加了光通過該第二金屬電極(4)的傳輸率，并作為濾光器。
文檔編號(hào)H01L27/32GK1666354SQ03815129
公開日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2003年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月28日
發(fā)明者H·貝希特爾, W·布斯特, H·F·伯爾納, D·貝特拉姆 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司