[發(fā)明專利]有機(jī)發(fā)光二極管器件中改進(jìn)的陰極層

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 01125525.0
• 申請日: 2001-08-10
• 公開（公告）號: CN1338784A
• 公開（公告）日: 2002-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: P·K·雷喬德胡里;鄧青云;J·K·馬達(dá)蒂爾
• 申請（專利權(quán)）人: 伊斯曼柯達(dá)公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 盧新華,王其灝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機(jī)發(fā)光二極管器件和制造這類器件的方法，這種器件采用一種濺射的陰極層。

背景技術(shù)

有機(jī)場致發(fā)光器件(OEL器件)，也被稱作有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)，適合扁平面顯示器使用。這種發(fā)光器件是有吸引力的，因為可將其設(shè)計成產(chǎn)生紅、綠和藍(lán)色，并具有高發(fā)光效率；它可使用約幾伏的低激勵電壓工作，而且從傾斜的角度也能看到。這種不尋常的特性是從基本的OLED構(gòu)件得到的，這種構(gòu)件是由夾在陽極和陰極之間的多層有機(jī)薄膜疊層組成的。美國專利-A-4,769,292和4,885,211就公開了這樣一種構(gòu)件。常見的OLED構(gòu)件包括空穴遷移層和電子遷移層二層有機(jī)疊層，每層的厚度一般為約幾百。陽極材料通常是一種光學(xué)上透明的銦-錫氧化物(ITO)玻璃，這種玻璃也用作OLED的基片。陰極通常是金屬錫薄膜。

OLED的制造，是采用蒸氣沉積方法。采用這種方法，在真空室中，有機(jī)層以薄膜的形式沉積在ITO基片上，然后沉積陰極層。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在陰極沉積方法中，采用電阻加熱或電子束加熱的真空沉積方法是最適宜的，因為這種方法不會引起有機(jī)層的損壞。然而，非常希望避免使用這些方法制造陰極層。這是因為這些方法的效率低。為了實現(xiàn)低成本生產(chǎn)，人們必須采用和開發(fā)一種經(jīng)證明是完善的生產(chǎn)能力高的制造OLED的專用方法。濺射一直被用作許多工業(yè)中這樣一種沉積薄膜所選擇的方法。濺射的幾個優(yōu)點是具有形狀一致的、致密的和有附著力的覆層，生產(chǎn)周期短，涂敷室的維護(hù)低，并能有效地使用材料。

采用濺射之類高能沉積方法制造OLED陰極層通常是不現(xiàn)實的，因為有機(jī)層可能受到損壞，因而使OLED的性能下降。濺射沉積是在由高能中性粒子、電子、正離子和負(fù)離子、以及從激發(fā)狀態(tài)發(fā)射構(gòu)成的復(fù)雜環(huán)境中進(jìn)行的，在有機(jī)層上沉積陰極時，能引起有機(jī)層的降解。

Liao等人(應(yīng)用物理通訊(Appl.Phys.Lett.)75，1619[1999])，采用X-射線和紫外光電子光譜學(xué)方法，研究100eV?Ar⁺輻射對Alq表面所造成的損壞。心層的電子密度曲線表明，在Alq分子中的某些N-Al和C-O-Al鍵發(fā)生斷裂。價帶結(jié)構(gòu)也發(fā)生巨大的變化，這意味著形成金屬似的導(dǎo)電表面。他們認(rèn)為，在電子從陰極注入Alq層時，在OLED中會引起不輻射的淬熄作用，也會造成電的短路。

在陰極濺射沉積過程中，Alq表面經(jīng)受幾百伏特下高劑量的Ar⁺轟擊。正如Hung等人(應(yīng)用物理雜志(J.Appl.Phys.)86，4607[1999])所指出的，僅9×10¹⁴/cm²劑量就能改變價帶的結(jié)構(gòu)。然而，在Ar氣氛中在Alq表面上濺射陰極，會使器件的性能降低。

有些濺射的損壞，通過適當(dāng)?shù)剡x擇沉積參數(shù)，至少在一定程度上是能控制的。在歐洲專利申請0?876?086?A2、0?880?305?A1中，TDK公司的Nakaya等人，公開一種采用濺射技術(shù)沉積陰極的方法。在沉積所有的有機(jī)層以后，仍然保持真空，將器件從蒸發(fā)轉(zhuǎn)移到濺射系統(tǒng)，在其中將陰極層直接沉積到發(fā)射層上。陰極是由0.1-20％(原子)Li組成的Al合金，其中還包含至少一種少量的Cu、Mg和Zr，在某些情況下，還具有一層保護(hù)覆層。他們聲稱如此制備的不采用緩沖層的OLED器件，在有機(jī)層/電極界面上具有良好的附著作用，激勵電壓低，效率高，而且黑斑的擴(kuò)展速度較慢。Grothe等人在德國專利申請198?07?370C1中，也公開一種濺射的Al∶Li合金陰極，這種陰極具有較高的Li含量，而且具有一種或多種選自Mn、Pb、Pd、Si、Sn、Zn、Zr、Cu和SiC的其它元素。在所有這些實例中都不使用緩沖層，也能在較低的電壓下發(fā)生場致發(fā)光。某些濺射損壞是能采用低沉積速度控制的。很容易預(yù)料，降低濺射功率，可減少有機(jī)層上所受的損壞。然而，在低功率下，沉積速度可能低到不能使用，減少或甚至是抵消了濺射的優(yōu)點。