使用有機發光二極體的發射顯示器的製作方法
2023-05-20 12:34:46 3
專利名稱：使用有機發光二極體的發射顯示器的製作方法
有關專利申請的相互參照本申請涉及美國臨時申請號為60/050，459、申請日為1997年6月23日的、題為「使用有機發光二極體的發射顯示器」的申請，並請求享有該申請的優先權。
發明的領域本發明涉及一種用於彩色視頻顯示或高亮度單色顯示的有機發光器件(OLED)視頻顯示裝置。更具體地說，本發明涉及一種具有用於提高光發射的微型空腔結構的OLED。
本發明的背景技術有機發光器件已經周知近二十年。OLED根據某些一般原理工作。OLED通常是在例如鹼石灰玻璃或矽的基片上形成的層製品。有機發光固體的發光層以及相鄰的半導體層夾在一個陰極和一個陽極之間。該半導體層可以是空穴注入或電子注入層。該發光層可從任何眾多發螢光的有機固體中選擇。該發光層可由多個子層或單個混合層組成。
當將電位差加在該器件上時，帶負電荷的電子從陰極移向電子注入層並最終到達有機材料層。與此同時，通常稱為空穴的正電荷從陽極移向空穴注入層並最終到達同一有機發光層。當正電荷和負電荷在有機材料層中相遇時，它們複合並產生光子。
光子的波長和相應的顏色取決於產生光子的有機材料的特性。通過選擇有機材料，或通過選擇摻雜劑，或通過已有技術公知的其它技術能控制由OLED發出的光的顏色。通過混合由不同的OLED發射的光可以產生不同顏色的光。例如，通過同時混合藍色、紅色和綠色光產生白色光。
在典型的OLED中，或陽極或陰極是透明的以便使發射的光通過陽極或陰極而能提供給觀察者。陰極通常由低逸出功的材料構成。通常從陽極注入的空穴，經空穴運動層進入有機材料中，陽極為高逸出功的材料。
典型情況下，OLED用2至30伏的直流偏壓工作。通過調整施加到陽極和陰極上的電壓或電流來控制OLED的亮度。所產生的相對光量通常稱為「灰度級」。通常以直流方式工作時OLED工作最好。恆定電流驅動的光輸出比恆定電壓驅動的光輸出更加穩定。這與通常以電壓方式工作的許多其它顯示技術相反。其結果是，使用OLED技術的有源矩陣顯示器需要為電流工作方式提供特殊的象素結構。
在典型的矩陣尋址OLED器件中，在單一基片上形成數個OLED並且按有規則的網柵圖案來分組設置OLED。形成一列網柵的幾組OLED可以共享一共同的陰極或陰極線。形成一行網柵的幾組OLED可以共享一共同的陽極或陽極線。當同時驅動一給定組中的各個OLED的陰極線和陽極線時，一給定組中的各個OLED發光。在矩陣內的一組OLED可形成顯示的一個象素，每一個OLED通常起一個子象素或象素單元的作用。
OLED具有許多有益的特性。這些特性包括低驅動電壓(大約5伏)；當由薄發光層製成時響應速度快；與被注入電流成比例的高亮度；由於自發射所帶來的高可見度；較好的耐撞擊性；容易操作使用OLED的固體器件。OLED已實際應用在電視、圖象顯示系統以及數字列印中。儘管至目前為止OLED的發展已經取得了實質性的進步，但是仍然存在其它挑戰。例如，OLED繼續面臨著與其長期穩定性相關的一系列問題。特別是，在操作期間有機膜層可能經受再結晶或對該器件的發射特性具有不利影響的其它結構變化。
暴露於空氣或溼氣是OLED面臨的特殊問題。將常規的OLED暴露於大氣中可縮短其壽命。光發射層中的有機材料與水蒸氣、氧等起反應。對於蒸發膜已獲得5,000至35,000小時的壽命，對於聚合物已獲得大於5,000小時的壽命。然而，這些值通常是工作在沒有水蒸氣和氧氣的室溫下記錄的數據。不在這些條件下工作的壽命要短的多。
低逸出功的陰極通過水蒸氣或氧氣容易氧化。來自氧化區域的電致發光通常低於其它區域。氧化也對陽極產生影響。氧氣和溼氣透入OLED的內部可導致在金屬-有機材料界面上形成金屬氧化物雜質。這些金屬氧化物雜質可使陰極或陽極與有機材料分離。在分離的區域由於沒有電流流動而可能出現暗的非發射點。例如Mg-Ag或Al-Li之類的陰極材料特別容易氧化。
