CN1578564B

CN1578564B - 有机el显示器及其制造方法

Info

Publication number: CN1578564B
Application number: CN2004100557967A
Authority: CN
Inventors: 增茂邦雄
Original assignee: OBTEREX CO Ltd
Current assignee: OBTEREX CO Ltd
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2004-07-30
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2024-07-30
Also published as: US8021711B2; CN1578564A; EP1521315B1; US20070259588A1; EP1521315A1; US20050057154A1

Abstract

根据本发明的一种方法，提供一种有机EL显示器，该显示器包括设置在电极组之间的有机发光层，该显示器包括设置在基材21上的滤色层22和覆盖层23；设置在覆盖层23上的无机固体层24；设置在无机固体层24上的第一组透明电极25；设置在第一组电极25上的发光层27；和设置在发光层27上的第二组电极28；无机固体24具有在相邻的第一组电极之间的区域中形成的透湿的通路，以便使整个活性区域均匀。

Description

有机EL显示器及其制造方法

技术领域

本发明涉及有机电致发光(在以下的说明中称为“有机EL”)显示器及其制造方法。

技术背景

人们一直在研究和开发在滤色层上形成有机EL显示器用的显示屏(参见如JP-A-2001-60495)。为防止少量的潮气或滤色膜中所含的溶剂损坏有机EL显示器，将无机固体层置于滤色层与有机EL显示器之间，以免潮气或有机物在层间方向穿过。

然而，实践中无机固体层不能完全避免这种现象的发生。已知存在这样一个问题：显示器制成后过一段时间会出现如图1所示的斑状不发光区域。平面示意图1显示了这样一种状态，有机EL显示器发光层的窗口区(像元)1中出现了非发光区2。这样的非发光区是显示故障的潜在原因。

如上所述，传统的有机EL显示器存在过了一段时间后会发生显示故障的问题。

发明内容

本发明是研究这个问题后提出的。本发明的一个目的是提供有机EL显示器及其制造方法，该显示器随着时间的推移不大会发生显示故障，或者说根本不会发生显示故障。

根据本发明的一个方面，提供一种有机EL显示器，该显示器包括放置在电极组之间的有机发光层，该显示器包括放置在基材上的有机层、放置在有机层上的无机固体层、放置在无机固体层上的第一组透明电极、放置在第一组透明电极上的有机发光层和在有机发光层上形成的第二组电极；无机固体层具有在相邻的第一组电极之间的区域中形成的透湿的通路，以便使整个活性区域上基本均匀。这种就可以避免有机EL显示器随时间的推移出现显示故障。

根据本发明的第二个方面，提供一种有机EL显示器，该显示器包括许多与电极组之间的有机发光层相对应的像元，包括放置在基材上的有机层；放置在有机层上的无机固体层；放置在无机固体层上的第一组透明电极；放置在第一组电极上的有机发光层和在有机发光层上形成的第二组电极；无机固体层具有在相邻的第一组电极之间的区域中形成的透湿的通路，以便与所有的像元基本上对应。这种方式可以避免有机EL显示器随时间的推移出现显示故障。

根据本发明的第三个方面，在第二方面所述的有机EL显示器中的相邻的像元之间的各个区域中，至少有一处形成透湿的通路。

根据本发明第四个方面，提供一种有机EL显示器，该显示器包括处于电极组之间的有机发光层，包括放置在基材上的有机层；放置在有机层上的无机固体层；放置在无机固体层上的第一组透明电极；放置在第一组电极上的有机发光层和在有机发光层上形成的第二组电极；无机固体层厚度要设定成在其中可以形成透湿的通路，以免产生显示故障。这种方式可以避免有机EL显示器随时间的推移出现显示故障。

根据本发明第五个方面，提供一种有机EL显示器，该显示器包括处于电极组之间的有机发光层，包括放置在基材上的有机层；放置在有机层上的无机固体层；放置在无机固体层上的第一组透明电极；放置在第一组电极上的有机发光层和在有机发光层上形成的第二组电极；设置无机固体层应使相邻的第一组电极之间的区域中无机固体层的厚度达到1～20nm。这种方式可以避免有机EL显示器随时间的推移出现显示故障。

根据本发明第六个方面，提供第五方面所述的无机固体层，使相邻第一组电极间的区域中无机固体层的层厚达到1～10nm。最好设置层厚达到5～10nm的无机固体层。

根据本发明第七个方面，提供第一到第六方面所述无机固体层，使活性区域中其厚度基本相同。这样可以以简单的工艺避免随时间的推移产生显示故障。

根据本发明第八个方面，第一到第六方面所述的无机固体层，在有第一组电极区域中其层厚大于相邻的第一组电极间区域中的其层厚。

根据本发明第九个方面，第一到第八方面所述的无机固体层包括用氧化硅制成的层。这样就可以提供粘着性得到改善的第一组电极。

根据本发明第十个方面，第九方面所述的无机固体层可以包括置于用氧化硅制成的层之上的用氧化锆制成的层。这样就可以使第一组电极的表面粗糙度最小。

根据本发明第十一个方面，提供制造有机EL显示器的方法，包括在基材上设置有机层；在有机层上设置无机固体层；在无机固体层上设置第一组透明电极，在第一组电极上设置有机发光层，在第一组电极的有机发光层上设置第二组电极；并在设置有机发光层之前，干燥基材，使水或有机层中的有机物通过透湿的通路而得以去除，在相邻的第一组电极之间的区域和整个活性区域的无机固体层中的透湿的通路基本均匀。这样就能够制造有机EL显示器，它使随时间的推移而出现的显示故障率最小化。

