專利名稱：有機電致發(fā)光器件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光器件，特別涉及一種有機電致發(fā)光(EL)器件。
背景技術：
在平板顯示器中，與液晶顯示器(LCD)相比，有機電致發(fā)光(EL)器件是一種具有高對比度和寬視角的自發(fā)光型顯示器。與其它顯示器相比，因為有機EL器件不需要背光器件，所以可以制造得輕且薄。與其它類型的平板顯示器相比，有機電致發(fā)光器件耗電也較低。此外，有機EL器件可以用低直流(DC)電壓來驅動，并且響應速度很快。由于有機EL器件的所有部件都是由固體材料制成的，因此能夠經受碰撞。有機EL器件的工作溫度范圍寬，并且制造成本低。與LCD或者等離子顯示(PDP)的制造不同，有機EL器件的制造只需采用沉積工序和封裝工序。因而，有機EL器件的制造工序和制造設備都非常簡單。
沒有開關元件的無源矩陣型有機EL器件已經得到廣泛應用。在無源矩陣型中，柵線(掃描線)和數(shù)據(jù)線(信號線)交叉形成子像素矩陣。依次驅動柵線從而驅動每個子像素。為了表現(xiàn)出所需的平均亮度，顯示器的每個子像素必須依次發(fā)出更高能級的瞬時亮度，以產生整體的平均亮度。
在有源矩陣型中，在各個子像素中設置有作為開關元件的薄膜晶體管。施加到子像素的電壓充入存儲電容Cst中，直到施加下一幀信號時才施加該電壓，這樣可以不考慮柵線的數(shù)目而連續(xù)驅動有機EL器件以顯示圖像。因此，對于有源矩陣型而言，即使施加低電流，也能夠獲得均勻的亮度。結果，有機EL器件具有耗電低，清晰度度和大尺寸屏幕容量的優(yōu)點。下面將參照附圖來描述有源矩陣型有機電致發(fā)光器件。
圖1所示為根據(jù)現(xiàn)有技術中底部發(fā)光型有機電致發(fā)光器件的示意性截面圖，其中一個單位像素區(qū)包括紅(R)、綠(G)和藍(B)子像素。如圖1所示，現(xiàn)有技術中的底部發(fā)光型有機EL器件包括彼此相對且由密封圖案40密封的第一基板10和第二基板30。第一基板10包括透明基板1、在透明基板1的每個子像素中形成的薄膜晶體管T、與薄膜晶體管T相連接的第一電極12、與薄膜晶體管T相連接并對應于第一電極12設置在薄膜晶體管T上的有機EL層14、以及在有機EL層14上形成的第二電極16。有機EL層14包括發(fā)出紅色(R)，綠色(G)和藍色的發(fā)光材料。第一和第二電極12和16對有機EL層14施加電場。
第二電極16通過密封圖案40與第二基板30分隔開。在第二基板30的內表面填充吸濕劑(未示出)并用半透明膠帶(未示出)將其固定，以避免外部的濕氣滲漏進來(以防止向外滲漏濕氣)。在現(xiàn)有技術的底部發(fā)光型結構中，第一電極12作為陽極，選自透明導電材料，而第二電極16作為陰極，選自具有低功函的金屬材料。因而，有機EL層14具有夾層結構，其中空穴注入層14a、空穴傳輸層14b、發(fā)光層14c、電子傳輸層14d從與第一電極12相接觸的空穴注入層14a開始依次疊置在夾層結構中。這里，發(fā)光層14c具有這樣的結構，即能夠發(fā)出紅色(R)、綠色(G)和藍色的發(fā)光材料對應著各個子像素依次設置。
在將大面積的紅色(R)像素，綠色(G)像素和藍色像素精確圖案化同時使之具有高再現(xiàn)性方面，現(xiàn)有技術中的有機EL器件具有局限性。例如，由于用于有機EL層14的有機EL材料易受溶劑或者濕氣損害，因此不能采用濕刻法進行構圖(pattern)。由于這個原因，有機EL材料不能采用有利于形成精細圖案的光刻法進行構圖。
