有機電致發光顯示器件及其製造方法
2024-03-08 07:55:15 1
專利名稱：有機電致發光顯示器件及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種有機電致發光顯示器件及其製造方法，更具體地涉及一種具有改進的包封結構的有機EL顯示器件及其製造方法。
背景技術：
一般，有機EL顯示器件是通過電激發螢光有機化合物來發射光的自發光顯示器件。它們可以低電壓操作並且可以做薄。此外，有機EL顯示器件具有諸如寬視角和快響應速度的優點，這克服了液晶顯示器件的一些問題。因而，期待有機EL顯示器件可以被應用到能夠克服液晶顯示器的一些缺點的下一代顯示器中。
在這樣的有機EL顯示器件中，在由玻璃或其它透明絕緣體構成的襯底上以預定圖案形成有機層。電極層位於有機層之上和之下。有機層由有機化合物構成。
在具有上述結構的有機EL顯示器件中，當施加正和負電壓到電極時，空穴從施加正電壓的電極通過空穴輸運層被移動到發射層。電子從施加負電壓的電極通過電子輸運層移動到發射層。在發射層中電子遇到空穴，由此產生激子。激子從激發態躍遷到基態，由此引發發射層的螢光分子發光。結果，形成圖象。
在前面提到的有機EL顯示器件中，吸收到器件中的水分可能導致器件性能退化。因此，有機EL顯示器件可能要求一種用於防止水分滲透的包封結構。
在傳統有機EL顯示器件中，提出了幾種包封技術，包括其中金屬容器或玻璃襯底被加工成具有溝槽的帽蓋形狀，在溝槽中放置用於吸溼的粉末吸收劑。或者還可以用雙面膠帶粘附吸收劑膜。但是，由於將吸收劑放入溝槽中可能很複雜，材料和加工成本可能增加，並且襯底的總體厚度可能增加。在粉末吸收劑情況下，它不能用於正面發射型顯示器件，因為用於包封的襯底是不透明的。同時，在膜狀吸收劑的情況下，防止水分滲透有限。由於膜狀吸收劑可能容易因刮擦或製造或使用過程中的其它外部碰撞而被損傷，因此不能獲得高耐久性和可靠性。因而，使用膜狀吸收劑的包封結構一般不適合於有機EL顯示器件的大規模生產。
日本專利公開公報No9-148066公開了一種包括疊層的有機EL顯示器件，其中由有機化合物構成的有機發光材料層介於一對相對電極之間，並且處於用於將疊層與外部空氣隔絕的密封容器中。在密封容器中放置乾燥材料，其中乾燥材料吸收水分從而使器件即使在吸收水分時也保持固態。乾燥材料的例子包括鹼金屬氧化物、硫鹽等。這樣的有機EL顯示器可能由於密封容器的形狀而變得龐大。而且，即使器件吸收水分後保持固態，由於它的不透明性，器件也不能用於正面發射型顯示器。此外，由於製造工藝複雜，材料成本和加工成本可能增加。
日本專利公開公報No5-335080號公開了一種形成用於有機EL器件的保護膜的方法。在公開的方法中，在具有電致發光材料層的有機EL器件上形成無定形二氧化矽保護膜，電致發光材料層在正負電極之間包含至少一種有機化合物，其中至少有一個電極為透明電極。在公開的有機EL器件中，構造用於防止水分從外部滲透的結構，使得在一個電極上形成很厚的緻密的無定形二氧化矽膜。但是，儘管該結構不能吸收器件中固有的水分，它可以防止外部水分進入有機EL器件。因而，當使用無定形二氧化矽作為保護膜材料時，可能還需要單獨的結構來吸收固有水分。
發明內容
本發明的實施例提供一種具有吸收結構的有機電致發光(EL)顯示器件，通過該吸收結構可以保持透明狀態，從而甚至在吸收水分後器件也可用於正面發射型顯示器。本發明還提供一種製造該有機EL顯示器件的方法。
