DE102011003429A1

DE102011003429A1 - Organische lichtemittierende Diodenvorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE102011003429A1
Application number: DE102011003429A
Authority: DE
Inventors: Kie Hyun Kyonggi Nam; Sang-Joon Kyonggi Seo; Sung-Guk Kyonggi An
Original assignee: Samsung Mobile Display Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2010-02-09
Filing date: 2011-02-01
Publication date: 2011-08-11
Anticipated expiration: 2031-02-02
Also published as: US20110193102A1; TW201128831A; TWI578588B; JP2011165640A; DE102011003429B4; KR20110092582A; KR101084271B1; JP5119427B2; US8772760B2; CN102148333A

Abstract

Organische lichtemittierende Diodenvorrichtung und deren Herstellungsverfahren. Die organische lichtemittierende Diodenvorrichtung (101) weist einen Substrathauptkörper (111), eine transparente Elektrode (10), die auf dem Substrathauptkörper (111) ausgebildet ist, eine organische Emissionsschicht (20), die auf der transparenten Elektrode (10) ausgebildet ist, eine Deckelektrode (30), die auf der organischen Emissionsschicht (20) ausgebildet ist und aus Metall besteht, und eine Abdichtung (350) auf, die derart auf dem Substrathauptkörper (111) ausgebildet ist, dass sie einen Rand (30c) der Deckelektrode (30) überlappt und eine Seitenfläche (20a) der organischen Emissionsschicht (20) bedeckt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die beschriebene Technologie betrifft allgemein eine Vorrichtung. Insbesondere betrifft die beschriebene Technologie allgemein eine organische lichtemittierende Diodenvorrichtung, bei der ein organisches lichtemittierendes Element verwendet wird, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Beschreibung des Standes der Technik
Eine organische lichtemittierende Diodenvorrichtung ist eine Anzeigevorrichtung oder eine Beleuchtungsvorrichtung, bei der Licht verwendet wird, das von einem organischen lichtemittierenden Element emittiert wird. Die organische lichtemittierende Diode emittiert Licht mittels Energie, die erzeugt wird, wenn Exzitonen, die durch eine Kombinationen von Elektronen und Löchern in einer organischen Emissionsschicht erzeugt werden, von einem angeregten Zustand in einen Grundzustand zurückfallen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Mithin besteht ein Aspekt der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte organische lichtemittierende Diodenvorrichtung bereitzustellen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine organische lichtemittierende Diodenvorrichtung bereitzustellen, die verhindert, dass Feuchtigkeit oder Sauerstoff in eine organische Emissionsschicht eindringen.
Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Herstellungsverfahren zur Herstellung der oben genannten organischen lichtemittierenden Diodenvorrichtung bereitzustellen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann eine organische lichtemittierende Diodenvorrichtung mit einem Substrathauptkörper, einer transparenten Elektrode, die auf dem Substrathauptkörper ausgebildet ist, einer organischen Emissionsschicht, die auf der transparenten Elektrode ausgebildet ist, einer Deckelektrode, die auf der organischen Emissionsschicht ausgebildet ist und aus einem Metall besteht, und einer Abdichtung, die derart auf dem Substrathauptkörper ausgebildet ist, dass sie einen Rand der Deckelektrode überlappt und dadurch eine Seitenfläche der organischen lichtemittierenden Schicht bedeckt, konstruiert sein.
Die Deckelektrode kann einen Oxidfilm aufweisen, der auf einer ersten Oberfläche der Deckelektrode ausgebildet ist, die einer zweiten Oberfläche der Deckelektrode gegenüberliegt, welche der organischen Emissionsschicht zugewandt ist.
Die Deckelektrode kann eine Dicke im Bereich von etwa 150 nm bis etwa 5000 nm aufweisen.
Die Deckelektrode kann aus zumindest einem Metall ausgebildet sein, das aus Aluminium (Al), Silber (Ag), Gold (Au) und Magnesium (Mg) ausgewählt ist.
Die transparente Elektrode kann aus zumindest einem Material ausgebildet sein, das aus Indiumzinnoxid (ITO), Indiumzinkoxid (IZO), Zinkoxid (ZnO) und Indiumoxid (In₂O₃) ausgewählt ist.
