CN101218693A - 场致发光器件 - Google Patents

Abstract

一种有机场致发光器件，包括：衬底(14)；设置在衬底之上用于注入第一极性电荷的第一电极(15)；设置在第一电极之上用于注入与第一极性相反的第二极性电荷的第二电极(19)；设置在第一电极(16)和第二电极(19)之间的有机发光层(18)；以及设置在第二电极之上的密封件(22)，其中第二电极和密封件对发光层发射的光是透明的，其中在密封件(22)和第二电极(19)之间设置有空腔(20)，并且其中在密封件的至少一侧上设置有防反射涂层(24，26)，用于减小由发光层(18)发射的光的反射，从而改善光从该器件(12)的输出耦合，所述防反射涂层(24，26)对由发光层(18)发射的光是透明的。

Description

场致发光器件

技术领域

本发明涉及一种包括防反射涂层的有机场致发光器件。

背景技术

有机场致发光器件例如由PCT/WO/13148和US4539507公开。这种器件一般包括：衬底2；设置在衬底2之上用于注入第一极性电荷的第一电极4；设置在第一电极4之上用于注入与第一极性相反的第二极性电荷的第二电极6；设置在第一电极和第二电极之间的有机发光层8；以及设置在第二电极6之上的密封件10。在图1所示的构造中，衬底2和第一电极4是透明的，以允许由有机发光层8发射的光穿过它们。这种构造被称为底发射器件。在图2所示的另一构造中，第二电极6和密封件10是透明的，从而允许从有机发光层8发射的光穿过它们。这种构造被称为顶发射器件。在底发射器件中密封件可以是不透明的。这种密封件的例子是金属罐。对于顶发射器件，密封件必须是透明的。透明密封件的例子包括布置(deposit)在顶电极的上表面上的薄膜密封件，和在有机发光器件上设置玻璃片材的玻璃罐密封。

上述结构的变形是公知的。第一电极可以是阳极，第二电极可以是阴极。可替换地，第一电极可以是阴极，而第二电极可以是阳极。可以设置在电极和有机发光层之间其它层，以避免电荷的注入和传输。发光层中的有机材料可以包括小分子、树形化合物(dendrimer)或聚合物，而且可以包括磷光功能团(moiety)和/或荧光功能团。发光层可以包括材料的混合，所述材料包括发光功能团、电子传输功能团和/或空穴传输功能团。这些可以设置在单个分子中或设置在不同的分子上。

通过提供上述类型的器件阵列，可以形成包括多个发射像素的显示器。这些像素可以是相同的类型以形成单色显示器，也可以是不同的颜色以形成多色显示器。

很多场致发光器件的问题是由有机发光层中的有机发光材料发射的很多光不从该器件中逸出。这些光可能通过散射、内部反射、波导、吸收等等而在器件内丧失。这导致器件效率的降低。此外，这些光学效应可能导致低的图像强度，低的图像对比度，重影等等，从而导致差的图像质量。

增加从器件中逸出的光量的方式之一是在该器件结构中提供防反射涂层。WO2004/044999公开了底发射器件，包括设置在衬底和下电极之间的由包含间隙孔的有机聚合物材料制成的防反射涂层。在WO2004/044999中公开的防反射涂层用于通过将从发光层发射的光解耦合(uncouple)到透明衬底中来增加从底发射器件选出的光量。但是，本申请人发现，在发光层附近并入材料的附加层或多个附加层的问题是，发光层的发射特性由于进场光学效应如淬熄和空腔效应而改变。

2004/0051950公开了将防反射膜涂敷到采用有机场致发光器件的监视器的表面以防止环境光的反射的应用。这种防反射膜通常包括圆偏振器，用于吸收被反射离开该器件结构的环境光。圆偏振器还吸收由该器件的发光层发射的一部分光。此外，由于圆偏振器包括线偏振器和1/4波板，因此提供了额外的界面从而导致由发光层发射的光的内部反射增加。这样，圆偏振器不是本说明书所使用的术语“防反射涂层”，因为它们不在涂上该圆偏振器的表面上减少反射。更确切地说，圆偏振膜通过吸收反射光来防止环境光从该器件的其它表面反射。这种层没有改善光从该器件的输出耦合(out-coupling)。