本發明的另一個典型的實施例提供一種有機EL顯示器件，它可以簡化製造工藝，從而減少材料加工成本。
根據本發明的一個方面，提供一種有機電致發光顯示器件，它包含後襯底，和具有順序層疊的第一電極、有機層和第二電極的形成在後襯底的一個表面上的有機EL部分。電致發光顯示器件還包含前襯底，該前襯底和後襯底耦合以密封其中容納有機EL部分以使該有機EL部分與外界隔絕的內部空間，以及塗在前襯底內表面上的透明吸水層。
根據本發明的另一方面，還提供一種有機電致發光顯示器件，它包含後襯底，具有順序層疊的第一電極、有機層和第二電極的形成在後襯底的一個表面上的有機EL部分。電致發光顯示器件還包含前襯底，該前襯底和後襯底耦合以密封其中容納有機EL部分以使該有機EL部分與外界隔絕的內部空間，以及塗在前襯底內表面上的由具有多個吸收孔的多孔二氧化矽構成的吸水層。
根據本發明的再一個方面，還提供一種有機電致發光顯示器件的製造方法，包含製備具有有機電致發光部分的後襯底，在前襯底的內表面上塗敷多孔二氧化矽，在布置在前襯底和後襯底至少其中之一上的有機電致發光部分的外部部分上塗敷密封劑，並將前後襯底組裝在一起。
根據本發明的又一個方面，提供一種製造多個有機電致發光顯示器件的方法，包含製備具有多個有機電致發光部分的後襯底，在前襯底的內表面上塗敷多孔二氧化矽，在布置在後襯底和前襯底至少其中之一上的多個有機電致發光部分的外部部分上塗敷密封劑，以及將後襯底和前襯底組裝在一起並形成具有多個有機電致發光顯示器件的面板，並切割面板以製造多個有機電致發光顯示器件。
通過參考附圖詳細描述本發明的典型實施例，本發明的上述和其它特徵及優點將會更明顯，其中圖1是根據本發明的實施例的有機EL顯示器件的橫截面視圖；圖2是用於根據本發明的實施例的有機EL顯示器件的多孔氧化矽層的橫截面視圖；圖3A～3D是製造根據本發明的實施例的單個有機EL顯示器件的方法步驟的橫截面視圖；圖4A～4E是製造根據本發明的實施例的多個有機EL顯示器件的方法步驟的橫截面視圖；以及圖5是表示製造根據本發明的實施例的有機EL顯示器件的方法的流程圖。
具體實施例方式
現在將詳細說明本發明的典型實施例，其實例示於附圖中。
圖1是根據本發明的實施例的有機EL顯示器件的橫截面視圖。參考圖1，有機EL顯示器件10包括由玻璃或透明絕緣體構成的後襯底11、在後襯底11的一個表面上形成的並順序疊加第一電極、有機層和第二電極的有機EL部分12。前襯底13與後襯底11結合在一起密封其中容納有機EL部分12的內部空間16，以使有機EL部分12與外界隔絕。前襯底13的內表面上塗有透明吸水層14。
有機EL部分12可通過順序澱積第一電極、有機層和第二電極形成，從而第一電極作為正電極，第二電極作為負電極。有機層可包含至少一個發射層。有機EL部分12還可能包含作為正電極的第一電極、空穴輸運層、發射層、電子輸運層和作為負電極的第二電極。
前襯底13可以是絕緣體的玻璃襯底、透明塑料襯底或類似材料。在透明塑料襯底的情況下，可在塑料襯底的內或外表面形成用於防止塑料襯底吸水的保護層，保護層可抵抗熱、化學物質和/或水分的滲透。
對於背面發射型顯示器，有機EL部分12的第一電極可以是透明電極，而有機EL部分12的第二電極可以是反射型電極。對於正面發射型顯示器，有機EL部分12的第一電極可以是反射型電極，而有機EL部分12的第二電極可以是透明電極。第一電極布置在後襯底11附近，而第二電極布置在前襯底13附近。
