有机发光二极管器件中改进的阴极层制造技术

一种ＯＬＥＤ器件，其中包括基片、由导电材料在基片上形成的阳极、和在阳极上形成的具有场致发光材料的发射层。ＯＬＥＤ器件还包括缓冲结构，其中具有至少二层，在发射层上形成的第一缓冲层，其中包含碱金属卤化物，在第一缓冲层上形成的第二缓冲层，其中包含酞花青，ＯＬＥＤ器件还包含在缓冲结构上形成的溅射阴极层，其中具有包含碱金属的合金。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机发光二极管器件和制造这类器件的方法，这种器件采用一种溅射的阴极层。
技术介绍
有机场致发光器件(OEL器件)，也被称作有机发光二极管(OLED)，适合扁平面显示器使用。这种发光器件是有吸引力的，因为可将其设计成产生红、绿和蓝色，并具有高发光效率；它可使用约几伏的低激励电压工作，而且从倾斜的角度也能看到。这种不寻常的特性是从基本的OLED构件得到的，这种构件是由夹在阳极和阴极之间的多层有机薄膜叠层组成的。美国专利-A-4,769,292和4,885,211就公开了这样一种构件。常见的OLED构件包括空穴迁移层和电子迁移层二层有机叠层，每层的厚度一般为约几百。阳极材料通常是一种光学上透明的铟-锡氧化物(ITO)玻璃，这种玻璃也用作OLED的基片。阴极通常是金属锡薄膜。OLED的制造，是采用蒸气沉积方法。采用这种方法，在真空室中，有机层以薄膜的形式沉积在ITO基片上，然后沉积阴极层。已经发现，在阴极沉积方法中，采用电阻加热或电子束加热的真空沉积方法是最适宜的，因为这种方法不会引起有机层的损坏。然而，非常希望避免使用这些方法制造阴极层。这是因为这些方法的效率低。为了实现低成本生产，人们必须采用和开发一种经证明是完善的生产能力高的制造OLED的专用方法。溅射一直被用作许多工业中这样一种沉积薄膜所选择的方法。溅射的几个优点是具有形状一致的、致密的和有附着力的覆层，生产周期短，涂敷室的维护低，并能有效地使用材料。采用溅射之类高能沉积方法制造OLED阴极层通常是不现实的，因为有机层可能受到损坏，因而使OLED的性能下降。溅射沉积是在由高能中性粒子、电子、正离子和负离子、以及从激发状态发射构成的复杂环境中进行的，在有机层上沉积阴极时，能引起有机层的降解。Liao等人(应用物理通讯(Appl.Phys.Lett.)75，1619 )，采用X-射线和紫外光电子光谱学方法，研究100eV Ar+辐射对Alq表面所造成的损坏。心层的电子密度曲线表明，在Alq分子中的某些N-Al和C-O-Al键发生断裂。价带结构也发生巨大的变化，这意味着形成金属似的导电表面。他们认为，在电子从阴极注入Alq层时，在OLED中会引起不辐射的淬熄作用，也会造成电的短路。在阴极溅射沉积过程中，Alq表面经受几百伏特下高剂量的Ar+轰击。正如Hung等人(应用物理杂志(J.Appl.Phys.)86，4607 )所指出的，仅9×1014/cm2剂量就能改变价带的结构。然而，在Ar气氛中在Alq表面上溅射阴极，会使器件的性能降低。有些溅射的损坏，通过适当地选择沉积参数，至少在一定程度上是能控制的。在欧洲专利申请0 876 086 A2、0 880 305 A1中，TDK公司的Nakaya等人，公开一种采用溅射技术沉积阴极的方法。在沉积所有的有机层以后，仍然保持真空，将器件从蒸发转移到溅射系统，在其中将阴极层直接沉积到发射层上。阴极是由0.1-20％(原子)Li组成的Al合金，其中还包含至少一种少量的Cu、Mg和Zr，在某些情况下，还具有一层保护覆层。他们声称如此制备的不采用缓冲层的OLED器件，在有机层/电极界面上具有良好的附着作用，激励电压低，效率高，而且黑斑的扩展速度较慢。Grothe等人在德国专利申请198 07 370C1中，也公开一种溅射的Al∶Li合金阴极，这种阴极具有较高的Li含量，而且具有一种或多种选自Mn、Pb、Pd、Si、Sn、Zn、Zr、Cu和SiC的其它元素。在所有这些实例中都不使用缓冲层，也能在较低的电压下发生场致发光。某些溅射损坏是能采用低沉积速度控制的。很容易预料，降低溅射功率，可减少有机层上所受的损坏。然而，在低功率下，沉积速度可能低到不能使用，减少或甚至是抵消了溅射的优点。为了实现高速溅射，在电子转移/发射层上有一层耐等离子体的覆层是必要的，已经清楚，含有牢固分子的层，在阴极溅射沉积过程中能显著降低发射层和其它底层所受的损坏。然而，缓冲层除了耐等离子体以外，不得干扰器件的操作，而且必须尽可能地保护器件的性能。Hung等人(应用物理杂志(J.Appl.Phys.)86，4607 )公开了容许阴极高能量沉积的阴极缓冲层的应用。阴极包含一种掺杂剂，例如Li，认为Li能通过缓冲层扩散，在有机发光结构和缓冲层之间形成电子注入层。在欧洲专利申请0 982 783 A2中，Nakaya等人公开一种Al∶Li合金的阴极。这种阴极是采用由卟啉或并四苯化合物构成的缓冲层，通过溅射制备的，缓冲层沉积在发射层和阴极之间。包含溅射电极的器件的激励电压低、效率高、并延缓了黑斑的生长。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种OLED器件的结构，这种结构降低了溅射的损坏。上述的目的是采用溅射作为沉积OLED阴极的方法实现的，OLED器件包括a)基片；b)阳极，是由导电材料在基片上形成的；c)发射层，是在阳极上形成的，其中具有场致发光材料；d)缓冲结构，其中包括至少二层，在发射层上形成的第一缓冲层，其中包含碱金属卤化物，和在第一层缓冲层上形成的第二缓冲层，其中包含酞花青；和e)溅射的阴极层，是在缓冲结构上形成的，其中具有包含碱金属的合金。本专利技术的优点是，可以减少OLED器件和显示器中阴极溅射的损坏。这种方法容许采用高而均匀的沉积速率，适合用于高加工能力和大面积的基片。根据本专利技术具有二层缓冲层的缓冲结构，实际上比只具有一层缓冲层的器件，具有更优良的性能。本专利技术的另一个优点是，采用溅射沉积方法制造的OLED器件、是有效的，并能采用低激励电压操作。附图说明图1用示意图示出OLED器件的层结构。具体实施例方式自始至终都采用下面说明书中的缩写，表示不同层的名称和有机发光二极管器件的操作特性。为了参考起见，将这些缩写列于表1。表1 现参看图1，本专利技术的OLED器件100，包括基片101、阳极102空穴注入层(HIL)103、空穴迁移层(HTL)104、发射层(EML)105、电子迁移层(ETL)106、二层缓冲层107和108、和阴极109。在操作过程中，阳极和阴极通过导线111与电源110连接，电流通过有机层，导致OLED器件发光或场致发光。是从阳极侧还是从阴极侧看到场致发光，则视阳极和阴极的光学透明度而定。场致发光强度取决于通过OLED器件电流的大小，电流的大小一般取决于有机层的发光特性和电学特性，以及接触电极的电荷注入性质。现将构成OLED器件各层的组成和作用说明如下 基片101可包括薄玻璃、陶瓷或塑料。由于OLED器件的制造不需要高温过程，所以能耐加工温度约100℃的任何基片都是适用的，其中包括大多数热塑性塑料。基片可以采取刚性板、挠性片或曲面的形式。基片101可以包括具有电子底板的支承物，因而包括有源矩阵基片，这种基片包含电子编址和开关单元。这种有源矩阵基片的实例，包括具有CMOS电路元件的单晶硅晶片、具有高温聚硅薄膜晶体管的基片、具有低温聚硅薄膜晶体管的基片、具有无定形硅晶体管的基片、或具有薄膜晶体管以及用于编址和激励OLED器件的其它电路元件的任何基片。当把比阴极正的电位施加到OLED上时，阳极102就起将空穴注入有机层的作用。例如在美国专利-A-4,720,432中指出，铟锡氧化物(ITO)形成e本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＯＬＥＤ器件，其中包括： ａ） 基片； ｂ） 阳极，是由导电材料在基片上形成的； ｃ） 发射层，是在阳极层上形成的，其中具有场致发光材料； ｄ） 缓冲结构，其中包括至少二层，在电子迁移层上形成的第一缓冲层，其中包含碱金属卤化物，在第一缓冲层上形成的第二缓冲层，其中包含酞花青；和 ｅ） 溅射的阴极层，是在缓冲结构上形成的，其中具有包含碱金属的合金。