低分子有機EL材料可以用以下方法進行構圖，該方法包括在基板上方設置一個具有精細圖案的陰罩(shadowmask)，然后獨立地形成R、G、B材料。然而，由于陰罩張力偏差(tension deviation)等原因，該方法在陰罩的精確制造和陰罩的使用兩方面受到限制，前者要使掩模具有某一預定級別分辨率之上的精細圖案，后者要達到高清晰度和大面積。也有人研究了另外的采用高分子EL材料噴墨注射頭的像素構圖方法，但是該方法難于形成厚度小于1000的無針孔(pinhole-free)薄膜。
現(xiàn)有技術中的底部發(fā)光型結構有機EL器件是通過將具有陣列器件和有機EL二極管的第一基板10與單獨作封裝用的第二基板30粘接在一起而制成的。因而，有機EL顯示器的產率由陣列器件的產率和有機EL二極管的產率共同限定的，因此，整個工序產率很大程度受后工序也即形成有機EL二極管的工序的限制。例如，即使完美地形成陣列器件，但是如果在采用約1000厚的薄膜形成有機EL層時由于雜質或者其它因素而引起缺陷，那么整個有機EL器件就會產生缺陷。因而，有機EL層的缺陷會導致在制造與該有缺陷的有機EL層相連接的無缺陷的陣列元件時生產率降低和材料成本增加。
另外，雖然底部發(fā)光型結構因封裝的緣故具有高穩(wěn)定性和高加工自由度，但是在孔徑比方面具有局限性，因而它不適用于高分辨率產品。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明提供一種有機EL器件，其基本上克服了由于現(xiàn)有技術的局限性和缺點而引起的一個或者多個問題。
本發(fā)明的目的是提供一種能夠通過形成夾層結構的有機EL層，而獲得高色純度的雙面板型有機EL器件。該夾層結構包括電荷產生層、電子傳輸層、空穴傳輸層、以及具有紅(R)、綠(G)和藍(B)發(fā)光材料的發(fā)光層，從而使得這種雙面板型有機EL器件采用顏色轉換介質(CCM)/濾色片或者采用濾色片以顯示全色。
本發(fā)明另外的優(yōu)點、目標和特征將在下面的說明中得到闡述，而且對于本領域的熟練人員將部分地變得很明顯，或者可以從本發(fā)明的實施得知。本發(fā)明的目標和其它優(yōu)點可以借助于特別是在書面說明書和其權利要求書以及附圖中指明的結構實現(xiàn)和獲得。
為了實現(xiàn)這些目標和其它優(yōu)點，根據(jù)本發(fā)明的目的，如此處所具體化和廣泛描述的，本發(fā)明提供一種有機電致發(fā)光器件，包括彼此分隔開預定間隔并彼此面對的第一基板和第二基板；陣列元件，其被分成多個子像素并且包括在子像素中形成的薄膜晶體管；位于第二基板下面的顏色轉換部分，其包括紅(R)、綠(G)和藍(B)轉換層，用于把白光轉換為紅(R)，綠(G)和藍(B)三原色光；位于顏色轉換部分下并包括透明導電材料的第一電極；位于第一電極下的子像素中的有機EL層，其包括多個迭層單元，每一單元包括電荷產生層、電子傳輸層、空穴傳輸層和發(fā)光層；在有機EL層下的子像素中并被構圖后的第二電極；以及把薄膜晶體管與第二電極電連接起來的導電襯墊料。
另一方面，一種有機EL器件的制造方法包括制備彼此分隔開預定間隔且彼此面對的第一基板和第二基板；形成陣列元件，其分成多個子像素并且包括在子像素中形成薄膜晶體管；在第二基板下形成濾色片；在濾色片下形成包括透明導電材料的第一電極；在第一電極下的子像素中形成有機EL層，其包括多個迭層單元，每一單元包括電荷產生層(CGL)、電子傳輸層(ETL)、空穴傳輸層(HTL)和發(fā)光層(EMT)；在有機EL層下的子像素中形成構圖后的第二電極；以及形成用于將薄膜晶體管與第二電極電連接起來的導電襯墊料。
應該理解，本發(fā)明前面概括描述和下面的詳細描述都是示例性和解釋性的，其旨在提供對如權利要求書所述的本發(fā)明的進一步說明。