為了抵抗熱、化學物質和/或水分滲透，可進一步在第二電極上形成用於使有機EL部分12的上表面整平化的無機保護層。保護層可由金屬氧化物、金屬氮化物或類似材料構成。
由前襯底13和後襯底11限定的內部空間16可以是真空，或可填充惰性氣體如氖氣、氬氣或其它能夠起到和惰性氣體同樣作用的氣體。前襯底13和後襯底11彼此間一般用密封劑15結合。
吸水層14可以是多孔氧化矽層。根據製造工藝和性能，多孔氧化矽層厚度可在約100nm到約50nm範圍內。
圖2表示用作根據本發明的典型實施例的有機EL器件中的吸水層的多孔氧化矽層。參考圖2，多孔氧化矽層14包含氧化矽框架14a和吸收孔14b。氧化矽框架14a支撐多孔氧化矽層14結構，而吸收孔14b吸收水分。如上所述，多孔氧化矽層14吸水前後保持透明狀態。
根據本發明的典型實施例，多孔氧化矽層14可製作如下。製備由0.3g表面活化劑和0.6g溶劑組成的第一混合物。聚合物可用作表面活化劑，由1∶2的丙醇和丁醇形成的混合溶劑可用作溶劑。然後製備由5gTEOS(四-乙基-原矽酸鹽)、10.65g溶劑和1.85gHCL構成的第二混合物。
第二混合物攪拌約1小時。2.1g第二混合物和第一混合物混合形成第三混合物。第三混合物塗在用作前襯底的襯底上，如玻璃襯底上。可用的塗層方法包括旋塗、噴塗和滾塗等。可按照2000轉/分鐘進行30秒的旋塗。其次，所得結構可在室溫下老化約24小時，或在40-50℃下老化約5小時。為了形成吸收孔，將所得結構在保持約400℃的烘箱中燒結約2小時，以燒掉聚合物，形成的多孔氧化矽層厚度約為7000°。重複上述工藝，由此形成厚約3.5μm的薄膜。如上所述表示材料量的值只用來表示它們在混合物中的比例，因此應認識到具體值是可以調節的。
這樣形成的多孔氧化矽層14在其結構中包含大吸收孔14b，如圖2中所示。雖然每個吸收孔14b的直徑一般為2～30nm，但其直徑可通過調節第一混合物中所用的聚合物的大小調節。在多孔氧化矽層14中形成的吸收孔14b的密度可約佔面積的80％(即多孔氧化矽層14面積的80％被吸收孔14b佔據)。如上所述，多孔氧化矽層14可通過旋塗、噴塗或滾塗形成，並且可以有高的機械和熱穩定性。而且，可以相對容易地控制多孔氧化矽層14的形成工藝。
圖3A～3D表示製造根據本發明的典型實施例的單個有機EL顯示器件的方法的步驟。如圖3A所示，製備具有有機EL部分32的後襯底31。然後如上所述，如圖3B所示，在前襯底33的內表面上塗敷多孔氧化矽層34。清洗塗有多孔氧化矽層34的前襯底33以去除其表面上的雜質和有機材料，並將其在150℃的烘箱中保持約1小時，以使吸收到多孔氧化矽層34的水分解吸。隨後，使用絲網印刷機或分散器，在位於後襯底31和前襯底33至少其中之一上的有機EL部分之外塗敷密封劑35，如圖3C所示。如圖3D所示，前襯底33和後襯底31在裝配室被組合在一起。
此外，如此形成的有機EL器件的前襯底和後襯底限定的內部空間36可被形成。內部空間36可以是真空或填充有惰性氣體。前襯底33和後襯底31被組合在一起後，可使用紫外線、可見光和/或加熱使密封劑35固化。
圖4A～4E是製造根據本發明的典型實施例的多個有機EL顯示器件的方法步驟的橫截面視圖。首先，製備具有多個有機EL部分42的後襯底41。如圖4B所示，通過上述方法在前襯底43的內表面上塗多孔氧化矽層44。如圖4C所示，在布置在後襯底41和前襯底43中至少一個之上的多個有機EL部分的每一個之外塗敷密封劑45。如圖4D所示，後襯底41和前襯底43彼此組合在一起，形成上面裝有多個有機EL器件的面板。然後可如圖4E所示切割面板以提供單個的有機EL器件。正如製造單個有機EL器件一樣，由前後襯底43和41限定的內部空間46可被構成。內部空間46可以是真空，或可填充有惰性氣體。可使用紫外線、可見光和/或加熱使密封劑45固化。