為了獲得實際使用的OLED，必須保護該器件以便水、氧等不會滲入發光層或氧化其電極。保護或密封無機電致發光器件的常用方法通常對密封OLED無效。例如使用密封無機電致發光器件的「矽油方法」，矽油能滲入OLED的發光層、電極、以及任何空穴注入或電子注入層。這將改變有機發光層，減少或消除其光發射特性。類似地，已經用於保護無機場致發光(EL)器件的樹脂塗層不適合於OLED。用在樹脂塗層的溶液中的溶劑會滲入OLED的發光層，使該器件的光發射特性變壞。
可以使用保護膜密封OLED。例如，可以將電絕緣的聚合物沉積在OLED的外表面上。也可用類似的方式使用蒸發的金屬膜來密封OLED。蒸發的金屬和聚合物膜都對針孔敏感。為了避免針孔，這些膜必須相當厚並由此導致差的光傳輸。因此，仍然需要一種不會使器件的光發射變壞的密封OLED的方法。
陰極和陽極層之間的邊緣短路是最影響常規OLED器件的另一問題。邊緣短路會減少顯示器的發光能。邊緣短路是有機層內的光溝道作用。由於溝道作用，光不射向觀看者。而且，當以所有的前方位角發光時，即以郎伯方式發光時，有可能驅動相鄰OLED而減少對比度或者色純度。因此，需要研製一種能限制邊緣短路和增加發射的微型空腔結構。
為了獲得適度的總亮度，一種無源的OLED矩陣以高象素亮度脈衝地發光。持續在陽極和陰極之間施加電壓的有源矩陣能用低得多的象素亮度產生同樣的亮度。然而，為了得到與無源矩陣相同的外觀，有源矩陣必須連續刷新(refresh)。因而，需要提供在有機層受到在陰極和陽極之間的電位作用的時間期間刷新OLED顯示的方法。
典型的OLED矩陣碰到了一些問題。如上所述，位於矩陣內的OLED碰到了溝道作用問題。在一個OLED或子象素中的光溝道作用可引起誤驅動相鄰的子象素。此外，矩陣中的子象素的貼近能引起矩陣上環境光的對比度減少。需要有一種具有改進色純度和環境光對比度的矩陣設計。
本發明可滿足上述要求並且還提供其它好處。
發明的目的因此，本發明的一個目的是提供一種使有機光器件的峰值亮度最大的有源矩陣方案。
本發明的另一目的是減少有機發光器件中的邊緣短路。
本發明的另一目的是提供一種具有改善亮度的有機發光器件。
提供一種具有改善光的方向性的有機發光器件是本發明的又一目的。
本發明的另一目的是提供一種密封有機發光器件的方法和結構，該方法和結構能提供一種不降低光發射的基本無溼氣的OLED。
提供一種在持續工作的時間期間照明相對不減少的有機發光器件是本發明的另一目的。
本發明的另一目的是提供一種具有改進色純度的有機發光器件的矩陣。
提供一種具有高環境光對比度的有機發光器件的矩陣是本發明的又一目的。
本發明的其它目的和優點，一部分在下面的描述中提出，一部分通過說明和/或實施本發明對本領域的普通技術人員來說將是顯然的。發明概述為了接受這一挑戰，申請人已經開發了一種新穎的、經濟的有機發光器件，其包括一個基片；一個覆蓋在該基片上的第一導體；一個覆蓋在第一導體上的有機發光材料層；一個覆蓋在發光材料層上的第二導體；以及一個在與基片平行的方向上限制光發射的機構。該器件的基片實際上是平面的並且包括一矽片。該器件可進一步包括將矽片與第一導體相連的機構。限制光發射的機構可以覆蓋在有機發光材料層上面。限制光發射的機構可包括一個絕緣材料層或多個絕緣材料層。限制光發射的機構還可包括一透明的導體層和覆蓋在第一導體上並位於有機發光材料下的多個透明的導體材料層。可以使第一導體平面化。多個絕緣材料的每一層都具有不同於其任一相鄰層的折射率。與基片表面成一角度沉積或蒸發絕緣材料層。另外，在旋轉基片時構成絕緣材料層。該器件可進一步包括一位於第一導體下的過渡層和一覆蓋在第二導體上的阻擋層。
該阻擋層包括金剛石之類的碳材料並可用作一電子注入器。本發明的器件可進一步包括一覆蓋在第二導體上面並位於所述阻擋層下面的吸氣層，以及一覆蓋在阻擋層上的密封層。該密封層包括熱粘合密封。該器件可進一步包括一覆蓋在所述有機發光材料層上面並位於所述第二導體下面的吸氣層。該器件還可進一步包括一覆蓋在所述阻擋層上面的頂蓋。