US2004/0041518公开了一种底发射有机场致发光元件，其中除了在形成发射层的区域之外，在器件的玻璃衬底上形成用于防止环境光被顶电极层反射的防反射层。由于该层防止光被第二电极层反射，因此只有来自发射层的光才穿过器件的玻璃衬底向外辐射，从而改善了有机显示器件的对比度。防反射涂层包括用于防止光透射的黑矩阵。该层没有改善光从该器件的输出耦合。

因此US2004/0041518和2004/0051950公开的防反射膜都是用于防止环境光的反射从而提高显示器的对比度。它们没有改善从发光层发射的光的输出耦合。相反，WO2004/044999公开的防反射涂层用于通过将发光层发射的光解耦合到透明衬底中来增加从底发射器件逸出的光量。

发明内容

本发明的目的是提供一种有机场致发光器件，该器件具有增大的光输出，同时避免由于近场光学效应而造成的问题。

根据本发明提供了一种有机场致发光器件，包括：衬底；设置在衬底之上用于注入第一极性电荷的第一电极；设置在第一电极之上用于注入与第一极性相反的第二极性电荷的第二电极；设置在第一电极和第二电极之间的有机发光层；以及设置在第二电极之上的密封件，其中第二电极和密封件对发光层发射的光是透明的，其中在密封件和第二电极之间设置有空腔，并且其中在密封件的至少一侧上设置防反射涂层，用于减小由发光层发射的光的反射，从而改善光从该器件的输出耦合，所述防反射涂层对由发光层发射的光是透明的。

这种构造提供了一种顶发射器件，其中由发光层发射的光穿过透明的第二电极、空腔和透明的密封件而离开装置。防反射涂层减小了在密封件界面上的反射。此外，通过用空腔使防反射涂层与发射结构分离，由于近场光学效应导致的器件的发射特性没有受到设置防反射涂层的影响。也就是说，防反射涂层设置在足够远离发光层的位置上，使得近场光学效应得到避免。

优选地，防反射涂层设置在空腔和密封件之间的界面上。

防反射层设置在空腔和密封件之间的界面上防止了从发光层发射的光在该界面上向内部反射。

优选地，在密封件的背向空腔的外表面上设置另一个防反射涂层。该防反射涂层的提供防止在密封件和围绕该器件的空气之间的界面上反射。

优选地，空腔具有10μm或更大的厚度。这种空腔的提供具有两个功能：(1)确保防反射涂层足够远离发射结构以避免近场效应；(2)允许制造期间的密封件层位置有变化，以防止密封件碰撞(impinging)到发光结构上从而导致发光结构的损坏。密封件位置的变化是因为蚀刻密封件片材中的空腔时的误差以及周边密封部(perimeter seal)的厚度变化而引起的。通常胶密封具有大约10μm+/-5μm的厚度容差。蚀刻密封件中的空腔时的误差是几个微米的数量级。

为了改善从器件输出的光，防反射涂层的吸收应当较低，否则在界面上由于折射/反射而导致的光减少的降低不能通过吸收来抵消。已涂敷的密封件应当比未涂敷的密封件透射更多的光。

典型地，由于折射/反射而从密封件界面损耗的光有4％。因此，优选防反射涂层对发光层发射的光的透射率是96％或更大，更为优选的是97％或更大，更为优选的是98％或更大，最优选的是99％或更大。

空腔可以用任何透明材料填充。但是，优选该材料非刚性，以防止在施加密封件时下面的层受到损坏。因此，优选空腔用气体或液体或可变形固体如弹性体来填充。为了方便制造，最好是用气体来填充空腔。