Die Abdichtung kann aus einer Fritte bestehen, die anorganische Partikel aufweist.
Die anorganischen Partikel können aus zumindest einem Material ausgebildet sein, das aus Siliziumoxid (SiO₂), Bariumoxid (BaO), Bismutoxid (Bi₂O₃), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Titanoxid (TiO₂), Tantaloxid (Ta₂O₅) und Zinkoxid (ZnO) ausgewählt ist.
Die Deckelektrode kann eine Vielzahl von Metallschichten aufweisen.
Die Vielzahl der Metallschichten der Deckelektrode kann aus verschiedenen Metallen bestehen.
Ein Oxidfilm kann auf einer Grenzfläche zwischen zwei benachbarten Metallschichten ausgebildet sein.
Weiterhin kann gemäß einem Ausführungsbeispiel ein Verfahren zur Herstellung einer organischen lichtemittierenden Diodenvorrichtung Folgendes aufweisen: Bereitstellung eines Substrathauptkörpers, Ausbildung einer transparenten Elektrode auf dem Substrathauptkörper, Ausbildung einer organischen Emissionsschicht auf der transparenten Elektrode, Ausbildung einer Deckelektrode, die einen Oxidfilm aufweist, durch die Ausbildung einer Metallschicht auf der organischen Emissionsschicht und die Oxidation einer ersten Oberfläche der Metallschicht, die einer zweiten Oberfläche der Metallschicht gegenüberliegt, welche der organischen Emissionsschicht zugewandt ist, und Ausbildung einer Abdichtung, die die Seitenfläche der organischen Emissionsschicht bedeckt, auf dem Substrathauptkörper.
Die Deckelektrode kann eine Dicke von etwa 150 nm bis etwa 5000 nm aufweisen.
Die Deckelektrode kann aus zumindest einem Metall ausgebildet werden, das aus Aluminium (Al), Silber (Ag), Gold (Au) und Magnesium (Mg) ausgewählt ist.
Die transparente Elektrode kann aus zumindest einem Material ausgebildet werden, das aus Indiumzinnoxid (ITO), Indiumzinkoxid (IZO), Zinkoxid (ZnO) und Indiumoxid (In₂O₃) ausgewählt ist.
Die Deckelektrode kann durch Sputtern ausgebildet werden.
Die Deckelektrode kann durch thermische Abscheidung ausgebildet werden.
Die organische Emissionsschicht kann durch thermische Abscheidung ausgebildet werden.
Die Ausbildung der Abdichtung kann Folgendes aufweisen: Aufbringen einer Dichtungsmischung, die eine Fritte, anorganische Partikel, ein organisches Bindemittel und ein Lösungsmittel aufweist, auf dem Substrathauptkörper zum Bedecken eines Randes der Deckelektrode, Trocknen der Dichtungsmischung durch Wärme zum Entfernen eines Teils des organischen Bindemittels und des Lösungsmittels, zuerst die Bestrahlung der getrockneten Dichtungsmischung mit einem Laserstrahl zum Entfernen des verbleibenden Teils des organischen Bindemittels und des Lösungsmittels, und danach die Bestrahlung mit dem Laserstrahl zur Härtung der Dichtungsmischung ohne das organische Bindemittel, so dass die Abdichtung ausgebildet wird.
Der anorganische Partikel kann aus zumindest einem Material ausgebildet werden, das aus Siliziumoxid (SiO₂), Bariumoxid (BaO), Bismutoxid (Bi₂O₃), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Titanoxid (TiO₂), Tantaloxid (Ta₂O₅) und Zinkoxid (ZnO) ausgewählt ist.
Die Deckelektrode kann eine Vielzahl von Metallschichten aufweisen.
Die Vielzahl der Metallschichten der Deckelektrode kann aus verschiedenen Metallen hergestellt werden.
Ein Oxidfilm kann auf einer Grenzfläche zwischen der Vielzahl von Metallschichten ausgebildet werden.
Gemäß den Ausführungsbeispielen weist die organische lichtemittierende Diodenvorrichtung eine einfache Struktur auf und lässt sich das Eindringen von Feuchtigkeit und Sauerstoff in die organische Emissionsschicht unterbinden.
