CN1713410A

CN1713410A - 有机发光二极管及其制造方法

Info

Publication number: CN1713410A
Application number: CNA2005100896903A
Authority: CN
Inventors: A·尤里格; K·诺特; T·施拉德
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2004-06-22
Filing date: 2005-06-22
Publication date: 2005-12-28
Anticipated expiration: 2025-06-22
Also published as: KR100684951B1; DE102004031071B4; KR20050121634A; CN1713410B; DE102004031071A1

Abstract

本发明提供一种具有延长的使用寿命的有机发光二极管(OLED)及其制造方法。将具有至少部分地与OLED的有机材料层的吸收光谱相重叠的光谱的电磁辐射加到OLED上。结果，该OLED具有比普通OLED更长的使用寿命，减小的初始亮度衰减，以及更饱和的色彩。

Description

有机发光二极管及其制造方法

本申请要求2004年12月30向韩国知识产权局提出的韩国专利申请No.10-2004-116338的优先权，和2004年6月22日向德国知识产权局提出的德国专利申请No.102004031071.8的优先权，在此引入全文作为参考。

技术领域

本发明涉及一种OLED及其制造方法，尤其是涉及一种具有长使用寿命的OLED及其制造方法。

背景技术

显示器件中的有机发光二极管(OLED)在商业上的应用一直在增长。显示器件，例如平面显示器、单色显示器、七段显示器、全色有源矩阵(AM)显示器等，具有各种类型的具有不同性能的OLED。随着显示器件的复杂性的增加，对OLED的，例如使用寿命周期的要求也在增加。

从20世纪80年代开始，结合了OLED的显示器件已经生产。OLED可以分成聚合物OLED(pLED)和小分子OLED(SM-OLED)。当包括OLED的显示器件初次工作时，OLED的亮度很快地衰减。这种不期望的衰减导致使用寿命缩短。因此，为了稳定显示器件，在测量使用寿命之前，进行在预定亮度下显示器件连续工作大约24个小时的老化处理。OLED初始的亮度快速衰减的原因还未找到。

US2004/0031917A1和WO2003/088371(UDC)公开了一种利用UV光研制出的UV硬化粘合剂。UV硬化粘合剂是做为密封剂来用的。EP1351323(Kodak)披露了一种用于固定干燥剂的UV硬化粘合剂。WO2003/08960(CDT)公开了一种用于喷墨印刷的用于结构化基板表面的基于聚酰亚胺材料的光致抗蚀剂的用法。利用UV光能构造光致抗蚀剂。在WO01/93332(微发射显示)中，可利用UV光来构造的光致抗蚀剂用于分离相邻的像素并且形成有源ITO表面。US2003/0222577(Ritdisplay Corporation)公开了一种利用颜色降频转换方法制造的OLED显示器件。在此，UV发射体用作OLED材料。

还没有公布任何一种方法可以防止OLED的使用寿命的初始快速衰减。另外，为了进行在预定亮度下显示器件连续工作预定时间量(大约24个小时)的老化处理，必须给每个OLED连续供电很长时间。所以，增加了OLEDs的制造成本。

发明内容

本发明提供一种具有增加的使用寿命的OLED及其制造和/或处理方法。根据本发明制造的OLED和普通OLED相比，具有更长的使用寿命，更小的初始亮度衰减，以及偏移到更饱和的色坐标。

本发明另外的特点将在下面的描述中列出，以及从描述中部分特点将显而易见，或可以从本发明的实施中得知。

本发明公开了一种有机发光二极管(OLED)的制造方法，该OLED包含具有吸收光谱的有机材料，其中为增加OLED的使用寿命，有机材料可以通过吸收吸收光谱的波长的辐射电磁能量产生光致发光，包括用来自于具有电磁光谱的光源的电磁辐射照射OLED，其中电磁光谱至少部分地与有机材料的吸收光谱相对应。

本发明还公开了一种OLED，包括：第一电极，具有吸收光谱的有机材料层。该OLED也包括第二电极，其中将具有至少部分地与有机材料层的吸收光谱重叠的光谱的电磁辐射加到OLED上。