优选地，填充空腔的气体包括惰性气体如高纯度的氮气。这减少了器件的恶化并由此延长了器件的寿命。

密封件可以直接或间接地(例如通过第一电极)粘附到衬底以形成周边密封部。密封件可以通过粘合、焊接等粘附。优选地，周边密封部包括吸气材料。这种材料吸收氧气和湿气，从而减少器件的恶化并延长器件的寿命。

密封件可以包括玻璃片材或塑料片材。玻璃片材由于其惰性及其无法被空气和湿气穿透而优选用于刚性器件。塑料片材可用于柔性器件。

对于玻璃密封，优选玻璃密封件的厚度在0.1到1.1mm的范围内。

根据本发明的实施例，提供了一种在此所述的有机场致发光器件，其包括形成显示器的多个像素。

优选地，该显示器包括共用衬底，在该衬底上设置多个像素。

优选地，所述显示器包括设置在多个像素上的共用密封件。

该显示器可以包括多个第一电极。在一个构造中，衬底包括有源矩阵背板，该背板包括形成有源矩阵显示器的多个薄膜晶体管。在该构造中，可以对多个像素共同提供一个第二电极。在典型的有源矩阵背板中，驱动电路如薄膜晶体管与发光器件都位于衬底的同一侧。在可替换构造中，可以提供多个第一和第二电极以形成无源矩阵显示器。

根据本发明的第二方面，提供了一种制造有机场致发光器件的方法，包括以下步骤：将至少一个第一电极布置在衬底上；将有机发光材料布置在该至少一个第一电极上；将至少一个第二电极布置在有机发光材料上，其中该至少一个电极、该有机发光材料和该至少一个第二电极形成发光结构；将密封件粘附到发光结构上，其中该至少一个第二电极和密封件对发光材料发射的光是透明的，其中在密封件和发光结构之间设置有空腔，其中密封件在至少一侧上包括防反射涂层，用于减少对发光材料发射的光的反射，防反射涂层对发光材料发射的光是透明的。

优选地，密封件中包括空腔。该空腔优选通过蚀刻形成，尽管也可以使用其它技术如压制或喷砂。防反射涂层可以在蚀刻了空腔之后布置。优选密封件例如采用胶水直接或间接地粘附到衬底。

根据本发明的第三方面，提供了一种预成型件(preform)，包括多个在此所述的有机场致发光器件，衬底和密封件为该多个有机场致发光器件所共用，其中密封件包括内部形成了多个空腔的片材，这些空腔对应于该多个有机场致发光器件的位置。优选地，在该多个有机场致发光器件之间提供了断裂线。

根据本发明的第四方面，提供了一种从根据在此所述的预成型件制造多个有机场致发光器件的方法，包括使该预成型件断裂。优选在断裂之前对该预成型件划线。

根据本发明的第五方面，提供了一种制造在此所述的预成型件的方法，其中在密封件中形成多个空腔之后在密封件上布置防反射涂层。优选密封件在空腔形成和布置步骤之后直接或间接地粘附到衬底。密封件可以通过设置在多个发光结构之间的胶线粘附到衬底。该多个空腔可以通过蚀刻该片材而形成。

根据本发明的第六方面，提供了一种用于有机发光显示器的密封片材，该密封片材包括透明材料片材，该透明材料片材在其一侧中具有多个空腔，用于容纳有机发光结构，该透明材料片材具有设置在至少一侧上的防反射涂层，用于减少光从所述至少一侧的反射。

优选地，防反射涂层设置在透明片材的具有多个空腔的一侧上。有利的是，防反射涂层设置在空腔中，而不设置在空腔之间的间隙中。这使得密封片材能更好地粘附到器件中的衬底，因为在透明片材上用于形成周边密封部的粘附点上没有设置防反射涂层。此外，这种构造避免了氧气和水分从器件的周边密封部侵入防反射涂层的可能性。

有利的是，另一个防反射涂层设置在透明片材的与具有空腔的一侧相反的一侧上。

根据本发明的第七方面，提供了一种在此所述的密封片材在有机发光显示器件制造中的应用。

根据本发明的第八方面，提供了一种制造用于有机发光显示器的密封片材的方法，该方法包括以下步骤：在透明材料片材的一侧中形成多个用于容纳有机发光结构的空腔；用防反射涂层涂敷透明材料片材的至少一侧，以减少光从所述至少一侧的反射。