本發明包括一個新穎的有機發光顯示器，該有機發光顯示器包括一平面基片，該平面基片具有一周邊和多個有機發光器件，其中通過多個驅動器使所述多個有機發光器件中的每一個都能處於不同的電流或電壓狀態；所述的多個有機發光器件包括能夠接收來自多個驅動器的信號的第一和第二導體，並且在所述多個有機發光器件之間存在許多空隙；一覆蓋在所述基片上面並位於多個有機發光器件之間的空隙中和圍繞每一所述多個有機發光器件的黑色矩陣；以及一覆蓋在所述多個有機發光器件上的頂蓋。所述多個驅動器可以是所述平面基片的主要部分或與所述平面基片的周邊相連。該顯示器的發光器件可包括一使所述第一導體與所述平面基片相連接的導電插頭(conductive plug)。所述的導電插頭可被平面化。該顯示器的有機發光器件中的每一個都包括一在與平面基片平行的方向上限制光發射的機構。所述限制光發射的機構包括多個絕緣材料層。
本發明包括一種製作有機發光器件的方法，該方法包括如下步驟提供一平面基片；在所述平面基片上構制一第一導體；構制一覆蓋在所述第一導體上的有機發光材料層；構制一覆蓋在所述有機發光材料層上的第二導體；以及在所述第二導體上構制用於在與所述平面基片平行的方向上限制光發射的多個絕緣材料層。所述構制第一導體的步驟可包括使第一導體平面化。所述構制第一導體的步驟可包括斜削第一導體的邊緣。所述平面化第一導體的步驟包括形成第一導體；在第一導體上沉積一絕緣材料層；以及化學-機械拋光絕緣材料的表面，產生一包括導體和絕緣材料的平面化的平表面。該製作有機發光器件的方法可進一步包括在構制多個絕緣材料層的步驟期間離子轟擊絕緣材料的步驟。該新穎的方法可進一步包括構制一覆蓋在所述第二導體上的吸氣材料層的步驟。構制多個絕緣材料層的步驟可包括與基片表面成一角度蒸發或沉積材料的步驟。該方法可進一步包括在所述第二導體上構制一阻擋層的步驟。該阻擋層包括金剛石之類的碳材料。
應該理解，上面的概述和下面的詳細描述只是示範性的和解釋性的，並非所請求的本發明的限制性的描述。在此引入作為參考的、構成本說明書一部分的附圖，描述了本發明的一些實施例，它與詳細的描述一起用於解釋本發明的原理。
附圖簡述
圖1是根據本發明的有機發光顯示器的側視圖。
圖2是根據本發明另一實施例的有機發光顯示器的側視圖。
圖3是根據本發明另一實施例的有機發光顯示器的側視圖。
圖4是根據本發明另一實施例的有機發光顯示器的側視圖。
圖5是根據本發明一實施例的有機發光顯示器某些層的部分橫截面。
圖6是根據本發明一實施例的有機發光顯示器的某些層的部分橫截面。
圖7是根據本發明一實施例的有機發光顯示器的某些層的部分橫截面。
圖8是根據本發明的矩陣布置的簡化示意圖。
發明的詳細描述圖1公開了根據本發明構制的有機發光顯示器件(「OLED」)。正如在此所描述的，圖1中示出的本發明的OLED10包括一個基片100。在基片100的上面是第一導體200。第二導體250在第一導體200的上面。夾在導體層之間的是一層有機發光材料300。頂保護層500在導體和有機材料的上面。位於第二導體250和頂保護層500之間的是微型空腔堆疊層400。
基片100基本上是平面的，位於整個OLED結構的下面並對整個OLED結構起支撐作用。第一和第二導體200、250用作電子注入層或者用作空穴注入層。當正負電荷在有機材料層300中相遇時，發射光。本發明的OLED10可發射通過頂保護層500和基片100的光。微型空腔堆疊層400限制沿與基片100平行方向的光發射，並在與基片垂直的方向上向觀看者提供增強的光發射。頂保護層500通常是透明的並為整個OLED提供密封和保護。