根据本发明第十二个方面，提供制造有机EL显示器的方法，该显示器包括许多与处于电极组之间的有机发光层相对应的像元，该方法包括在基材上设置有机层；在有机层上设置无机固体层；在无机固体层上设置第一组透明电极，在第一组电极上设置有机发光层，在第一组电极的有机发光层上设置第二组电极；并在设置有机发光层之前，通过对基材加以干燥，使水或有机层中的有机物通过透湿的通路而得以去除，透湿的通路位于相邻的第一组电极之间的区域，以便与所有像元基本上对应。这样就能够制造有机EL显示器，它能使随时间的推移而出现的显示故障率最小化。

根据本发明第十三个方面，提供制造有机EL显示器的方法，该显示器包括许多与处于电极组之间的有机发光层相对应的像元，该方法包括在基材上设置有机层；在有机层上设置无机固体层；在无机固体层上设置第一组透明电极，在第一组电极上设置有机发光层，在第一组电极的有机发光层上设置第二组电极；还包括在设置有机发光层之前，对基材进行干燥，使水或有机层中的有机物通过无机固体层中的透湿的通路而得以去；并且形成无机固体层，以便使层的厚度设定成能够在其中形成透湿的通路，从而在提供有机发光层时避免出现显示故障。这样主不能制造有机EL显示器，它能使随时间的推移而出现的显示故障率最小化。

根据本发明第十四个方面，提供制造有机EL显示器用方法，显示器包括许多与处于电极组之间的有机发光层相对应的像元，此方法包括在基材上设置有机层；在有机层上设置无机固体层；在无机固体层上设置第一组透明电极，在第一组电极上设置有机发光层；并形成无机固体层，以便在提供无机固体层时相邻的第一组电极之间的区域中无机固体层的厚度达到1～20nm。这样就能制造有机EL显示器，它能降低随时间的推移而出现的显示故障率。

根据本发明第十五个方面，第十四个方面所述的方法包括形成无机固体层，以便在提供无机固体层时该层的厚度达到1～5nm。

根据本发明第十六方面，第十五个方面所述的方法包括在设置无机固体层时，在基材温度为100℃或100℃以下形成无机固体层。

根据本发明第十七方面，第十四个方面所述的方法包括在设置无机固体层时，在基材温度为200℃或200℃以上形成无机固体层。

根据本发明第十八方面，第十一到第十七个方面所述的方法还包括在提供有机发光层之前，除去至少一部分在相邻的第一组电极之间的区域中的无机固体层。

根据本发明，可以提供制造有机EL显示器及其制造方法，该设备随时间的推移不大会发生显示故障，或者根本不发生显示故障。

附图说明

图1为一个传统有机EL显示器的平面示意图；

图2为该传统有机EL显示器的横截面示意图；

图3为本发明一个实施方式的有机EL显示器的横截面示意图；

图4为该传统有机EL显示器的横截面示意图，示意性地显示了水或有机物进入滤色层或覆盖层的状态；

图5为该传统有机EL显示器的横截面视图，示意性地显示了水或有机物从滤色层或覆盖层进入上层的状态；

图6为本发明该实施方式的有机EL显示器的横截面视图，示意性地显示了水或有机物进入滤色层或覆盖层的状态；

图7为根据本发明该实施方式的有机EL显示器的横截面视图，示意性地显示了从滤色层或覆盖层中去除了水或有机物的状态；

图8A和8B为根据本发明该实施方式的有机EL显示器的横截面视图，示意性地显示了一种状态，其形成了无机固体层使其厚度超过5nm后，用蚀刻的方法去掉了第一组已有图案的电极之间的无机固体层部分。

图9为本发明一个例子的有机EL显示器的横截面示意图；

图10为本发明的一个例子的有机EL显示器的平面示意图；

具体实施方式

现在将参考所举例子、附图等对本发明的实施方式进行描述。附图、所述例子等以及发明说明书只是用来说明本发明的，并不作为对本发明范围的限制。应当明白其他实施方式也包含在本发明范围内，只要它们符合本发明精神。在附图中，相同的数字表示相同或相应的部分。

用多层结构构成有机EL显示器，例如，一滤色层置于基材上，在滤色层和平整的基材的上面形成覆盖层，在覆盖层上形成无机固体层以防潮气或有机物在层间方向上通过，第一组透明电极置于无机固体层上，第二组电极置于第一组透明电极上(在第一组透明电极离基材较远的一面上)，在其中形成有光圈区域的绝缘层，一发光层置于第一组电极和第二组电极之间。

对这种结构将作演示性说明，参见图2。滤色层22，如红色滤色层、蓝色滤色层和绿色滤色层置于基材21之上。用覆盖层23覆盖滤色层，形成平坦的表面。无机固体层24置于覆盖层之上。第一组已有图案的电极25置于无机固体层之上。其中形成有光圈区域29的绝缘层26、发光层27和第二组电极28置于第一组电极之上。用这种方法构成有机EL显示器的多层结构。总的来说，第一组电极用作阳极，第二组电极用作阴极。在上述结构中，“上”一词不仅是指一个层等直接置于另一层或一组电极之上，而且是指该层等置于另一层或一组电极之上，而可有另一层等插在中间。换句话说，可以在层间或一层与一组电极间形成另一层。

有机EL显示器通常是无源矩阵寻址的方式驱动的，用第一组透明电极作为信号电极，用第二组电极作为扫描电极。这是因为这种类型的结构容易制作。反之，也可以将第一组透明电极作为扫描电极，用第二组电极作为信号电极。第一组电极和第二组电极可以分别作为扫描电极和信号电极形成，与TFTs(薄膜晶体管)连接。

滤色层和覆盖层是用有机材料(有机层)制成的，容易留置水或有机物，如有机溶剂。有些情况下，第一组电极的良好薄膜形成为受到水或有机物的抑制，该有机物是用例如溅射法制造第一组电极时由有机层产生的。已知水或有机物会扩散进入置于第一组电极上的发光层，对发光造成干扰。