优选地，在形成空腔之后，在透明片材的具有多个空腔的一侧上布置防反射涂层。有利的是，防反射涂层布置在空腔中，而不布置在空腔之间的间隙中。有利的是，另一个防反射涂层布置在透明片材的与具有空腔的一侧相反的一侧上。

附图说明

为了更好地理解本发明和示出如何实施的本发明，下面参照附图，通过举例描述本发明的实施例，其中

图1示出底发射有机发光器件的已知结构；

图2示出顶发射有机发光器件的已知结构；

图3示出根据本发明实施例的有机发光器件；

图4示出根据本发明实施例的显示器的一部分；以及

图5示出根据本发明的实施例用于有机发光显示器的密封片材的一部分。

具体实施方式

图3示出根据本发明实施例的有机发光器件12。该器件12包括：玻璃衬底14；设置在玻璃衬底上的阳极16；设置在阳极16之上的发光聚合物层18；设置在发光聚合物18上的透明阴极19；设置在透明阴极19上的气体空隙20；密封上述层的玻璃罐22。防反射涂层24、26分别设置在玻璃罐密封件的两侧上。

玻璃罐22的厚度可以调节以便在两个防反射涂层24、26分别设置在玻璃罐22的两侧上时用作间隔件。在这种情况下，将玻璃罐22的厚度调整为大约5到12微米的厚度，优选10微米，以输出耦合，或者优化从该器件输出的光。防反射涂层24、26因此设置为相距几倍波长的距离。

在玻璃密封件上设置防反射涂层而且在玻璃密封件和发光结构(电极和有机层)之间设置的空腔内填充气体，使得光的输出耦合能够从发光结构去耦合(decouple)。如下所述，该去耦合具有几个不同的方面。

防反射涂层与近场光学效应去耦合。通过将防反射涂层远离发光层，光从该器件的输出耦合得到了改善而没有因为近场效应而影响该器件的发射特性，该近场效应例如是由于空腔效应而导致的频率改变或者由于淬熄效应而导致的发射强度的降低。

防反射涂层与可能的该器件的其它层的不利化学反应去耦合。将防反射涂层处理到玻璃上使得可以采用标准的防反射涂层，而不会潜在地与器件的其它层发生不利的相互作用。

防反射涂层的设置与用于器件的制造方法去耦合。包括防反射涂层的密封件可以在器件制造之前预先制造，由此避免复杂性的增加和器件制造成本的增加。

各种类型的防反射涂层适用于本发明。通过使防反射涂层远离发光结构来避免上述问题。但是，防反射涂层对发光层发射的光的波长应当具有高的透射率，否则由于反射的减少而导致的光的输出耦合的任何增加都会被吸收的增加抵消。可以使用各种防反射涂层来产生多层堆叠和蛾眼(moth eye)结构。

防反射涂层使得可以实现要实现的顶发射有机发光二极管结构的输出耦合的多达8％的增加。此外，光学反射的减小使得不会遭受重影的图像。

图4示出简化的示意图，其示出用于制造多个发光结构的预成型件100的一部分。预成型件100包括共用的衬底102，在该衬底上设置多个阳极104、有机场致发光材料106和阴极108，以形成多个发光结构。共用的密封件110设置在发光结构上并且通过粘合线120粘附到衬底。密封件110包括其中形成了多个空腔122的片材，该空腔对应于多个有机发光结构的位置。防反射涂层124、126设置在密封件的每一侧上，以减小从发光结构发射的光的反射。构造100沿着多个发光结构之间的线断裂，以制造多个器件。可以提供更为复杂的密封结构(未示出)以允许更为容易的断裂。例如，通过例如凹槽提供弱化线，和/或可以在断裂之前在划线和断裂过程中对该构造进行划线。