所附的附圖被包括用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并結合構成本說明書的一部分，示出本發(fā)明的各種實施方式，而且與下面的描述一起用來說明本發(fā)明的原理。在附圖中圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術的底部發(fā)光型有機EL器件的示意性截面圖；圖2示出根據(jù)本發(fā)明實施例的有機EL器件的示意性截面圖；圖3示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例中的有機EL器件的示意性截面圖；以及圖4示出設置在圖2和3所示的有機EL器件中的有機EL層的截面圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在，詳細說明本發(fā)明的各種優(yōu)選實施方式，其實施例示出在附圖中。
圖2所示為根據(jù)本發(fā)明實施例的采用顏色轉換介質(CCM)顯示顏色的雙面板型有機EL器件的示意性截面圖。此雙面板型有機EL器件能夠克服現(xiàn)有技術底部發(fā)光型有機EL器件中的缺陷。如圖2所示，雙面板型有機EL器件包括彼此相對設置且由密封圖案160粘接在一起的第一基板110和第二基板130。
第一基板110包括透明基板100和在透明基板100上形成的陣列元件112。第二基板130包括透明基板101、顏色轉換部分136以及黑矩陣(BM)層134。包括紅(R)、綠(G)和藍(B)轉換層132a、132b和132c的顏色轉換部分136沿水平方向依次設置在子像素中，在R、G、B顏色轉換層132a、132b和132c之間的邊界處形成黑矩陣層134，用于避免各顏色之間的顏色干擾和防止漏光。
在顏色轉換層136下設置有涂覆層138，在涂覆層138下設置有作為公共電極的第一電極140。第一電極140由能夠透光的導電材料制成。在第一電極142下的子像素的邊界處設置有由絕緣體構成的梯形電極分隔物142。有機EL層500和第二電極146獨立設置在相鄰的電極分隔物142之間并與每一子像素相對應。此外，顏色轉換部分136可以包括R、G和B濾色片。由于電極分隔物142用于對每一子像素中的第二電極進行構圖，因此電極分隔物142優(yōu)選地具有寬度從第二電極146向第一電極140遞減的梯形結構。
沿第一和第二基板110和130邊緣設置密封圖案160，從而將它們粘接在一起并保持恒定的盒間隙。第一基板上110的陣列元件112包括作為開關元件的薄膜晶體管112a以及與薄膜晶體管112a相連接的電連接體112b。在每一子像素中形成用于將第一基板110上的電連接體112b電連接到第二基板130上的第二電極146的導電襯墊料148。薄膜晶體管112a對應于與有機EL二極管E相連接的驅動晶體管。電連接體112b可以與薄膜晶體管112a的源極和漏極(未示出)中的任一個相對應，或者可由與源極和漏極相連接且不同的導電材料制成。
根據(jù)陽極和陰極的排列，有機EL層500具有多層結構。在一個實施例中，當把第一電極140和第二電極146分別作為陰極和陽極時，有機EL層500的多層結構為依次設置有與第一電極140相接觸的空穴注入層、、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層。此外，在第二電極146和電連接體112b之間形成連接第二電極146和薄膜晶體管112a的導電襯墊料148。
與液晶顯示器(LCD)中通常使用的襯墊料不同，導電襯墊料148用于電連接兩個基板并保持兩基板110和130之間的盒間隙，并且每一襯墊料是具有預定高度的柱狀。在這個實施例中，導電襯墊料148是通過在絕緣柱狀襯墊料上涂覆導電膜而制成的，從而將兩基板110和130電連接起來并且作為襯墊料。涂覆導電襯墊料148的導電金屬膜優(yōu)選地具有柔性并且由選自低電阻率的金屬材料構成。導電襯墊料148可以在形成第一基板110的陣列器件的工序中形成。