可以理解，前面的一般性的描述和后面的详细的描述都是示例性的和解释性的，并且旨在提供对于如权利要求所述的本发明的进一步解释。

附图说明

包含的用于提供对本发明进一步解释并且构成说明书的一部分的附图，说明本发明的实施例，并与详细描述一起用来解释本发明的原理。

图1示出了OLED器件的使用寿命曲线，其中一些OLED器件已经过UV/可见光照射。

图2示出了OLED器件的电致发光光谱，其中一些OLED器件已经过UV/可见光照射。

图3是根据本发明的实施例的AM型OLED器件的截面图。

具体实施方式

按照本发明的实施例的有机发光二极管(OLED)与利用常规技术制造/处理的OLED显示器件相比具有显著地更长的使用寿命。为了延长使用寿命，将具有至少部分地与OLED有机材料层的吸收光谱相对应的光谱的电磁辐射加到OLED上。光，例如，强UV/可见光被照射在OLED上，结果延长了使用寿命，降低了初始亮度衰减，并且偏移到经处理的OLED器件的更饱和的颜色。

从制造OLED显示器件到OLED第一次工作之间的存储期相当地影响OLED显示器件的使用寿命。在一定程度上，可以通过使用之前的长存储期来延长OLED显示器件的使用寿命。因此，可将OLED保存在一个盒子里，该盒子由透射可见光但不能透射UV光的材料制成。经在实验室里实验，使用寿命可以延长大约50％。存储期使OLED器件的使用寿命曲线的初始衰减降低了。

在几乎所有OLED显示器件中，初始衰减是初始亮度的20％到30％。另外，由于初始衰减依赖于用于产生OLED各个颜色的材料，因此初始衰减负面影响显示器件的白色并且引起显示的颜色偏移。然而，由于存储期的原因，对于每一单独的颜色，OLED的颜色偏移朝着更饱和的色坐标发生，这可以在存储之后大约30天观察到。所以存储期对OLED显示器件的品质有相当积极的影响。然而，OLED显示器件在制造后存储这么长的时间是不可能的。

本发明得到了一种来源于存储的这种预老化处理的特定目标的加速作用。电磁波照射到OLED上有助于OLED的使用寿命显著地延长。在OLED第一次使用前，特别地在沉积OLED的阴极后，进行电磁波照射。然而，当将阴极在一个充满惰性气体的盒子中或真空蒸发室中沉积时，可在阴极被沉积前进行照射。或者，在OLED第一次工作后可以进行照射，优选地，在老化处理过程中进行照射。在照射过程中，电磁波通过OLED的具有透明电极的一侧的表面入射大约1分钟到大约10个小时，且优选是大约3小时到大约6小时。阳极可以用作透明电极。

光源可以是太阳模拟器或具有相应强度的UV二极管。配置光源使从光源来的光可以在OLED显示器件中产生光致发光。也就是说，光源的激发光谱和OLED显示器件的发射材料的吸收光谱至少部分重叠，优选全部重叠。

照射的效果可以利用经处理过的显示器件通过可测量标准来检验。照射的效果包括：

1.由于OLED的发射光谱的长波长边缘偏移小于大约20nm，使得色坐标的饱和度增加；以及

2.减小或阻止使用寿命的初始快速衰减。

根据本发明的实施例，包括第一电极，有机材料层，和第二电极的OLED通过一定波长范围的电磁辐射照射而形成。电磁辐射的光谱至少部分地对应于OLED有机材料层的吸收光谱。可在第一次使用OLED前进行照射。

而后，参考附图，通过解释本发明的示范性实施例来详细描述本发明，其中实施例至少部分地用图说明。

图1是表示相对于普通OLED而言，根据本发明的实施例的经光照射的OLED的使用寿命延长的曲线图。在图中，y轴表示亮度(“L”)，x轴是以小时表示的时间。在此，Lrel＝L(t)/Lmax。图1中的曲线12和14是当pLED经UV/可见光照射时得到的曲线。图1中的曲线10是当另外相当的pLED没有经过UV/可见光照射时得到的曲线。

正如图1所示，经UV/可见光照射得到的pLED显著地延长了使用寿命。在pLED工作超过大约500小时之后，暴露于UV光下3小时(曲线12)和6小时(曲线14)的pLED的亮度是初始亮度的70％。没有暴露于UV光下的普通OLED在工作大约200到300个小时后，其亮度是初始亮度的70％(曲线10)。

根据本发明的实施例，将覆有100nm厚的铟锡氧化物(ITO)的硼硅酸盐(boron silicate)玻璃用作OLED的基板。特别是，ITO以条纹形布置在硼硅酸盐玻璃的中间部分上，其厚度约为2mm。涂覆的基板在超声波浴器中采用异丙醇清洗约5分种，在流动的氮气下干燥，而后在UV/臭氧下暴露10分钟。