为防止水或有机物扩散，形成第一组电极要使得用例如氧化硅制成的无机固体层处于第一组电极下面。在许多情况下，将第一组电极直接置于有机层之上时，很难在覆盖层与第一组电极之间获得足够的粘合力。提供无机固体层也可以解决这一问题。

然而，无机固体层容易形成针孔。一旦形成针孔后，有机层中所含的水或有机物就会穿过针孔干扰发光层的发光。第一组电极上通常被制成有许多带子的图案。当无机层中的针孔存在于有带子图案的区域时，可以借助此第一组电极来阻止水或有机物的运动。

即使在形成无机固体层之前可以将有机层干燥到完全除去水或有机物，在制造有机EL显示器时所用的水或有机物也会通过如图4箭头所示的无机固体层中的针孔而进入滤色层或覆盖层。这个问题是在清洗已被蚀刻成图案的第一组电极、在光刻处理中取去光致抗蚀剂、形成绝缘层或清洗所形成的绝缘层时产生的。

即使干燥处理在后一个工序进行，也不足去除进入滤色层或覆盖层的水或有机物，因为除了针孔外，没有其他除去的通道。有机EL显示器制作完成后，水或有机物会通过图5中箭头所示的针孔进入发光层而抑制发光，产生了非发光区。

上述随时间的推移而产生的显示故障可能是因这一机理而产生的。图4显示了一种结构，在第一组电极离基材较远的那一面上没有放置任何层。但是在第一组电极离基材较远的那一面上放置了另一层的结构中产生了类似的问题。

换句话说，在有机EL显示器的第一组电极放置在基材上，第二组电极放置在第一组电极离基材较远的那一面上，发光层放置在第一组电极与第二组电极之间，有机层放置在第一组电极与基材之间，将无机固体层放置在第一组电极和有机层之间以防止水或有机物在层间方向上通过的情况下，当无机固体层中存在针孔时，如图1所示，随着时间的推移就会形成斑状非发光区域，产生显示故障。虽然，作为一种措施，有人建议增加无机层的厚度，但这一建议难以完全避免针孔的形成。厚度增加还会产生如生产成本增加的问题。

用这样的方法可以解决该问题：将层厚为0～5nm的无机固体层置于在第一组电极与有机层之间，并且设在没有第一组已有图案的型电极的各区域的至少一部分中。采用这种方法可以制造一种有机EL显示器，随时间的推移不会发生显示故障或不大会生显示故障。

现对采用这种方法制成的有机EL显示器的结构加以说明，参见图3。该图为本发明有机EL显示器的横截面示意图。滤色层22，如红色滤色层、蓝色滤色层或绿色滤色层置于基材21上，用覆盖层23覆盖滤色层以形成平坦表面，无机固体层24再置于覆盖层之上，第一组已有图案的电极25置于无机固体层上，并将绝缘层26、发光层27和第二组电极28置于第一组电极上。虽然用这一方法构成了多层结构的有机EL显示器，该图示意性地表明，在显示器中没有第一组电极的区域(以下在某些情况下称为“图案横向间隔处”或“第一电极横向间隔处”)，无机固体层的厚度为0nm，因为在第一组电极形成为一均匀层之后进行图案形成时，相邻电极之间的横向间隔处、在这些横向间隔处下面的的无机固体层部分和在无机固体层下面的覆盖层部分被腐蚀除去。在本发明中，一种形成有层厚为0nm部分的无机固体层的方法包括这样一种方法，就是在所有没有第一组电极的区域不形成无机固体层。

提供无机固体层24可以在制备第一组电极时防止水或有机物从滤色层22和覆盖层23扩散到无机固体层24上。

虽然在形成第一组电极后形成其他各层时，所使用的水或有机物，有可能因位于第一组电极横向间隔处的模型间无机固体层被去除而扩散进入如图6箭头所指的滤色层22和覆盖层23，但很容易通过例如在图7箭头所指的后一工序去除水或有机物。尽管图6和图4一样，显示了在离基材较远的第一组电极一面不形成其他层的横截面结构，对于在离基材较远的第一组电极一面形成了其他层的结构，水或有机物也可以如上除去。

因此，当最终将有机EL显示器密封起来时，有可能充分去除有机EL显示器中的水或有机物，从而防止随时间的推移而产生的显示故障。虽然图7表明已经形成了发光层27和第二组电极28，但去除水或有机物的时机并不仅限于这一工序。在任意一道工序去除水或有机物的操作可以进行一次或多次，直至最终密封有机EL显示器为止。

无机固体层无需在第一电极组横向间隔处厚度为0nm的膜。第一组电极横向间隔处无机固体层的厚度为0～5nm就足够了。这是因为，即使层厚不为0nm，当无机固体层相当薄时，也可以去除水或有机物。例如，当层厚不大于2nm时，由于难以获得均匀的薄膜淀积，还是会部分地形成没有无机固体层的区域。在此所述的无机固体层的厚度为平均值。

在许多情况下，第一电极横向间隔处无机固体层的厚度最好为0.5～5nm。这是因为不仅可以防止水或有机物进入，而且能够通过无机固体层去除水或无机物。

考虑到暴露于例如酸、碱、有机溶剂、等离子体或电刷的那部分无机固体层的制造公差，只要无机固体层的厚度处在能够保持透水性的范围内，以较厚的无机固体层为好。在某些情况下，考虑到无机固体层的膜淀积条件和器件蒸气淀积前的干燥条件，无机固体层的层厚以5～10nm为好。