微型空腔堆疊層400限制在與平面基片100平行的方向上的光發射，並使射向觀看者方向的光發射增加。微型空腔堆疊層400使在有機材料中300的光通道最小。微型空腔堆疊層400還使已經用接近朗伯方式發射的光向上射出。微型空腔堆疊層400減少相鄰象素之間的驅動，並增加對比度和色純度。在本發明的優選實施例中，微型空腔堆疊層400位於有機層300之上。然而，包括在有機材料300上方和在有機材料300下方的微型空腔堆疊層也都在本發明的範圍內。儘管圖1表示微型空腔堆疊層400為一個獨立層，但也可將疊層的光限制功能摻合到OLED的其它單元(例如，導體層)中，也在本發明的範圍之內。
微型空腔堆疊層400可包括一個沉積在另一個上面的絕緣材料的交替層。可根據其折射率來選擇每一絕緣材料層。能使用可為本領域普通技術人員通用的公式來計算每一絕緣材料層的厚度。每一層的厚度取決於微型空腔堆疊層400中包含的層的數量和類型，並取決於有機發光材料層300中包含的有機材料的類型。微型空腔堆疊層400和有機材料發光層300中可將發射的光組合為一窄帶。微型空腔堆疊層400可使光發射最佳，以便發射光的大部分落在光譜的近紫外光或藍光範圍內。發射光的較窄範圍因其範圍較窄而使彩色變換更有效。
可以小角度將絕緣材料蒸發到平面基片100上，以便使該絕緣材料層中針孔的密度最小。約30至50度的蒸發角度為最佳。作為可以代替蒸發的一個方案是，還可利用濺射沉積來減少針孔密度。為了得到較好的結果，在旋轉OLED結構時進行沉積。小角度的蒸發和濺射沉積使微型空腔堆疊層400的密度低於用常規90度沉積方法獲得的通常的值。也可將透明導體層散置在微型空腔堆疊層400中。例如，可以將一ITO層混雜在絕緣材料層之中。
氧化鋯、碳化矽、二氧化矽、氧化矽和氟化鋰對包含微型空腔堆疊層400的層是合適的絕緣材料。沉積絕緣材料的最佳方法是濺射或離子束沉積，因為這些方法導致增密並且絕緣層之間的折射率相差較大。也可利用蒸發或低溫化學汽相沉積作為替換的方法。在沉積絕緣材料層期間使用離子轟擊有許多優點。例如，離子轟擊時允許整個微型空腔堆疊層400可用單一材料。微型空腔堆疊層400可包括交替的密實和非密實的絕緣材料(例如，SiO2)。另外，通過離子轟擊可使透明導電材料(例如，In2O3)密實並散置在非密實絕緣材料(例如，ZnO)的層之間。離子轟擊還使薄層用在包括交替的密實的ZrO2或非密實的SiO2的微型空腔堆疊層400中。
基片100可位於多個不同子象素或單元10的下面。如果需要向下的光發射，基片100可以是透明的。基片100可以是在玻璃上的一個平面薄膜電晶體陣列(與常用在IFT-LCD筆記本顯示器中的類似)。可將薄膜電晶體陣列放在箔或陶瓷上。可由矽集成電路晶片來形成平面基片來代替薄膜電晶體陣列。如圖2所示，矽基片層130可包括集成電路120。集成電路120通過插頭或通路140與第一導體200相連。在絕緣體110(例如，SiO2)中包含有插頭140。用化學蒸發沉積(「CVD」)的熱鋁或鎢填充通路或插頭140並且可使用化學-機械拋光(「CMP」)用周圍的絕緣體使通路或插頭140平面化。
平面基片100可包括如圖8所示的矩陣800。矩陣800包括能傳送所選幅度的電流或電壓脈衝的矩陣線801或802。通過驅動器(沒有示出)給矩陣線801、802提供脈衝。來自驅動器的信號通過一體矩陣線801和802、集成電路120和插頭140傳到導體200、205。來自驅動器的可變幅度的信號電流流到導體，從而決定是否每一OLED或象素單元為通、斷或在某一中間灰度級。
使矩陣地址線801、802有序，以便光發射恆定地變化。觀察者的眼睛匯集發射的光而看到圖象。最好使驅動器位於基片100中以便節約空間和使連線的數量最少。然而，使用TAB自動粘合其它眾所周知技術可將驅動器與基片的周邊相連。對於某些應用，例如文字處理或電子數據表，驅動器可以僅提供通/斷信號。但是，多數軟體主要取決於給觀看者提供附加信息的不同灰度，因此，驅動器必須提供可變幅度的脈衝。