发光结构可以包括单个发射部件，从而形成例如简单的背光。可替换地，发光结构可以包括多个像素以形成显示器。

预成型件100是通过在衬底102上布置层104、106、108从而形成发光结构、然后在这些层上粘附预先制造的密封片材110来制造的。

图5示出预先制造的密封片材110的一部分，该密封片材包括透明材料片材112，在该透明材料片材的一侧上具有多个用于容纳有机发光结构104、106、108的空腔122。透明材料片材112的每一侧上都设置了防反射涂层124、126。空腔122是通过蚀刻透明片材112形成的，而且防反射涂层124、126在蚀刻步骤之后布置在密封件上。防反射涂层124设置在空腔中，而不设置在空腔之间的间隙中。然后密封件110通过设置在多个发光结构104、106、108之间的胶线120粘附到衬底102，如图4所示。

虽然参照优选实施例具体示出和描述了本发明，本领域的技术人员应当理解，可以进行形式和细节上的各种改变，而不会脱离由所附权利要求限定的本发明范围。

Claims (46)

1.一种有机场致发光器件，包括：

衬底；

设置在衬底之上用于注入第一极性电荷的第一电极；

设置在第一电极之上用于注入与所述第一极性相反的第二极性电荷的第二电极；

设置在第一电极和第二电极之间的有机发光层；以及

设置在第二电极之上的密封件，

其中第二电极和密封件对由发光层发射的光是透明的，

其中在密封件和第二电极之间设置有空腔，并且

其中在密封件的至少一侧上设置了防反射涂层，以减小由发光层发射的光的反射，从而改善光从该器件的输出耦合，所述防反射涂层对由发光层发射的光是透明的。

2.根据权利要求1的有机场致发光器件，其中所述防反射涂层设置在空腔和密封件之间的界面上。

3.根据权利要求1或2的有机场致发光器件，其中设置两个防反射涂层，在密封件的每一侧上各设置一个。

4.根据权利要求3的有机场致发光器件，其中所述密封件用作所述两个防反射涂层之间的间隔件，使得所述两个防反射涂层之间分隔开5到12微米之间的距离。

5.根据上述任何一项权利要求的有机场致发光器件，其中所述空腔具有10μm或更大的厚度。

6.根据上述任何一项权利要求的有机场致发光器件，其中所述防反射涂层或每个防反射涂层对由发光层发射的光的透射率是96％或更大，更为优选的是97％或更大，更为优选的是98％或更大，最优选的是99％或更大。