例如，在用溅射法淀积作为无机固体层的SiO₂膜的情况下，当膜的淀积是在200～230℃基材温度下进行时，即使层厚为约10nm也足以获得高的透水性。如上所述，从制造公差的观点出发，无机层最好具有较大的层厚。在这种情况下，形成层厚5～10nm的无机固体层并在器件蒸气淀积前在200～250℃温度下进行加热和干燥，可以获得良好的效果。

同样，当无机固体层是用溅射法在100℃或100℃以下的基材温度下用SiO₂膜制成时，发现层厚10nm时透水性不足。在这种情况下，无机固体层的层厚为5～10nm就足够了。

在本发明中，在提供第一组电极前，为了防止水或有机物进入有机层，最好在第一组电极接近基材的一面加上层厚为0～20nm的无机固体层。无机固体层可以作为与在各模型横向间隔处的无机固体层连在一起的单独一层制成，或由各模型横向间隔处的无机固体层分别制成。虽然无机固体层各部分不一定彼此处在同一平面上，为防止水或有机物进入有机层，应将无机固体层置于有机层和第一组电极之间。当无机固体层作为单独一层形成时，在第一组电极的各横向间隔处无机固体层的厚度为0～5nm，在已有图案的第一电极的区域(以下在某些情况下称为“第一已有图案的电极下面”)，无机固体层的厚度在0～20nm范围内。

在带有第一已有图案的电极的区域内，无机固体层的厚度还可以在0～5nm范围内。

就第一已有图案的电极下面无机固体层不是厚度在0～5nm范围内的薄层的情况而言，有一个例子，一次淀积无机固体层，使层厚超过5nm，如图8A所示，然后将第一电极横向间隔处的无机固体层蚀刻掉，从而使层厚在0～5nm范围内，如图8B所示。或者在第一组电极的淀积完成后对基材表面进行抛光，以此将第一电极横向间隔处的无机固体层除掉。在后一种情况下，由于第一组电极表面也被抛光，总厚度减少。图8显示的是，在相邻已有图案的电极之间的无机固体层部分完全去除。而保留了相邻已有图案的电极之间的无机固体层部分，因而层厚在0～5nm范围内；还将相邻已有图案的电极之间的覆盖层部分去掉，如图3所示，这两种情况都包括在本发明范围内。

就第一已有图案的电极下无机固体层厚度为5nm或不到5nm的情况而言，有一个例子，是淀积了如图2所示的无机固体层24，最初的层厚在5nm或5nm以下。在这种情况下，虽然由于第一电极图案横向间隔处的无机固体层的厚度已经在0～5nm范围内，无需进行蚀刻，但为了便于去除水或有机物，可以进一步进行蚀刻。

应当明白，本发明的特征之一在于第一电极的图案横向间隔处无机固体层厚度为0～5nm，并不仅限于上述情况。本发明的范围还包括第一已有图案的电极下面的无机固体层部分的一部分层厚为0～5nm，以及图案横向间隔处无机固体层部分的一部分层厚在0～5nm范围内的情况。特别需要的层厚范围，即特别需要的层厚在在0～5nm范围内的无机固体层部分，可以方便地通过图案实验等，并判定是否能够避免随时间的推移出现显示故障来确定。

上述好处可以认为是由这样一种特征所产生的：在各第一电极的图案横向间隔处的无机固体层的厚度小于各第一已有图案的电极下的无机固体层的厚度。换句话说，这样可以避免形成第一组电极时出现困难，容易在后一工序中用辅助工艺除去水或有机物，无机固体层一旦淀积完成，就对其进行处理，使各图案横向间隔处的无机固体层厚度小于各第一已有图案的电极下的无机固体层厚度。在这种情况下，层厚可以用平均值度量。

严格地讲，从垂直于基材表面方向来观看有机EL显示器，第一电极横向间隔处无机固体层部分的层厚小于第一已有图案的电极下无机固体层部分中各个与第二个电极交叉处的无机固体层部分的厚度。

这种结构可以这样获得：先淀积无机固体层，以便在第一组电极与第二组电极之间的交叉处至少部分地形成无机固体层，进行第一组电极的图案形成，然后在对应于没有第一已有图案的电极的区域对无机固体层的部分进行蚀刻。或者可以通过对基材表面进行抛光来去除对应于无第一已有图案的电极区域的无机固体层。

虽然任何传统的方法都可以用作加工图案横向间隔处的无机固体层部分的方法，以便使层厚达到0～5nm，但最合理的方法是在第一组电极图案形成之后，蚀刻对应于无第一已有图案的电极区域的无机固体层部分。蚀刻可以是干蚀刻，也可以是湿蚀刻或二者结合。虽然在某些情况下要部分地蚀刻掉第一已有图案的电极下的无机固体层部分而形成切口，但只要所形成的切口可以用例如绝缘层填充就不会产生问题。

或者，可以在第一组电极淀积后，通过对基材表面进行抛光而将第一组电极横向间隔区域的无机固体层部分除去。在这种情况下，经过抛光，第一组电极横向间隔区域的有机层和第一组电极的表面均被除去，第一组电极表面的粗糙度可以降低到最小。在这种情况下，考虑到第一组电极的厚度减少，最好淀积出第一组电极，使其厚度比需要的厚度大。

适合于干燥和除去水等杂质的第一组电极横向间隔处的无机固体层部分的层厚值并不限定于上述范围内。例如，适合于干燥除湿的层厚是可变的，因为无机固体层膜的质量变化取决于无机固体层和第一组电极的膜的淀积条件。具体地说，当各无机固体层和第一组电极用的膜淀积温度较高时，甚至层厚超过5nm也适合于干燥除湿。另一方面，当各无机固体层和第一组电极用膜的淀积温度较低时，存在甚至层厚低于5nm也适合于干燥除湿的倾向。无机固体层和第一组电极通常在完全相同的温度下淀积，因为两者都是用相同的溅射系统淀积的。