驅動器為有源矩陣800產生編碼脈衝。可使用幅度調製或脈寬調製來對脈衝進行編碼。對於本發明的電致發光顯示器，優選脈寬調製，因為轉移函數的銳度限制了其它方法的使用。脈寬調製信號以時間片為基礎操作，而灰度與信號施加到子象素或單元上的時間量成比例。脈寬調製對矩陣上的不同單元或OLED之間的非均勻性相當不敏感。這種不敏感是響應曲線上兩極值點之間的信號轉換的結果。其結果是，使用脈寬調製的驅動器信號可減少均勻性的要求並提高了產量。
理想地是，單元應該是幾乎連續有源的並且每一循環用新的信號刷新(例如，通常每一秒刷新單元10-75次)。將較短的負電流脈衝加到矩陣線上，以便刷新與該線相連的單元。這種刷新處理對於施加到導體上的任何給定電壓有可能產生最亮的光。為了實現此目的，最好是每一OLED10在其電路120內包括一對電晶體和一個電容器，即使有許多可採納的基片電路方案。通常，除單元正被刷新的短暫時間以外，圖象總是呈現給觀察者。除了改進OLED的亮度外，刷新處理還能改進OLED圖象保持抗擾性(retention immunity)。
圖3公開了可用作陰極或陽極的第一導體200。第一導體200可由例如MoSI2、WSI2、Mo、Al之類的材料或例如Al-2％Cu或Al+5％Ti之類的鋁合金來形成。第一導體200包括一個導體墊202，用周圍的絕緣材料201使導體墊平面化。二化矽是用作絕緣材料201的最佳材料。在平面化以前，形成的導體墊202比要求的要厚。緊接在沉積1000nm厚的二氧化矽之後沉積500nm數量級的導體。用化學、機械方式拋光所合成的表面，以便留下混合的導體和絕緣體的平表面。使用平面化的導體墊能在製作過程中避免邊緣臺階，此邊緣臺階能導致有機材料的磨削和擊穿失敗或斷開導體。
如圖4所示，第一導體200包括一具有至少30°或更多的斜側面壁的導體墊202。由能注入空穴或電子的過渡層203圍住傾斜的導體墊202。過渡層203可包括鈦酸鋇或其它高介電常數的材料。過渡層203還可包括含5-60％的Cr和SiO、具有或不具有低逸出功雜質的絕緣材料，所述的低逸出功雜質包括鹼或例如Cs、Mg、Ba、Sc或Li之類的鹼金屬或合金或這些材料的混合物。過渡層還可包括其它有機或無機的注入材料，例如CuPC。墊202的斜面通過從下部切開邊緣而獲得。通過抗蝕劑或雙層粘著衰減實現下部切開。另外，也可在RIE期間通過抗蝕劑邊緣脫落來實現從下部切開。如圖5所示，第一導體200可包括過渡層203和絕緣層201。當注入增強層(沒有示出)包括Al+Li、Mg+Ag、或Pd時，在過渡阻擋層203上可包括Pt或Au。注入增強層可增進空穴或電子注入有機材料層300。
圖5公開了有機發光材料層300，該有機發光材料層300包括三層310、320和330。由電子注入有機層堆疊層300的方向確定層的布置。當從堆疊層300的底部注入電子時，層330最好是摻入Balq的二萘嵌苯，層320最好是NPB，層310最好是CuPc。在頂部電子注入的情況下，層310和330的成分將轉換。CuPc層、NPB層和摻入Balq的二萘嵌苯層的優選厚度分別為15nm、60nm和70nm。摻入Balq的二萘嵌苯層發藍光。優選藍光至紫外光，以便使用彩色變換獲得全色顯示。由鏑摻雜劑或一混合層發射器能獲得白色光發射器。也可將其它顏色，例如綠色或白色和黑色，用於單色或彩色顯示。可代替的另一方案是，有機發光材料層300可包括一個單一混合層，而不是分開的種類不同的多層。
在有機發光材料300上面的是第二導體層250。如圖3所示，第二導體層250包括一導體層251和一過渡層253。過渡層253最好由LiF或鋇來形成，其厚度約為10nm。為了簡化製造，過渡層253和203通常都用相同的材料構成。使用長噴射距離S-槍濺射來沉積厚度大約為150nm的ITO而形成導體層251。S-槍濺射沉積處理將隔離導體層中的針孔。在電子工業中通常使用的蔭罩也可被用來使透明導體不沉積在顯示器周邊附近露出的引線上並且不使所述引線短路。