【技术特征摘要】
US 2000-8-11 09/6364941. 一种OLED器件，其中包括a)基片；b)阳极，是由导电材料在基片上形成的；c)发射层，是在阳极层上形成的，其中具有场致发光材料；d)缓冲结构，其中包括至少二层，在电子迁移层上形成的第一缓冲层，其中包含碱金属卤化物，在第一缓冲层上形成的第二缓冲层，其中包含酞花青；和e)溅射的阴极层，是在缓冲结构上形成的，其中具有包含碱金属的合金。2.一种OLED器件，其中包括a)基片；b)阳极，是由导电材料在基片上形成的；c)空穴注入层，是在阳极层上形成的；d)空穴迁移层，是在空穴注入层上形成的；e)发射层，是在空穴迁移层上形成的，其中具有场致发光材料；f)电子迁移层，是在发射层上形成的；g)缓冲结构，其中包括至少二层，在电子迁移层上形成的第一缓冲层，其中包含碱金属卤化物，在第一缓冲层上形成的第二缓冲层，其中包含酞花青；和h)溅射的阴极层，是在缓冲结构上形成的，其中具有包含碱金属的...

【专利技术属性】
技术研发人员：PK雷乔德胡里，邓青云，JK马达蒂尔，
申请(专利权)人：伊斯曼柯达公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]