例如，当膜淀积温度高至200℃左右时，第一电极横向间隔处的无机固体层部分的层厚最好为0～20nm。例如，当第一组电极是用ITO制造时，通过在200℃或更高的温度下进行膜淀积来形成多晶体ITO层。另一方面，当在低至100℃或100℃以下的温度下进行膜淀积时，形成了无定形ITO层。对后一种工艺，从耐久性的观点出发，建议无机固体层的层厚设定为1nm或更大。由此形成的无机固体层适合于干燥除湿或去除有机层中的有机物。可以形成无机固体层，以便使层厚在上述范围内，方法是膜淀积本身，或先形成大于上述厚度的膜，再通过例如蚀刻部分去除之。

适合于干燥和除湿的无机固体层具有在其中形成的透湿的的通路，以便在干燥过程中使有机层中的水或有机物从有机层中转移到一个上层。透湿用的通路为这样的通路，通过它们滤色层22或覆盖层23中所含的潮气或有机物在干燥过程中能穿过无机固体层。换句话说，有机层中的潮气等能够通过在无机固体层中形成的透湿用的通路而得以去除，因为在干燥过程中潮气等可以通过透湿用的通路在层间移动。在形成第一组电极之后进行干燥时，潮气等通过在第一组电极横向间隔中形成的透湿的通路而得以去除。

建议在整个活性面的无机固体层中均匀地形成透湿的通路。在形成第一组电极后进行干燥加工时，建议在第一组电极的图案横向间隔处均匀地形成透湿的通路。如果不能均匀地形成具有一定的密度或较高密度的透湿的通路，就不可能有足够的途径来去除有机层中的潮气等。结果可以看到，在没有透湿的通路的部分形成了斑状不发射区域，如图1所示。

建议在无机固体层中形成透湿的通路，以便与所有包含在第一组和第二组电极间形成的有机发光层部分的像元相对应。具体地说，在形成如图1所示的矩阵式像元时，建议每个像元要在其周边的区域(像元与相邻像元之间的区域)形成至少一条透湿的通路。由于用这样的排列方式可以完全去除有机层中的潮气等，有了所有的像元，可以避免出现显示故障。

为了确定是否已经在无机固体层中形成了适合于在干燥过程中去除水等物质的透湿的通路，举例来说将基材置于真空室中加热。当已经形成了具有足够路径的透湿的通路后，由于潮气等通过透湿的通路逸出，可以观察到真空室的压力增大。换句话说，真空室压力增加的话，说明在无机固体层中已经形成了具有足够的透湿的通路，而且这些透湿的通路适合于干燥和除湿。另一方面，如果真空室压力不增大的话，说明透湿的通路不适合干燥和除湿，因为在无机固体层中形成的透湿的通路不够充分，还因为透湿的通路对于去除潮气等不充分。由此可以确定是否已经形成了适合于干燥和除湿的透湿用的通路。

厚度极小的仅几nm的无机固体层，可以用减少膜淀积的量功应能或减少膜淀积时间来进行淀积。例如，可以这样获得无机固体层的薄层来，其方法是提高基材传输速度，以缩短在线溅射系统中膜淀积用的时间，例如，可以这样进行膜淀积，根据极薄层的需要的膜厚与实际淀积成的能够加以准确测定的膜厚之比，来调节基材传输速度。这样就可以缩短膜淀积时间，并均匀地形成极薄的无机固体层。

用以下所述的方法形成的极薄无机固体层的膜厚可以用触针法膜厚仪进行测量。采用具有有机层、无机固体层和透明有图案的电极模型的试样。将无机固体层蚀刻掉，此时用透明有图案的电极作为掩模。当透明电极是ITO膜，且无机固体层是SiO₂膜时，只将SiO₂膜用稀氢氟酸蚀刻掉，而防止作为下一层的有机膜被蚀刻掉。

然后，将ITO膜蚀刻掉。因此，有图案的SiO₂膜保留在有机膜上。用触针法膜厚仪测量SiO₂膜。用触针法膜厚仪测量从1到10nm的步长往往很难有良好的精确度。但是，在将用于有机EL显示器的矩阵元素的图案用来作为透明电极模型时，可以用触针法膜厚仪阶段性地测量多步，因为可以形成高密度的多步。

因此，容易辨别噪音与测量步，从而可以提高测量精度。因此，可以以良好的可重复性测量有大约3nm或更大差异的步长。

就按照本发明制作的无机固体层而言，使用具有防止水或有机物扩散作用的材料。可以使用任何无机材料，最好与第一组电极有良好的粘着性。较好的无机化合物例子有氧化硅(SiO₂)、氧化锆(ZrO₂)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)、氧化钽(TaOx)和氧化铝(AlOx)。特别较好的是氧化硅膜。可以用常规方法如溅射来沉积无机固体层。无机固体层可以是不同材料制成的多层。当无机固体层是多层时，它最好包含一层氧化硅膜。另外，当无机固体层具有多层结构时，建议在氧化硅膜上形成一层氧化锆膜。这种排列形式可以降低在无机固体层上形成的第一组电极的表面粗糙度。可以用溅射工艺淀积氧化锆层，此时使用锆靶和氧气。

本发明中使用的基材为有机EL显示器用底座。一般来说，可以使用透明基材，如玻璃片或塑料膜。更具体地说，在许多情况下可以使用带有碱金属阻挡层的苏打石灰玻璃基材或非碱金属玻璃基材。可以使用具有防潮涂层的塑料基材。塑料材料的例子有聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸酯和聚砜。