一種可選擇的吸氣層252可位於導體層251和過渡層253之間。吸氣層252最好包括各自大約為1nm的氧化鋅和鋁的交替層。最好以較小的角度(例如，30°)蒸發構成吸氣層252的層。通過較小角度的蒸發能減少吸氣層252中的針孔。
在第二導體層250上面是頂保護層500。該頂保護層500包括一個保護蓋玻璃510、一個色彩變換層520和一個阻擋層540。透明的蓋玻璃510最好由矽來形成並且具有大約2nm的厚度。蓋玻璃510可以覆蓋整個矩陣800。
如圖2所示，阻擋層540覆蓋微型空腔堆疊層400。阻擋層540包括金剛石之類的非晶碳(「DLC」)或碳化矽(SiC)，或者在上注入OLED的情況下包括摻有銫的金剛石之類碳化物的複合物(CsC，按克分子比，大約10％的Cs和90％的C)。DLC是由非晶碳構成的一層膜，可以包括氫，它是透明的並且具有高折射率(＞2)。通常由例如有少量氧的甲烷之類的氣體通過石墨或等離子體增強CVD經雷射剝離來沉積這樣的膜。阻擋層540作為對於在OLED內的殘留水分的阻擋層。阻擋層540還可作在光發射期間產生的熱的散熱片。阻擋層也可作為空穴或電子注入器。當阻擋層540用作注入器時，阻擋層540通常分別摻有與電子或空穴注入對應的鋰或鈀。
如圖4所示，阻擋層540在密封層530的下面並在微型空腔堆疊層400的上面。可以使用淺蒸發或等離子增強化學汽相沉積(「PECVD」)來形成阻擋層540。例如，PECVD處理包括使用甲烷和淡CF4源加氬源的電感耦合的等離子體。透明的電感耦合的等離子體DLC膜具有較低的針孔密度和高折射率，當與PECVD蒸發或濺射沉積的二氧化矽層相互組合時使得它們可以容易地被使用。可使用由PECVD或蒸發形成的碳化矽代替DLC高折射率層。
如圖7所示，阻擋層540可包括上DLC層541和下DLC層542。在頂層541內可以形成吸氣材料的多層545和546。交替由鈣、鎂、鈦或鋁與DLC或其它絕緣材料S3N4、SiO或SiO2形成吸氣材料層。可以使用例如ZnO之類的透明導體代替透明絕緣材料以增加導電率。儘管上面所述的結構和材料是優選的，但是，本發明包括使用具有能除去水分的任何透明材料的吸氣層。
在阻擋層540和彩色變換層520之間可以包括一密封層530。密封層530密封OLED以保護器件免受氧氣和溼氣。密封層530通常由市場上買得到的散熱凝膠材料形成。通過在高真空中加熱或通過與乾燥劑(例如，BaO)混合，凝膠材料是相當乾燥的。另一可替代的方案是，可以使用紫外線固化環氧樹脂，例如丙烯酸鹽。不推薦包含粘合劑的溶劑，除非形成了一個完全沒有針孔的覆保護層。密封層530可進一步包括除去水分的化學活性材料，例如細粉狀的鋁、鈣、鎂或鈦。金屬密封也可用作密封層530。通常將這些金屬密封用於密封包裝電子設備。
密封層530可以覆蓋包含在顯示器內的多個OLED。顯示器均勻地塗上密封層530以保證無氧氣和溼氣密封在顯示器內。最好在真空環境下形成密封層530。如果沒有可用的真空環境，可在例如氮氣或氬氣的惰性氣體環境中形成密封層530。通過選擇合適的密封條件可以產生密封層530中的粘著力。例如，將根據本發明製作的顯示器暴露於溫度為100℃、壓力為50磅/吋2的環境中，通常將在密封凝膠和周圍層之間產生粘著力。如果在真空中密封OLED，則當空氣壓力返回到OLED的外部壓力時可消除所引起的間隙。
密封層530可以包括一熱粘著的周邊密封(沒有示出)。可以單獨地使用周邊密封或與橫過整個顯示器延伸的密封層530結合起來使用周邊密封。可以將例如細粉狀的Mg、Ba、Ca、Al或Ti混入周邊密封中，用於額外的蒸氣收集。周邊密封通常包括紫外線光固化的環氧樹脂。