接下来，空穴传输材料，例如，LVW142(从Bayer AG得到的Baytron P^)通过旋涂法被沉积在所得到的基板上以形成空穴传输层，其厚度约为50nm，然后在氮气中大约180℃干燥大约10分钟。

然后，光发射材料，例如由1wt％的无水二甲苯溶液制造的Polymer Green1300(从DOW化学公司得到的DOW LUMINATION^)在氮气中通过旋涂法被沉积以形成厚度大约为70nm的厚膜，而后在氮气中在大约190℃的加热板上干燥10分钟左右。

所得到的基板在氮气环境中被传送到真空室中。为了通过热蒸发法形成阴极，氟化锂、钙、铝依次被真空沉积，其厚度分别约为1nm、10nm和500nm。阴极与2mm厚的ITO层重叠，并且具有一个配置成接收外部电接触的表面。

所得到的基板在保护气下被传送，然后为了减小或防止OLED暴露在周围环境的氧气和水中，采用封装玻璃和热硬化的环氧粘合剂封装。另外，为了将暴露在氧气和水中的可能性减到最小，一个阻挡，例如，GDO/CAl/R/T-F(从SAES Getter S.A得到的)可以粘附地施加在封装玻璃上。

在环氧粘合剂被热硬化后，将OLED显示器件放在光源下，例如，从KSHLichttechnik GmhH Deutschland得到的Solarconstant 1200。OLED距离光源大约是5-150cm，优选地，30cm左右，并且透明ITO电极面对光源。光源的光谱优选和太阳的光谱相似。光源优选照射大约100mW/cm²的光在OLED上约3个小时。另外，电磁辐射的能量密度可等于或大于约500Ws/cm².

照射改善聚合物OLED显示器件的使用寿命。另外，低分子量OLED的使用寿命可以通过照射而延长。已经证明，暴露在UV/可见光下的OLED比没有暴露在UV/可见光下的OLED的使用寿命延长了大约50％。

根据本发明的实施例，通过照射处理几乎完全避免了OLED显示器件性能的初始快速衰减(见图1中的曲线10)。例如，在工作的第一段时间内的白色点的偏移和亮度的显著衰减能被减小或避免。结果，不需要对显示器件进行常规的老化处理，并且可在缩短的时间内和更低的成本下完成制造过程。进一步，和常规OLED相比，OLED显示器件的使用寿命大大延长了。

参考图2，由于照射处理OLED的发射光谱的较长的波长区偏移了小于大约20nm。因此，改善了OLED显示器件的色彩特性，例如，参考CommissionInternationale d`Eclairage色坐标，色饱和度提高了。在这种情况下，与没有暴露在UV/可见光的OLED的发射光谱(16)相比，暴露在UV/可见光的OLED的发射光谱(曲线18和20)的长波长区向较短波长偏移。色坐标的偏移产生更加饱和的颜色。

图3是根据本发明的实施例的AM型OLED的横截面图。如图3所示，AM型OLED包括在基板110表面上形成的缓冲层120。需要注意，在一些实施例中，在用于照射OLED的光源的电磁光谱的较高频和较低频部分中OLED的基板具有大于大约0.5的透射率。另外，电磁光谱至少部分地与OLED的有机材料层的吸收光谱相对应。半导体有源层130形成在缓冲层120上。半导体有源层130可包括非晶硅层或多晶硅层。半导体有源层130可包括分别具有N+型掺杂剂和P+型掺杂剂的源极区和漏极区，以及其间的沟道区。或者，半导体有源层130可由有机半导体制成。

栅电极150设置在半导体有源层130上。选择用于形成栅电极150的电极材料具有某种特性，例如，与邻近层的好的粘接性、下层的表面平滑度、制造的容易性，等等。例如，电极材料可以是MoW、Al/Cu等，但不限于此。

栅电极150通过形成在其间的栅极绝缘层140与半导体有源层130绝缘。在栅电极150和栅极绝缘层140上形成作为绝缘体的中间层160。中间层160可以是单层或可包括多层。源电极和漏电极170a和170b形成在中间层160上，并可通过形成在中间层160和栅极绝缘层140中的接触孔分别地耦合到半导体有源层130的源极区和漏极区。源电极和漏电极170a和170b可包含Mo和Al及其它适当的材料。例如，源电极和漏电极170a和170b可以由MoW组成。进一步，每个源电极和漏电极170a和170b可以包括多层，例如Mo/Al。源电极和漏电极170a和170b可以经热处理以与半导体有源层130的某些区域形成欧姆接触。