就第一组电极用的材料而言，可以使用氧化铟锡(ITO)或氧化锡膜。第一组电极可以包含具有高功函的金属，如银或金；导电性无机材料，如碘化铜，或导电性聚合物，如聚(3-甲基噻吩)、聚吡咯或聚苯胺。虽然第一组电极的层厚是由所需的透明度决定的，层厚一般为5～1000nm，以10～500nm为好，因为可见光的透射率设定为60％或更高，最好为80％或更高。若使用金属电极，可使用Al或Cr等。

就第二组电极用的材料而言，可以使用各种电极材料，包括传统有机EL用的电极材料。电极材料的例子有镁铝合金、镁银合金、镁铟合金、镁锂合金和铝。

作为发光层用的材料，具有高荧光效应、来自第二组电极的电子注射效率和电子迁移性都高的化合物是有效的。作为这样的化合物，可以使用已具有高发光性的已知有机物，如8-羟喹啉配合物、四苯基丁二烯、苯乙烯基染料和噁二唑染料。

发光层的厚度通常为10～200nm，最好为20～80nm。发光层可以伴以空穴传递层、界面层、电子注射层、电子传递层等。当存在这些层中的任意一层时，按照本发明制作的发光层就可以包含这些层的发光层。

作为本发明的有机层，可以是任何有机组成的层。换句话说，有机层为包含一种可以含有水或有机物等物质的层。有机层的例子有滤色层、变色层、干涉控制用的透明膜、覆盖层和黑色基材。实践中特别需要适用的是，有机层包括滤色层和覆盖层。

本发明有机EL显示器最好还包含一层具有光圈区域的绝缘层，该光圈区域对应于位于第一组电极与第二组电极间的相交处，以便划分显示用的像元。

就形成覆盖层或绝缘层用材料而言，聚合物型材料，如聚亚胺树脂特别适用。对材料没有限定。可以使用已知具有糟糕绝缘性的材料。但是覆盖层必须是透明的，以便可以从外面看到发光部件。就形成覆盖层或绝缘层的方法而言，可以使用已知的方法。

根据本发明有机EL显示器的一个制造方法，将第一组透明电极置于基材之上，将第二组透明电极置于离基材较远的第一组电极的一面，在第一组电极层与第二组电极层之间形成发光层，在第一组电极与基材间形成有机层，设置能够防止水或有机物在层间方向上通过的无机固体层，使该层厚达到0～5nm，该无机固体层位于第一组电极与有机层之间，而且在不带有第一电极每个的已有图案的电极区域至少一部分之中。然后去除水或有机物。去除水或有机物意味着减少所含的水或有机物的质量，而不一定意味着不存在水或有机物。

如上所述，去除水或有机物的操作可以在在对包含像元集合体的显示区域加以密封而最终密封有机EL显示器以前的任何阶段进行一次或多次。此去除操作最好在形成第二组电极之前进行，此去除最好还在形成有机膜作为发光层之前进行，这是因为在许多情况下，有机膜形成后加热难以进行干燥。具体地说，什么时候进行去除水和有机物取决于实际的有机EL显示器制造工艺。

最好用干燥处理的方法去除水或有机物。干燥处理可以采用任何干燥方式，如加热、导入干燥气体或减压。干燥处理可以采用几种上述方法相结合的方式进行。

为简化工艺和提高可靠性起见，干燥处理最好以采用导入干燥气体的干燥气氛或在减压的情况下加热的方式进行。在这种情况下，可以适当选择减压程度。可以在减压之前用干燥气体来置换大气。作为干燥气体，可以使用干燥空气、氮气、氩气等。最好在形成发光层之前进行干燥处理。从干燥处理所需时间的角度考虑，最好用减压并加热的方法进行干燥处理。

所需处理最好在常压干燥气体或减压干燥气体环境中进行，直到用干燥处理等方法除去水或有机物后密封显示区域。作为干燥气体，可以使用干燥空气、氮气、氩气等。

当对显示区域加以密封以完成本发明有机EL显示器时，为避免外界空气侵入而造成老化损伤，最好在干燥气体气氛中进行密封。作为干燥气体，最好使用对所用材料不发生作用的气体，如氮气或氩气。

因此，本发明显示器为，能够避免随时间的推移发生显示故障或不大会发生显示故障的电子器件。换句话说，该有机EL显示器能够将显示性能保持在与最初基本相同的水平。

主要针对每个第一已有图案的电极下面均有无机固体层的情况，已经对本发明作了说明。当相邻的第一已有图案的电极之间不存在干扰水或有机物扩散用的无机固体层时，本发明所产生的好处与第一已有图案的电极下面是否存在无机固体层无关。换句话说，本发明有机EL显示器目录中还包括这样一种有机EL显示器，它包括在基材上的第一组透明电极，置于离基材较远的第一组电极一面的第二组电极，在第一组电极与第二组电极之间形成的发光层，在第一组电极与基材之间形成的有机层，而且在第一已有图案的电极下或相邻已有图案的电极之间不存在能够防止水或有机物在层间方向上通过的无机固体层。

实施例

现在具体说明本发明的实施例和比较例。例1、2、3、6，7，8，9，10，11和12为本发明实施例，例4和例5为比较例。

例1

用光刻法在玻璃基材上形成厚度为1.5μm的滤色层。用光刻法形成一个覆盖层，它由丙烯树脂组成，置于玻璃基材上，厚度为2μm。用溅射法形成材料为SiO₂厚20nm的无机固体层。淀积上作为第一组电极的ITO膜，其厚度达到150nm。淀积SiO₂无机固体层的RF溅射法，条件是基材温度为220℃，SiO₂用作靶子，氩气用作溅射用的气体，气体压力为0.7Pa。淀积ITO膜的DC溅射法，条件是基材温度为220℃，加有0.8％氧气的氩气用作溅射用的气体，气体压力为0.7Pa。