通過在阻擋層540之上提供色彩變換染料可形成色彩變換層520。色彩變換染料與發射短波長光(例如藍光、近紫外光或紫外光)的OLED一起工作。該染料通常包括PPV基化合物或其它螢光材料並且可由許多出處(例如，Idemitsu Kosan Corporation)在市場上買得到這些染料。該染料吸收短波長的光和再發射特徵顏色(例如紅色或綠色)的光或發射較長波長的特徵顏色的螢光。可選擇這些色彩變換染料並使用常規的平面印刷設備在覆蓋玻璃510上製作這些色彩變換染料的圖案。可以使用該染料來產生具有紅、綠和藍象素全色的類似CRT顯示。由周邊驅動器和有源矩陣可獲得的可變灰度被用於產生三基色的強度混合併得到類似TV的圖象。如果使用近紫外發光層，則可以使用藍色變換染料。
可以使用濾色器代替變換器染料顯示全色圖象。濾色器可以和白光發射有機層300一起使用。發藍光的有機材料可以和濾色器一起使用或不和濾色器一起使用。色彩變換層520的另一實施例是利用市場上買得到的用於色變換的色輪或pi-單元。所有這些技術在工業領域都是公知的。
本發明也包括使用環繞每一子象素或OLED10的黑色矩陣或反射金屬溝道803。黑色矩陣或反射金屬溝道803，如圖8所示，有助於使小間距的象素中的溝道效應最小並且改善色純度。黑色矩陣最好包括共蒸發的40-80％的鉻和氧化矽的混合物。如果OLED要用在可配戴在頭上的場合，例如醫用成象、夜視或虛擬實際應用中，最好使用鉻或鋁反射阻擋層。鉻或鋁阻擋層在控制溝道效應的同時能提供更多的光輸出。
在不脫離本發明的範圍和實質的情況下，能在本發明的結構、形狀和/或操作方面做出各種修改和變換，這對本領域的普通技術人員來說是顯而易見的。例如，在上述的實施例中，在不脫離本發明的範圍和實質的情況下，可對有機材料層的組份做出各種改變。另外，在不脫離本發明範圍的情況下，可以對微型空腔結構作一些修改和改變。因而，這意味著本發明覆蓋落在所附權利要求和其等同物範圍內的修改和變化。
權利要求
1.一種有機發光器件，它包括一個基片；一個覆蓋在所述平面基片上的第一導體；一個覆蓋在所述第一導體上的有機發光材料層，一個覆蓋在所述發光材料層上的第二導體；以及一個在與所述基片平行的方向上限制光發射的機構。
2.如權利要求1所述的器件，其特徵在於所述的基片包括一矽片。
3.如權利要求2所述的器件，進一步包括將所述矽片與所述第一導體相連的機構。
4.如權利要求1所述的器件，其特徵在於使所述第一導體平面化。
5.如權利要求1所述的器件，其特徵在於所述限制光發射的機構包括一絕緣材料層。
6.如權利要求1所述的器件，其特徵在於所述限制光發射的機構包括多個絕緣材料層。
7.如權利要求6所述的器件，其特徵在於每一所述絕緣材料層都具有不同於其任一相鄰層的折射率。
8.如權利要求6所述的器件，其特徵在於與所述基片成一角度沉積所述多個絕緣材料層中的至少一個。
9.如權利要求6所述的器件，其特徵在於與所述基片成一角度蒸發所述多個絕緣材料層中的至少一個。
10.如權利要求6所述的器件，其特徵在於，在構成所述多個絕緣材料層中的至少一個時旋轉所述基片。
11.如權利要求1所述的器件，其特徵在於所述限制光發射的機構包括一透明的導體材料層。
12.如權利要求1所述的器件，其特徵在於所述限制光發射的機構包括覆蓋在所述第一導體上和位於所述有機發光材料下的多個透明的導體材料層。
13.如權利要求1所述的器件，其特徵在於所述限制光發射的機構覆蓋所述的有機發光材料層。
14.如權利要求1所述的器件，進一步包括一位於所述第一導體下的過渡層。
15.如權利要求1所述的器件，進一步包括一覆蓋在所述第二導體上的阻擋層。
16.如權利要求15所述的器件，其特徵在於所述阻擋層包括金剛石之類的碳材料。
17.如權利要求15所述的器件，其特徵在於所述阻擋層是一電子注入器。
18.如權利要求15所述的器件，進一步包括一覆蓋在所述第二導體上面並位於所述阻擋層下面的吸氣層。
19.如權利要求15所述的器件，進一步包括一覆蓋在所述阻擋層上面的密封層。
20.如權利要求1所述的器件，進一步包括一覆蓋在所述有機發光材料層上面並位於所述第二導體下面的吸氣層。
21.如權利要求19所述的器件，其特徵在於所述密封層包括熱粘合密封。
22.如權利要求15所述的器件，進一步包括覆蓋在所述阻擋層上面的頂蓋。