圖5是表示製造根據本發明的實施例的有機EL顯示器件的方法的流程圖。
根據上述方法製備多孔氧化矽(步驟S1)。在後襯底上形成有機EL部分(步驟S2)。製備前襯底(步驟S3)，並在製備好的前襯底上形成多孔氧化矽層(步驟S4)。在前襯底或後襯底任一個上塗密封劑(步驟S5)。前襯底和後襯底組合在一起(步驟S6)。使由前襯底和後襯底限定的內部空間成真空或用惰性氣體填充(步驟S7)。用紫外線、可見光和/或加熱使密封劑固化(步驟S8)。切割具有多個有機EL器件的面板(步驟S9)。
根據本發明，可生產3cm×4cm大小的具有厚約3.5μm的吸收材料的有機EL器件。根據吸收材料的密度，吸收材料可以吸收幾到幾十毫克的水分。吸收水平並不亞於典型的乾燥劑如CaO或BaO的，並且可確保約30,000～約50,000小時的包封效果，同時保持具有吸收材料的有機EL器件襯底的透明度。
如上所述，有機EL器件可具有由多孔氧化矽構成的吸水層。根據本發明的實施例，由於用於包封的襯底是透明的，它可用於正面發射型顯示器。
而且，由於不必在要用作包封襯底的前襯底中形成單獨的溝槽，可簡化製造工藝，從而減少加工成本和材料成本。
此外，由於前襯底相對較薄，有機EL顯示器件的總體積減少，因此實現了有機EL器件的小型化。
雖然已經表示出並描述了本發明的一些實施例，但是本領域的普通技術人員應該明白，在不背離本發明的宗旨和精神的情況下，可在這些元件中進行改動，本發明的範圍如所附權利要求及其等同物所規定。
權利要求
1.一種有機電致發光顯示器件，包含後襯底；在後襯底的一個表面上形成的並順序疊加有第一電極、有機層和第二電極的有機電致發光部分；前襯底，其與後襯底在前襯底的內表面處結合，以密封其中容納有機電致發光部分的內部空間，由此使有機電致發光部分與外部隔絕；以及塗在前襯底內表面上的透明吸水層。
2.權利要求1的有機電致發光顯示器件，其中吸水層包含多個吸收孔。
3.權利要求2的有機電致發光顯示器件，其中吸水層的多個吸收孔中的每一個具有約0.5nm～約100nm的直徑。
4.權利要求2的有機電致發光顯示器件，其中吸水層具有約100nm～約50μm的厚度。
5.權利要求4的有機電致發光顯示器件，其中吸水層的多個吸收孔中的每一個具有約0.5nm～約100nm的直徑。
6.權利要求1的有機電致發光顯示器件，其中有機電致發光部分的第一電極是透明電極，而有機電致發光部分的第二電極是反射型電極。
7.權利要求1的有機電致發光顯示器件，其中有機電致發光部分的第一電極是反射型電極，而有機電致發光部分的第二電極是透明電極。
8.權利要求1的有機電致發光顯示器件，其中在第二電極上進一步提供無機保護層。
9.權利要求8的有機電致發光顯示器件，其中保護層是金屬氧化物和金屬氮化物中的一種。
10.權利要求1的有機電致發光顯示器件，其中使由前襯底和後襯底限定的內部空間成真空。
11.權利要求1的有機電致發光顯示器件，其中由前襯底和後襯底限定的內部空間用惰性氣體填充。
12.權利要求1的有機電致發光顯示器件，其中前襯底是玻璃襯底和透明塑料襯底其中之一。
13.權利要求12的有機電致發光顯示器件，其中在前襯底的內表面和外表面之一上形成用於防止前襯底吸水的保護層。