至少一个绝缘层180形成在源电极和漏电极170a和170b上。绝缘层180可包括多层，包括钝化层180a、或用于平面化下面的薄膜晶体管的平面化层180b，或两者都包括。钝化层180a可以包括无机材料，例如SiNx、SiO₂等。平面化层180b可由有机材料制成，例如苯并环丁烯(BCB)、丙烯(acryl)等。绝缘层180可以是单层，或包括多个层。绝缘层180可以具有穿过其中的通孔181。

在平面化层180b的表面上形成作为像素电极的第一电极190。第一电极190可由导电的氧化物组成，例如ITO等。在形成第一电极190后，形成像素限定层191。像素限定层191在平面化层180b上形成并且具有一个暴露一部分第一电极190的开口。然后，沉积有机材料层以形成有机发光单元192，该单元包括在由像素限定层191限定的第一电极层190的一部分上形成的发射层。

有机发光单元192可以包括空穴注入层、空穴传输层、发射层、电子传输层或电子注入层，等。但是，如果照射在OLED上的电磁辐射的光谱至少部分地与有机发光单元192的有机材料的吸收光谱重叠，有机发光单元192不必局限于上述的层。

包括至少一层的第二电极193形成在有机发光单元192上。如果需要，第一电极层190或第二电极层193，或者两者可以包括透明电极。另外，应当注意在一些实施例中，在OLED的透明电极和有机材料层之间形成的层，相对于用于照射OLED的光源的电磁光谱，可以具有大于大约0.5的透射率。

如图3所示，在制造OLED的过程中，可在第一次工作前，或在形成作为阴极的第二电极层后进行照射处理。根据本发明的制造OLED的方法可以用来制造包括有机电致发光器件的任何类型的有机发光显示器件。

本领域内的技术人员显然可以看出，可以在本发明中进行各种修改和变型而不脱离本发明的主旨或范围。因此，本发明旨在覆盖落在所附权利要求及其等价物范围内的本发明的各种修改和变型。

Claims

1、一种包含具有吸收光谱的有机材料的有机发光二极管(OLED)的制造方法，其中有机材料通过吸收吸收光谱的波长的辐射的电磁能量可产生光致发光，包括用电磁辐射照射OLED，其中，电磁辐射的辐射光谱至少部分地和有机材料的吸收光谱相对应。

2、如权利要求1所述的方法，其中，在第一次使用OLED前，对OLED进行照射。

3、如权利要求2所述的方法，其中，在沉积OLED的阴极后，对OLED进行照射。

4、如权利要求1所述的方法，其中，在OLED第一次工作后，对OLED进行照射。

5、如权利要求4所述的方法，其中，在老化处理过程中，对OLED进行照射。

6、如权利要求1所述的方法，其中，电磁辐射的能量密度等于或大于约500Ws/cm²。

7、如权利要求1所述的方法，其中，OLED包括透明电极，并且通过透明电极的表面来照射电磁辐射。

8、如权利要求1所述的方法，其中，对OLED照射时间在大约1分钟到大约10小时之间。

9、如权利要求8所述的方法，其中，对OLED照射时间在大约3～6小时。

10、如权利要求1所述的方法，其中，光源产生电磁辐射并且OLED距离光源约5～150cm。

11、如权利要求1所述的方法，其中，OLED的基板在辐射光谱的较高频和较低频部分具有大于约0.5的透射率，并且辐射光谱至少部分地与OLED的有机材料层的吸收光谱相对应。

12、如权利要求1所述的方法，其中，在透明电极和OLED的有机材料层之间所形成的层包含对于辐射光谱大于约0.5的透射率。

13、如权利要求1所述的方法，其中，光源产生电磁辐射并且该光源包括太阳模拟器或UV光源。

14、一种OLED，包括：

第一电极；

具有吸收光谱的有机材料层；和

第二电极，

其中，将具有至少部分地与有机材料层的吸收光谱相对应的辐射光谱的电磁辐射加到OLED上。

15.如权利要求14所述的OLED，其中在第一次使用OLED前，对OLED照射电磁辐射。

16、如权利要求15所述的OLED，其中在沉积OLED的阴极后，对OLED照射电磁辐射。

17、如权利要求14所述的OLED，其中在OLED第一次工作后，对OLED照射电磁辐射。

18、如权利要求17所述的OLED，其中在老化处理过程中，对OLED照射电磁辐射。