23.如權利要求1所述的器件，其特徵在於所述的基片是平面的。
24.一種有機發光器件，它包括一平面基片，該平面基片包括一個矽片和一個導電插頭，其中所述矽片進一步包括集成電路，而且所述導電插頭使該集成電路與一導電墊相連接，其中所述的導電墊覆蓋在所述平面基片上；一覆蓋在所述導電墊上面的有機發光材料層；一能與水起反應的並覆蓋在所述有機發光材料層上面的吸氣材料層；一覆蓋在所述吸氣層上的透明的導體層；多個絕緣材料層，其中所述的每一多個絕緣材料層都具有與任一相鄰層不同的折射率；一覆蓋在所述絕緣材料層上的阻擋層，其中由金剛石之類的碳形成所述阻擋層；以及一覆蓋在所述阻擋層上面的透明頂蓋。
25.一種有機發光顯示器，它包括一平面基片，該平面基片進一步包括一周邊和多個有機發光器件，其中通過多個驅動器使所述多個有機發光器件中的每一個都能處於不同的電流或電壓狀態，所述的多個有機發光器件包括能夠接收來自多個驅動器的信號的第一和第二導體，並且在所述多個有機發光器件之間存在許多空隙；一覆蓋在所述基片上面並位於多個有機發光器件之間的空隙中和圍繞每一所述多個有機發光器件的黑色矩陣；以及一覆蓋在所述多個有機發光器件上的頂蓋。
26.如權利要求25所述的顯示器，其特徵在於每一所述的多個驅動器是所述平面基片的主要部分。
27.如權利要求25所述的顯示器，其特徵在於每一所述多個驅動器與所述平面基片的周邊相連接。
28.如權利要求25所述的顯示器，其特徵在於，每一所述多個發光器件進一步包括一導電插頭，所述導電插頭使所述第一導體與所述平面基片相連接。
29.如權利要求28所述的顯示器，其特徵在於所述的導電插頭被平面化。
30.如權利要求25所述的顯示器，其特徵在於每一所述多個有機發光器件都包括一在與平面基片平行的方向上限制光發射的機構。
31.如權利要求30所述的顯示器，其特徵在於所述限制光的發射的機構包括多個絕緣材料層。
32.一種製作有機發光器件的方法，包括如下步驟提供一平面基片；在所述平面基片上構制一第一導體；構制一覆蓋在所述第一導體上的有機發光材料層；構制一覆蓋在所述有機發光材料層上的第二導體；以及在所述第二導體上構制用於在與所述平面基片平行的方向上限制光發射的多個絕緣材料層。
33.如權利要求32所述的方法，其特徵在於所述構制第一導體的步驟包括使第一導體平面化。
34.如權利要求32所述的方法，其特徵在於所述構制第一導體的步驟包括斜削第一導體的邊緣。
35.如權利要求33所述的方法，其特徵在於所述平面化的步驟包括形成第一導體；在第一導體上沉積一絕緣材料層；以及化學-機械拋光絕緣材料的表面，產生一包括導體和絕緣材料的平面化的平表面。
36.如權利要求32所述的方法，進一步包括在所述的構制多個絕緣材料層的步驟期間離子轟擊絕緣材料的步驟。
37.如權利要求32所述的方法，進一步包括構制一覆蓋在所述第二導體上的吸氣材料層的步驟。
38.如權利要求32所述的方法，其特徵在於所述構制多個絕緣材料層的步驟包括與基片表面成一角度蒸發或沉積材料的步驟。
39.如權利要求32所述的方法，進一步包括在所述第二導體上構制一阻擋層的步驟。
40.如權利要求32所述的方法，其特徵在於所述阻擋層包括金剛石之類的碳材料。
全文摘要
一種用於彩色視頻顯示的有機發光器件(OLED)。該OLED(10)是一個在基片(100)上形成的層疊結構。一個有機發光材料層(300)夾在兩個導電層(200,250)之間並位於基片(100)之上。覆蓋在導體(200,250)和有機層(300)上面的是透明保護層(500)。本發明的OLED(10)包括一個創新的微型空腔增強結構(400),該結構在與基片(100)平行的方向上限制光發射並向觀看者提供增大的光輸出。
文檔編號H05B33/22GK1265261SQ98807598
公開日2000年8月30日 申請日期1998年6月18日 優先權日1997年6月23日
發明者加裡·W·瓊斯 申請人:Fed公司