14.一種有機電致發光顯示器件，包含後襯底；在後襯底的一個表面上形成的並順序疊加有第一電極、有機層和第二電極的有機電致發光部分；前襯底，其與後襯底在前襯底的內表面處結合，以密封其中容納有機電致發光部分的內部空間，由此使有機電致發光部分與外部隔絕；以及塗在前襯底內表面上的由帶有多個吸收孔的多孔氧化矽層構成的吸水層。
15.權利要求14的有機電致發光顯示器件，其中，吸水層的多個吸收孔中的每一個具有約0.5nm～約100nm的直徑。
16.權利要求14的有機電致發光顯示器件，其中吸水層具有約100nm～約50μm的厚度。
17.權利要求16的有機電致發光顯示器件，其中吸水層的多個吸收孔中的每一個具有約0.5nm～約100nm的直徑。
18.權利要求14的有機電致發光顯示器件，其中有機電致發光部分的第一電極是透明電極，而有機電致發光部分的第二電極是反射型電極。
19.權利要求14的有機電致發光顯示器件，其中有機電致發光部分的第一電極是反射型電極，而有機電致發光部分的第二電極是透明電極。
20.權利要求14的有機電致發光顯示器件，其中在第二電極上進一步提供無機保護層。
21.權利要求20的有機電致發光顯示器件，其中保護層是金屬氧化物和金屬氮化物中的一種。
22.權利要求14的有機電致發光顯示器件，其中使由前襯底和後襯底限定的內部空間為真空。
23.權利要求14的有機電致發光顯示器件，其中由前襯底和後襯底限定的內部空間用惰性氣體填充。
24.權利要求14的有機電致發光顯示器件，其中前襯底是玻璃襯底和透明塑料襯底其中之一。
25.權利要求24的有機電致發光顯示器件，其中在前襯底的內表面和/或外表面之一上形成用於防止前襯底吸水的保護層。
26.製造有機電致發光顯示器件的方法，包含製備具有有機電致發光部分的後襯底；在前襯底的一內表面上塗多孔氧化矽；在布置在後襯底和前襯底中至少一個之上的有機電致發光部分之外的部分上塗密封劑；以及組裝後襯底和前襯底。
27.權利要求26的方法，進一步包含使密封劑固化。
28.權利要求26的方法，進一步包含使由後襯底和前襯底限定的內部空間為真空和用惰性氣體填充內部空間其中之一。
29.權利要求28的方法，進一步包含固化密封劑。
30.製造多個有機電致發光顯示器件的方法，包含製備具有多個有機電致發光部分的後襯底；在前襯底的內表面上塗多孔氧化矽；在布置在後襯底和前襯底中的至少一個之上的多個電致發光部分之外的部分上塗密封劑；組合後襯底和前襯底，從而形成具有多個有機電致發光顯示器件的面板；以及切割面板以製造多個有機電致發光顯示器件。
31.權利要求30的方法，進一步包含固化密封劑。
32.權利要求30的方法，進一步包含使由後襯底和前襯底限定的內部空間為真空和或用惰性氣體填充內部空間其中之一。
33.權利要求32的方法，進一步包含固化密封劑。
全文摘要
提供一種有機電致發光(EL)顯示器件及其製造方法。有機電致發光顯示器件包含後襯底、在後襯底的一個表面上形成的順序疊加有第一電極、有機層和第二電極的有機EL部分。前襯底與後襯底結合在一起密封其中容納有機EL部分的內部空間，以使有機EL部分與外界隔絕。前襯底的內表面上還塗有透明吸水層。
文檔編號H05B33/04GK1536938SQ200410002838
公開日2004年10月13日 申請日期2004年1月17日 優先權日2003年4月12日
發明者樸鎮宇, 李鍾赫 申請人:三星Sdi株式會社