然后，由ITO制成的第一组电极(阳极)用湿蚀刻法形成图案，使用盐酸和氯化铁溶液。经过这样的处理，用SiO₂制成的、在相邻的第一已有图案的电极之间的无机固体层部分被暴露在外。各第一已有图案的电极的宽度设定为320μm，在相邻的两个第一已有图案的电极之间的SiO₂无机固体层暴露部分的宽度设定为30μm。

然后，用稀氢氟酸将相邻的第一已有图案的电极之间的SiO₂无机固体层的暴露部分加以湿蚀刻。由于不对覆盖层用稀氢氟酸进行蚀刻，只对SiO₂无机固体层进行蚀刻。经过这样的处理，相邻第一已有图案的电极之间的覆盖层部分暴露在外，得到其相邻第一已有图案的电极之间基本上不存在无机固体层部分的结构，如图8B所示。

在这一结构中，用光刻法形成具有光圈区域的绝缘层，其材料为光敏聚亚胺。形成由甲氧甲酚制成的阴极隔板作为上层。绝缘层光圈区域在第一已有图案的电极宽度方向上的开口宽度设定为300μm。另外，用蒸气淀积法形成厚为10nm的铜酞青厚度为100nm的α-NPD(4，4-双(N-(1-蔡基)-N-苯基氨)联苯发光层和厚度为60nm的Aiq³(三(8-喹啉醇化物)铝)发光层。

在发光层的上面，用蒸气淀积法淀积厚为0.5nm的LiF膜和厚度为80nm的Al电极，以形成电子注射层和阴极(第二组电极)。

如图9所示，有机EL显示器是这样完成的：装上由Three Bond有限公司生产的密封件91，并在其上安装带有由Saes Getters有限公司生产的干燥层94的对置基材92，在空间93中密封以干燥氮气，封闭多层结构中的活性区域，该结构包括基材21，滤色层22，覆盖层23，无机固体层24，第一组电极25，绝缘层26，发光层27和第二组电极28。图9省略了已形成图案的滤色层、绝缘层和无机固体层。

在形成阴极隔板之后，在200℃温度下的真空中干燥处理1小时。另外，在约为-80℃露点的干燥氮气气氛中和200℃温度下干燥处理10分钟，随即进行发光层的蒸气淀积。发光层的蒸气淀积是在从干燥工序到淀积工序过程中，在不与环境空气接触的真空下进行的。在干燥氮气气氛中用密封材料进行密封处理。

有机EL显示器在105℃温度下放置24小时后，观察有机EL显示器发光层的光圈区域。如图10所示，没有看到斑状非发光区域。

例2

本例是按照例1的方法进行的，但SiO₂无机固体层的厚度不是20nm，而是5nm、且是在与例1相同的膜淀积条件下淀积而成，不用稀氢氟酸对用SiO₂制成的无机固体层加以蚀刻，并改变了干燥时间。

由于覆盖层的整个表面覆盖有SiO₂的无机固体层，致以使各部分均覆盖有无机固体层，可以推断，与例1相比，需要延长干燥时间。由于这一原因，虽然按照例1的方法进行第二次干燥处理和密封处理，但第一次干燥处理要在200℃温度下真空中进行2小时。

按照例1的方法进行评价，结果没有看到任何斑状非发光区域。

例3

本例是按照例1的方法进行的，但不采用厚度为20nm的SiO₂无机固体层，而使用这样的无机固体层：它包含一层厚度为20nm的SiO₂层和叠加于其上的厚度为5nm的ZrO₂层。采用干蚀刻方法，用CF₄和O₂混合气对叠合部分一并加以蚀刻。

虽然覆盖层的部分也要被蚀刻至深度达约1μm，如图6所示，但在被蚀刻部分上形成淀积层是不成问题的，因为被蚀刻部分为绝缘层所充填。

虽然可以推测，与例1相比，干燥时间缩短，因为进行了的是干蚀刻处理，并且由于覆盖层只是部分蚀刻，但干燥处理和密封处理仍按照例1的方法进行。

例4

本例按照例1的方法进行，但不用稀氢氟酸对无机固体层进行蚀刻，干燥处理和密封处理按照例2的方法进行。

按照例1的方法进行评价，结果看到如图1所示的斑状非发光区域。

例5

本例按照例1的方法进行，但不采用厚度为20nm的SiO₂无机固体层，而使用这样的无机固体层：它包含一层厚度为20nm的SiO₂层和叠加于其上的厚度为200nm的SiN层，不用稀氢氟酸对SiO₂无机固体层进行蚀刻，干燥处理和密封处理按照例2的方法进行。

按照例1的方法进行评价，结果看到的斑状非发光区域部分是例4中斑状非发光区域的几乎一半。

例6

按照例1的方法进行，直至制成ITO第一已有图案的电极，再用盐酸和氯化铁溶液的混合液体进行蚀刻处理，以便使相邻已有图案的电极间的SiO₂无机固体层暴露在外。然后，抛光平整ITO膜的表面。此时，ITO膜的厚度减少约15nm已经足够。

相邻ITO图案间的SiO₂无机固体层部分的厚度也减少到约5nm，减少了约15nm。可以按照例1的方法进行随后的处理。按照例1的方法进行蒸气淀积前的干燥处理和密封处理。