Zudem kann die oben genannte organische lichtemittierende Diodenvorrichtung hergestellt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Eine umfassendere Würdigung der Erfindung und ihrer vielen Vorteile ergibt sich durch das bessere Verständnis der Erfindung aufgrund der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Figuren, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Bauelemente bezeichnen, wobei:
1 eine Querschnittdarstellung einer organischen lichtemittierenden Diodenvorrichtung zeigt, die als erstes Ausführungsbeispiel gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung konstruiert ist;
2 und 3 Querschnittdarstellungen zeigen, in denen nacheinander die organische lichtemittierende Diodenvorrichtung aus 1 während eines Herstellungsprozesses gemäß einem Herstellungsverfahren als eine Ausführungsform gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;
4 eine Querschnittdarstellung einer organischen lichtemittierenden Diodenvorrichtung zeigt, die als zweites Ausführungsbeispiel gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung konstruiert ist;
5 eine Querschnittdarstellung einer organischen lichtemittierenden Diodenvorrichtung zeigt, die als drittes Ausführungsbeispiel gemäß den Prinzipen der vorliegenden Erfindung konstruiert ist;
6 einen Graph zeigt, der ein Versuchsergebnis des Leuchtdichteverhältnisses als Funktion der Nutzungszeit einer als erstes Ausführungsbeispiel konstruierten organischen lichtemittierenden Diodenvorrichtung und einer als Vergleichsbeispiel konstruierten organischen lichtemittierenden Diodenvorrichtung darstellt;
7 ein Flussdiagramm zeigt, das ein Verfahren zur Herstellung einer organischen lichtemittierenden Diodenvorrichtung als Ausführungsbeispiel gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung darstellt, und
8 ein Flussdiagramm zeigt, das ein Verfahren zur Ausbildung einer Abdichtung auf einer organischen lichtemittierenden Diodenvorrichtung als Ausführungsbeispiel gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung darstellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Wenn eine organische lichtemittierende Diodenvorrichtung Licht emittiert, kann es zum unerwünschten Eindringen von Feuchtigkeit oder Sauerstoff aus der Umgebung in eine organische Emissionsschicht kommen, die in der organischen lichtemittierenden Diodenvorrichtung ausgebildet ist. Infolgedessen können sich die Lebensdauer und die Qualität der organischen lichtemittierenden Diodenvorrichtung verschlechtern.
Zur Erhöhung der Lebensdauer und der Qualität der organischen lichtemittierenden Diodenvorrichtung muss das Eindringen von Feuchtigkeit oder Sauerstoff in die organische Emissionsschicht unterbunden werden. Für die organische lichtemittierende Diodenvorrichtung ist daher eine zusätzliche Dichtungsstruktur, wie eine Glasdose oder eine Metalldose, erforderlich. Eine Dichtungsstruktur, bei der eine Nut in einem Glas oder Metall ausgebildet ist, besteht aus einer Dosenform, der ein kompliziertes Herstellungsverfahren zugrunde liegt, wodurch sich die Gesamtproduktivität der organischen lichtemittierenden Diodenvorrichtung verschlechtern kann.
Nachfolgend soll ein Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Figuren ausführlich beschrieben werden, so dass es von Fachleuten, an die sich die vorliegende Erfindung richtet, leicht ausführbar ist. Die beschriebenen Ausführungsformen lassen sich in dem Fachmann geläufiger Weise auf verschiedene Weise modifizieren, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Figuren und die Beschreibung dienen mithin der Darstellung und nicht der Einschränkung. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in der gesamten Patentschrift gleiche Elemente. In den auf das erste Ausführungsbeispiel folgenden Ausführungsbeispielen sollen vom ersten Ausführungsbeispiel abweichende Gestaltungen beschrieben werden.
Größen und Dicken in den jeweiligen Gestaltungen, die in den Figuren dargestellt sind, weisen um des besseren Verständnisses und der leichteren Beschreibung willen arbiträre Werte auf und sind in der vorliegenden Erfindung nicht beschränkt.