上述的雙面板型有機EL器件是頂部發(fā)光型，其將有機EL層500產生的光向第二基板130發(fā)出。因而，第一電極140選自透明導電材料。如果第一電極140作為陽極，那么可由氧化銦錫(ITO)構成。另一方面，如果第一電極140作為陰極，其優(yōu)選地由具有低功函的半透明金屬材料構成。半透明金屬材料可以選自鋁(Al)、鎂(Mg)和Al的合金(以下稱為’Mg∶Al’)、鋁∶鋰(Al∶Li)和鋁∶苯甲酸鹽(Al∶benzonate)。另外，由于第二電極146位于發(fā)光方向的后側，因此優(yōu)選地選自不透明金屬材料。因而，當?shù)诙姌O146作為陽極時，第二電極146由ITO制成，而且還可以設置有不透明金屬材料，以此作為反射片。如圖2所示，在第一基板110和第二基板130之間形成一個內部間隔I。優(yōu)選在惰性環(huán)境中形成內部間隔I。
注意，采用顏色轉換介質(CCM)/濾色片進行全色顯示的雙面板型有機EL器件有一個缺點，即從有機EL層500發(fā)出的光通過濾色片或者顏色轉換層132a、132b和132c時會有一定程度的損失。因此，為了克服上述缺點，可把有機EL層500設計為發(fā)射R、G和B光的多光子發(fā)射(MPE)結構，從而增強色純度。
通過把該實施例中的結構應用到采用非晶硅(a-Si)TFT作為驅動元件的有機EL器件中，可以獲得高效率和高的色純度(color purity)，并且R、G和B像素所需的像素電流可以降低。此外，R、G和B像素所需的電流比(currentratio)很大程度上受到每一顏色的色坐標的影響。根據(jù)該實施例，可將所需的電流比調整到恒定值，這樣防止一種顏色首先退化。
圖3所示為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的有機EL器件的示意性截面圖。如圖3所示，與圖2所示的有機EL器件不同，該有機EL器件設置有濾色片400a、400b和400c以及發(fā)射白光的有機EL層500以顯示全色。由于除濾色片400a、400b和400c以及有機EL層500之外的其它元件與圖2所示的有機EL器件中的相同，因此用相同的參考標號表示相同的元件，并省去對它們的描述。此外，在圖3所示的有機EL器件中，并沒有形成具有顏色轉換層132a、132b和132c顏色轉換部分136，而是在黑矩陣層134之間形成濾色片400a、400b和400c以及發(fā)射白光的有機EL層500。
在圖3的實施例中，有機EL層500包括發(fā)射R、G和B光的多光子發(fā)射結構，從而增強色純度?，F(xiàn)在參照圖4來詳細地描述圖2和圖3所示的有機EL層500的結構。圖4是圖2和圖3所述的有機El層的詳細截面圖。如圖4所示，有機EL層500形成于梯形電極分隔物142和第二電極146之間。
有機EL層500的MPE結構包括多個迭層單元，該迭層單元至少包括第一迭層單元510、第二迭層單元520和第三迭層單元530。每個迭層單元包括電荷產生層518和528；電子傳輸層512、522和532；空穴傳輸層516、526和536；以及發(fā)光層514、524和534。這里，每個發(fā)光層514，524和534包括R、G和B發(fā)光材料。具體地，如果第一電極140是陰極，第二電極146是陽極，那么第一迭層單元5 10包括與第一電極140接觸的電子傳輸層512、含有藍“B”發(fā)光材料的發(fā)光層514、空穴傳輸層516和電荷產生層518；第二迭層單元520包括位于電荷產生層518下面的電子傳輸層522、含有綠“G”發(fā)光材料的發(fā)光層524、第二空穴傳輸層526和電荷產生層528；第三迭層單元530包括位于電荷產生層528下面的電子傳輸層532、含有紅“R”發(fā)光材料的發(fā)光層534以及空穴傳輸層536。