7.根据上述任何一项权利要求的有机场致发光器件，其中所述空腔是填充了气体的空腔。

8.根据权利要求7的有机场致发光器件，其中填充空腔的气体包括惰性气体。

9.根据权利要求8的有机场致发光器件，其中所述惰性气体是高纯度的氮气。

10.根据上述任何一项权利要求的有机场致发光器件，其中所述密封件直接或间接地粘附到所述衬底以形成周边密封部。

11.根据权利要求10的有机场致发光器件，其中所述周边密封部包括粘合剂。

12.根据权利要求10或11的有机场致发光器件，其中所述周边密封部包括吸气材料。

13.根据上述任何一项权利要求的有机场致发光器件，其中所述密封件包括玻璃片材或塑料片材。

14.根据上述任何一项权利要求的有机场致发光器件，其中密封件的厚度在0.1到1.1mm的范围内。

15.根据上述任何一项权利要求的有机场致发光器件，包括形成显示器的多个像素。

16.根据权利要求15的有机场致发光器件，其中所述衬底为所述多个像素所共用。

17.根据权利要求15或16的有机场致发光器件，其中所述密封件为所述多个像素所共用。

18.根据权利要求15至17中任何一项的有机场致发光器件，其中所述显示器包括多个第一电极。

19.根据权利要求15至18中任何一项的有机场致发光器件，其中所述衬底包括有源矩阵背板。

20.根据权利要求19的有机场致发光器件，其中所述显示器包括为所述多个像素所共用的单个第二电极。

21.根据权利要求18的有机场致发光器件，其中所述显示器包括多个第二电极。

22.一种制造有机场致发光器件的方法，包括以下步骤：

将至少一个第一电极布置在衬底上；

将有机发光材料布置在该至少一个第一电极上；

将至少一个第二电极布置在有机发光材料上，其中所述至少一个第一电极、所述有机发光材料和所述至少一个第二电极形成发光结构；以及

将密封件粘附到发光结构上，

其中所述至少一个第二电极和所述密封件对由发光材料发射的光是透明的，

其中在所述密封件和所述发光结构之间设置有空腔，并且

其中所述密封件在至少一侧上包括防反射涂层，用于减少对由发光材料发射的光的反射，所述防反射涂层对发光材料发射的光是透明的。

23.根据权利要求22的方法，其中所述密封件包括空腔，并且直接或间接地粘附到所述衬底以形成周边密封部，该空腔和该周边密封部的深度使得该空腔被保持。

24.根据权利要求22或23的方法，其中所述发光结构包括形成显示器的多个像素。

25.根据权利要求24的方法，其中所述衬底为所述多个像素所共用。

26.根据权利要求24或25的方法，其中所述密封件为所述多个像素所共用。

27.根据权利要求24至26中任何一项的方法，其中所述显示器包括多个第一电极。

28.根据权利要求24至27中任何一项的方法，其中所述衬底包括有源矩阵背板。

29.根据权利要求28的方法，其中所述显示器包括为所述多个像素所共用的单个第二电极。

30.根据权利要求27的方法，其中所述显示器包括多个第二电极。

31.一种预成型件，包括多个根据权利要求1至21中任何一项的有机场致发光器件，所述衬底和所述密封件为所述多个有机场致发光器件所共用，其中所述密封件包括内部形成了多个空腔的片材，所述多个空腔对应于所述多个有机场致发光器件的位置。

32.根据权利要求31的预成型件，其中在所述多个有机场致发光器件之间设置了断裂线。

33.一种从根据权利要求31或32的预成型件制造多个有机场致发光器件的方法，包括：使该预成型件断裂。

34.根据权利要求33的方法，其中在断裂之前对该预成型件进行划线。

35.一种制造根据权利要求31或32的预成型件的方法，其中在所述密封件中形成所述多个空腔之后，在所述密封件上布置所述防反射涂层。

36.根据权利要求35的方法，其中所述密封件在空腔形成和布置步骤之后直接或间接地粘附到所述衬底。

37.根据权利要求35或36的方法，其中通过蚀刻所述片材来形成所述多个空腔。

38.一种用于有机发光显示器的密封片材，该密封片材包括透明材料片材，该透明材料片材在其一侧中具有多个空腔，用于容纳有机发光结构，该透明材料片材具有设置在其至少一侧上的防反射涂层，用于减少光从所述至少一侧的反射。

39.根据权利要求38的密封片材，其中所述防反射涂层设置在透明片材的具有所述多个空腔的一侧上。

40.根据权利要求39的密封片材，其中所述防反射涂层设置在所述空腔中，而不设置在所述空腔之间的间隙中。

41.根据权利要求38至40中任何一项的密封片材，其中设置两个防反射涂层，在该密封片材的每一侧上各设置一个。

42.一种根据权利要求38至41中任何一项的密封片材在有机发光显示器件制造中的应用。

43.一种制造用于有机发光显示器的密封片材的方法，该方法包括以下步骤：

在透明材料片材的一侧中形成多个用于容纳有机发光结构的空腔；以及

用防反射涂层涂敷所述透明材料片材的至少一侧，以减少光从所述至少一侧的反射。

44.根据权利要求43的方法，其中在形成所述空腔之后，在所述透明片材的具有所述多个空腔的一侧上布置所述防反射涂层。

45.根据权利要求44的方法，其中所述防反射涂层布置在所述空腔中，而不布置在所述空腔之间的间隙中。

46.根据权利要求43至45中任何一项的方法，其中设置两个防反射涂层，在所述密封片材的每一侧上各设置一个。

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