In den Figuren ist die Dicke von Schichten, Filmen, Paneelen, Regionen, usw. um der Klarheit willen übertrieben dargestellt. In den Figuren sind die Dicken von Schichten und Flächen zum Zweck des besseren Verständnisses und der leichteren Beschreibung übertrieben dargestellt. Wird ein Element, wie eine Schicht, ein Film, eine Region oder ein Substrat als „auf” einem anderen Element befindlich bezeichnet, kann er bzw. sie bzw. es sich unmittelbar auf dem anderen Element befinden oder es kann dazwischen befindliche Elemente geben.
Nachfolgend soll eine organische lichtemittierende Diodenvorrichtung 101, die als erstes Ausführungsbeispiel gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung konstruiert ist, unter Bezugnahme auf 1 beschrieben werden. Dabei versteht man unter der organischen lichtemittierenden Diodenvorrichtung 101 eine organische lichtemittierende Dioden(OLED)-Anzeige oder eine organische lichtemittierende Beleuchtungsvorrichtung.
Wie in 1 gezeigt, weist die als erstes Ausführungsbeispiel konstruierte organische lichtemittierende Diodenvorrichtung 101 einen Substrathauptkörper 111, eine transparente Elektrode 10, eine organische Emissionsschicht 20, eine Deckelektrode 30 und eine Abdichtung 350 auf. Dabei wird die transparente Elektrode 10 eine Anode zur Injektion von Löchern in die organische Emissionsschicht 20, während die Deckelektrode 30 eine Kathode zur Injektion von Elektronen wird.
Der Substrathauptkörper 111 kann als transparentes Isoliersubstrat aus Glas, Quarz, Keramik, usw. ausgebildet sein oder kann als transparentes flexibles Substrat aus Kunststoff, usw. ausgebildet sein.
Die transparente Elektrode 10 ist auf dem Substrathauptkörper 111 ausgebildet. Weiterhin kann die transparente Elektrode 10 aus einer transparenten leitfähigen Schicht ausgebildet sein. Die transparente leitfähige Schicht besteht aus einem Material, das Indiumzinnoxid (ITO) und/oder Indiumzinkoxid (IZO) und/oder Zinkoxid (ZnO) und/oder Indiumoxid (In₂O₃) aufweist. Die transparente leitfähige Schicht weist eine relativ hohe Austrittsarbeit auf. Daher kann die aus einer transparenten leitfähigen Schicht ausgebildete transparente Elektrode 10 die Lochinjektion problemlos durchführen. Zur Verringerung des relativ hohen spezifischen Widerstands der aus der transparenten leitfähigen Schicht bestehenden transparenten Elektrode 10 kann die organische lichtemittierende Diodenvorrichtung 101 weiterhin eine (nicht gezeigte) Hilfselektrode aufweisen, die aus einem Metall mit einem relativ niedrigen spezifischen Widerstand besteht.
Zudem kann die transparente Elektrode 10 weiterhin eine (nicht gezeigte) transluzente Schicht aufweisen, durch die sich die Nutzungseffizienz des Lichts mittels eines Mikrohohlraumeffekts verbessert.
Die organische Emissionsschicht 20 ist auf der transparenten Elektrode 10 ausgebildet. Die organische Emissionsschicht 20 kann als eine Mehrfachschicht ausgebildet sein, die eine Emissionsschicht und/oder eine Lochinjektionsschicht (HIL) und/oder eine Lochtransportschicht (HTL) und/oder eine Elektronentransportschicht (ETL) und/oder eine Elektroneninjektionsschicht (EIL) aufweisen kann. Mit Ausnahme der Emissionsschicht können die Schichten unter den oben genannten Schichten gegebenenfalls entfallen. Falls die organische Emissionsschicht 20 alle dieser Schichten aufweist, ist die Lochinjektionsschicht (HIL) auf der ersten Elektrode 10, die die Anode ist, angeordnet und liegen auf der Lochinjektionsschicht (HIL) nacheinander die Lochtransportschicht (HTL), die Emissionsschicht, die Elektrodentransportschicht (ETL) und die Elektroneninjektionsschicht (EIL) auf. Weiterhin kann die organische Emissionsschicht 20 gegebenenfalls weitere Schichten aufweisen.