第三迭層單元530的空穴傳輸層536的下表面與第二電極146接觸。由于第二電極146可以作為電荷產生層，因此第三迭層單元530沒有電荷產生層。電荷產生層可由五氧化二釩(V2O5)制得，電子傳輸層512、522和532可由銫2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉Cs:BCP)構成，空穴傳輸層516、526和536可由α-萘基苯基聯(lián)苯二胺(alpa-naphthylphenylbiphenyldiamine，簡稱α-NPD)構成。
當向第一和第二電極140和146加電時，電荷產生層518和528利用所施加的電產生電荷，也即電子和空穴，并把這些電荷提供給鄰近的電子傳輸層512、522和532以及空穴傳輸層516、526和536。例如，當向該實施例中的有機EL層施加電時，在電荷產生層518內部就會產生電荷，并且空穴被提供給空穴傳輸層516，然后被注入發(fā)光層514，而電子被提供給電子傳輸層522，然后被注入發(fā)光層524。
上面的操作可以同樣應用到電荷產生層528上。結果，當有機EL層500上加電后，發(fā)光層514、524和534獨立地發(fā)出藍光，綠光和紅光。換句話說，在該實施例中，有機EL層的MPE結構獨立地發(fā)射紅光，綠光和藍光，從而實現(xiàn)高的色純度。
根據(jù)本發(fā)明的有機EL器件，有機EL層包括夾層結構，在該夾層結構中依次層迭有電荷產生層、紅、綠和藍發(fā)光材料層，從而提高色純度。因而，紅光，綠光和藍光所需的電流比保持恒定，從而可以防止一種顏色退化，并且延長器件的壽命跨度(span)。
對本領域普通技術人員來說，顯然，可以在不背離本發(fā)明精神或范圍的情況下對本發(fā)明的有機EL器件進行各種改進和變形。因而，本發(fā)明包括這些改進和變形，只要這些改進和變形落在所附的權利要求及其等效范圍的范疇之內。
權利要求
1.一種有機電致發(fā)光器件，包括彼此分隔開預定間隔并彼此面對的第一基板和第二基板；陣列元件，其被分成多個子像素并且包括在所述子像素中形成的薄膜晶體管；位于所述第二基板下的顏色轉換部分，其包括紅(R)、綠(G)和藍(B)轉換層，用于將白光轉換為紅(R)、綠(G)和藍(B)三原色光；位于所述顏色轉換部分下的第一電極，其包括透明導電材料；位于第一電極下并且在所述子像素中的有機電致發(fā)光層，其包括多個迭層單元，所述每個單元包括電荷產生層、電子傳輸層、空穴傳輸層和發(fā)光層；在所述有機電致發(fā)光層下并在所述子像素中的被構圖后的第二電極；以及將所述薄膜晶體管與所述第二電極電連接起來的導電襯墊料。
2.根據(jù)權利要求1所述的有機電致發(fā)光器件，其特征在于，所述發(fā)光層包括紅(R)、綠(G)和藍(B)發(fā)光材料中的任意一種。
3.根據(jù)權利要求1所述的有機電致發(fā)光器件，其特征在于，當所述第一電極是陽極而所述第二電極是陰極時，所述有機電致發(fā)光層包括第一單元，其包括從第一電子傳輸層開始依次層迭的接觸所述第一電極的第一電子傳輸層、含有藍發(fā)光材料的第一發(fā)光層、第一空穴傳輸層和第一電荷產生層；第二單元，它包括第二電子傳輸層、含有綠發(fā)光材料的第二發(fā)光層、第二空穴傳輸層、和第二電荷產生層，并且設置在所述第一電荷產生層下面；以及第三單元，它包括第三電子傳輸層、含有紅發(fā)光材料的第三發(fā)光層以及第三空穴傳輸層，并且設置在所述第二電荷產生層下面。
4.根據(jù)權利要求1所述的有機電致發(fā)光器件，其特征在于，當向所述第一和第二電極上加電時，所述電荷產生層產生電子和空穴，并將電子和空穴提供給所述電子傳輸層和空穴傳輸層。