例7

本例按照例1的方法进行，但采用了以下条件。

使用一种无机固体层，由在2.5nm厚的SiO₂层之上的2.5nm厚的ZrO₂层组成，在与例1相同的条件下淀积此无机固体层，只是沉积的不是20nm厚的SiO₂。

不用稀氢氟酸对SiO₂无机固体层蚀刻，干燥时间予以改变。

例8

本例按照例2的方法进行，所不同的是滤色层的厚度设定为1.2μm，形成厚度为1.5μm的覆盖层，第一电极的图案宽度设定为70μm，相邻已有图案的电极间SiO₂无机固体层暴露部分的宽度设定为20μm，绝缘层的开口宽度设定为60μm，用膜的总厚度为140nm的白色发光层取代发光层。

例9

本例按照例8的方法进行，所不同的是在形成阴极隔板和洗涤处理后，在露点为-80℃的干燥氮气气氛中和200℃的温度下进行干燥处理，时间为60min，在不与环境空气接触的情况下用蒸气淀积的方法形成层。

例10

本例按照例9的方法进行，所不同的是在形成阴极隔板和洗涤处理后，干燥处理改为在露点为-50℃的干燥氮气气氛中和200℃的温度下进行，时间为60min。

例11

本例按照例8的方法进行，所不同的是在形成阴极隔板和洗涤处理后，在温度为200℃的真空下进行加热干燥处理，时间为1小时，在真空中冷却到室温，在通过大气空气后用蒸气淀积法形成发光层。在这种情况下，大气空气的温度为23℃，湿度为50％RH，在大气空气中的停留时间为约5分钟。

按照例1的方法进行评价，结果没有看到任何斑状非发光区域。但是，用显微镜观察如何发光的时候发现，每个像元都有在有关第一电极相对于与其他像元共同的一端的那部分上形成的宽约3μm的非发光部分。

在对例1，2，3，，6，，7，，8，，9和10的发光情况作微观检查的时候，没有看到任何斑状非发光区域。

例12

本例按照例8的方法进行，所不同的是在形成阴极隔板和洗涤处理后，用蒸气淀积法形成发光层而不进行加热处理或其他处理。

按照例1的方法进行评价，结果没有看到任何斑状非发光区域。但是，用显微镜观察如何发光的时候发现，每个像元都有在有关第一电极相对于与其他像元共同的一端的那部分上形成的宽约12μm的非发光部分。虽然用显微镜观察到每个像元的发光部分都是相当薄的，但用肉眼观察整个屏幕并没有发现色度不均匀、色斑等。可以推测整个屏幕上像元都是均匀缩小了的的。

2003年7月30提交的日本专利申请2003-282344、2003年11月28提交的日本专利申请2003-398762和2004年5月31提交的日本专利申请2004-162506的全部内容，包括说明书、权项、附图和摘要全部参考结合于此。

Claims

1.一种有机EL显示器，包含置于电极组之间的有机发光层，所述显示器包括：

设置在基材上的有机层；

设置在有机层上的无机固体层；

设置在无机固体层上的第一组透明电极；

设置在第一组透明电极上的有机发光层；

在有机发光层上形成的第二组电极；

其特征在于在相邻的第一组透明电极间的区域中设置的是厚度为1～20nm的无机固体层，在有第一组透明电极的区域中无机固体层的厚度大于相邻的第一组透明电极之间区域中无机固体层的厚度。

2.权利要求1所述的有机EL显示器，其特征在于在相邻的第一组透明电极间的区域中设置的是厚度为1～10nm的无机固体层。

3.权利要求1或2所述的有机EL显示器，其特征在于在活性区域中设置厚度相同的无机固体层。

4.权利要求1所述的有机EL显示器，其特征在于无机固体层包括由氧化硅制成的层。

5.权利要求4所述的有机EL显示器，其特征在于无机固体层包括置于由氧化硅制成的层上的由氧化锆制成的层。

6.权利要求1、2、4和5任一项所述的有机EL显示器，其特征在于无机固体层在已有图案的第一组透明电极与没有所述已有图案的第一组透明电极的区域之间具有0-5nm的层厚度，所述无机固体层在所述具有已有图案的第一组透明电极的区域中具有0-20nm的厚度且在所述已有图案的第一组透明电极下。

7.权利要求1-6任一项所述有机EL显示器的制造方法，所述显示器包含许多与置于电极组之间的有机发光层相对应的像素，所述方法包括：

在基材上设置有机层；

在有机层设置无机固体层；

在无机固体层上设置第一组透明电极，使得在有第一组透明电极的区域中无机固体层的厚度大于相邻的第一组透明电极之间区域中无机固体层的厚度；

在第一组透明电极上设置有机发光层；

在第一组透明电极上提供的有机发光层上形成第二组电极；和

在提供有机发光层之前，通过干燥所述基材来从无机固体层中的湿气通道除去有机层中的水或有机物质，所述湿气通道提供在相邻的第一组透明电极之间的区域中，以对应所有的像素。

8.权利要求7所述的方法，所述方法包括在设置无机固体层时，形成在相邻的第一组透明电极之间的区域中厚度为1～5nm的无机固体层。

9.权利要求8所述的方法，所述方法包括在设置无机固体层时，在基材温度为100℃或100℃以下时形成无机固体层。

10.权利要求7所述的方法，所述方法包括在设置无机固体层时，在基材温度为200℃或200℃以上时形成无机固体层。

11.权利要求7所述的方法，所述方法还包括在设置有机发光层之前，去除在相邻的第一组透明电极之间区域中的至少一部分无机固体层。

12.权利要求1-6任一项所述有机EL显示器的制造方法，所述方法包括：

在基材上设置有机层；

在有机层设置无机固体层；

在第一组透明电极上设置有机发光层；

在第一组透明电极上提供的有机发光层上形成第二组电极；

并还包括：

在提供有机发光层之前，通过干燥所述基材来从湿气通道除去有机层中的水或有机物质，所述湿气通道提供在无机固体层中；和

形成无机固体层，使其厚度设定在允许在其中形成湿气通道的厚度。