5.根據(jù)權利要求1所述的有機電致發(fā)光器件，其特征在于，該電荷產生層包括五氧化二釩(V2O5)。
6.根據(jù)權利要求1所述的有機電致發(fā)光器件，其特征在于，電子傳輸層包括銫2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉。
7.根據(jù)權利要求1所述的有機電致發(fā)光器件，其特征在于，空穴傳輸層包括α-萘基苯基聯(lián)苯二胺(α-NPD)。
8.一種有機電致發(fā)光器件，包括彼此分隔開預定間隔且彼此面對的第一基板和第二基板；陣列元件，其被分成多個子像素并且包括在所述子像素中形成的薄膜晶體管；位于所述第二基板下的濾色片；位于所述濾色片下的第一電極，其包括透明導電材料；位于所述第一電極下的所述子像素中的有機電致發(fā)光層，其包括多個迭層單元，每個所述的單元包括電荷產生層(CGL)、電子傳輸層(ETL)、空穴傳輸層(HTL)和發(fā)光層(EMT)；在所述有機電致發(fā)光層下的所述子像素中并被構圖后的第二電極；以及把所述薄膜晶體管與所述第二電極電連接起來的導電襯墊料。
9.根據(jù)權利要求8所述的有機電致發(fā)光器件，其特征在于，所述發(fā)光層包括紅(R)、綠(G)和藍(B)發(fā)光材料中的任意一種。
10.根據(jù)權利要求8所述的有機電致發(fā)光器件，其特征在于，當把所述第一電極和第二電極分別設計為陰極和陽極時，所述有機電致發(fā)光層包括第一單元，其包括第一電子傳輸層(ETL)、含有藍發(fā)光材料的第一發(fā)光層(EML)、第一空穴傳輸層(HTL)和第一電荷產生層(CGL)，并且所述各層從與所述第一電極接觸的第一電子傳輸層開始依次設置；第二單元，其包括第二電子傳輸層、含有綠發(fā)光材料的第二發(fā)光層、第二空穴傳輸層和第二電荷產生層，并且設置在所述第一電荷產生層下；以及第三單元，其包括第三電子傳輸層、含有紅發(fā)光材料的第三發(fā)光層以及第三空穴傳輸層，并且設置在所述第二電荷產生層下。
11.根據(jù)權利要求8所述的有機電致發(fā)光器件，其特征在于，當向所述第一和第二電極上加電時，所述電荷產生層產生電子和空穴，并將電子和空穴提供給鄰近的電子傳輸層和空穴傳輸層。
12.根據(jù)權利要求8所述的有機電致發(fā)光器件，其特征在于，所述電荷產生層包括五氧化二釩(V2O5)。
13.根據(jù)權利要求8所述的有機電致發(fā)光器件，其特征在于，所述電子傳輸層包括銫2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(Cs:BCP)。
14.根據(jù)權利要求8所述的有機電致發(fā)光器件，其特征在于，所述空穴傳輸層包括α-萘基苯基聯(lián)苯二胺(α-NPD)。
全文摘要
一種有機電致發(fā)光器件，包括陣列元件，其被分成多個子像素并且包括在這些子像素中形成的薄膜晶體管；位于所述第二基板下的顏色轉換部分，其包括紅(R)、綠(G)和藍(B)轉換層，用于將白光轉換為紅(R)、綠(G)和藍(B)三原色光；位于顏色轉換部分下的第一電極，其包括透明導電材料；位于第一電極下的所述子像素中的有機電致發(fā)光層，其包括多個迭層單元，每個單元包括電荷產生層、電子傳輸層、空穴傳輸層和發(fā)光層；在有機電致發(fā)光層下的子像素中并被構圖后的第二電極；以及把薄膜晶體管與第二電極電連接起來的導電襯墊料。
文檔編號H01L27/32GK1638570SQ20041010351
公開日2005年7月13日 申請日期2004年12月29日 優(yōu)先權日2003年12月29日
發(fā)明者樸宰用 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社