Die organische lichtemittierende Diodenvorrichtung 101 als erstes Ausführungsbeispiel weist eine nach unten emittierende Struktur auf, bei der von der organischen Emissionsschicht 20 erzeugtes Licht durch die transparente Elektrode 10 und den Substrathauptkörper 111 nach außen emittiert wird.
Die Deckelektrode 30 ist auf der organischen Emissionsschicht 20 ausgebildet. Die Deckelektrode 30 fungiert als Kathode zur Versorgung der organischen Schicht 20 mit Elektronen und fungiert als Dichtungselement, um das Eindringen von Feuchtigkeit oder Sauerstoff in die organische Emissionsschicht 20 zu verhindern. Die Deckelektrode 30 besteht dementsprechend aus einem Metall, das Aluminium (Al) und/oder Silber (Ag) und/oder Gold (Au) und/oder Magnesium (Mg) aufweist, so dass sie einen niedrigen spezifischen Widerstand und hervorragende Eigenschaften aufweist, um das Eindringen von Feuchtigkeit oder Sauerstoff zu verhindern.
Weiterhin weist die Deckelektrode 30 eine Dicke im Bereich von etwa 150 nm bis etwa 5000 nm auf. Beträgt die Dicke der Deckelektrode 30 unter 150 nm, so steigt der spezifische Widerstand der Deckelektrode 30 und ist es für die Deckelektrode 30 schwierig, das Eindringen von Feuchtigkeit oder Sauerstoff stabil zu verhindern. Ist die Deckelektrode 30 dagegen dicker als 5000 nm, so wird die Gesamtdicke der organischen lichtemittierenden Diodenvorrichtung 101 unnötig groß.
Weiterhin weist die Deckelektrode 30 einen Oxidfilm 302 auf, der auf einer ersten Oberfläche 30a der Deckelektrode 30 ausgebildet ist, die einer zweiten Oberfläche 30b der Deckelektrode 30, welche der organischen Emissionsschicht 20 zugewandt ist, gegenüberliegt. Der Oxidfilm 302 ist relativ gesehen härter als die Metallschicht, die den Körper der Deckelektrode 30 bildet. Der in der Deckelektrode 30 enthaltene Oxidfilm 302 kann mithin die Deckelektrode 30 vor der Außenumgebung isolieren und kann das Eindringen von Feuchtigkeit oder Sauerstoff wirkungsvoller unterbinden.
Die Abdichtung 350 ist derart ausgebildet, dass sie einen Rand 30c der Deckelektrode 30 auf dem Substrathauptkörper 111 überlappt. Das heißt, dass die Abdichtung 350 von einem Rand 111a des Substrathauptkörpers bis zu einem Rand 30c der Deckelektrode 30 ausgebildet ist. Die Abdichtung 350 bedeckt mithin eine Seitenfläche 20a der organischen Emissionsschicht 20. Das heißt, dass die Abdichtung 350 das Eindringen von Feuchtigkeit oder Sauerstoff in die Seitenfläche 20a der organischen Emissionsschicht 20 verhindert.
Die Abdichtung 350 besteht aus einer Fritte, die anorganische Partikel aufweist. Die anorganischen Partikel weisen Siliziumoxid (SiO₂) und/oder Bariumoxid (Bao) und/oder Bismutoxid (Bi₂O₃) und/oder Aluminiumoxid (Al₂O₃) und/oder Titanoxid (TiO₂) und/oder Tantaloxid (Ta₂O₅) und/oder Zinkoxid (ZnO) auf.
Wie oben beschrieben, kann die Abdichtung 350, die aus einem Material besteht, das die Fritte aufweist, das Eindringen von Feuchtigkeit oder Sauerstoff stabil unterbinden. Die anorganischen Partikel tragen zudem dazu bei, dass die Fritte mit einem Laser leicht zu härten ist.
Obwohl dies nicht gezeigt ist, kann die organische lichtemittierende Diodenvorrichtung 101 weiterhin eine Isolierschicht zur Isolierung der Deckelektrode 30 und der transparenten Elektrode 10 voneinander in einer vorbestimmten Position aufweisen. Genauer kann sich zum Erhalt eines externen Signals ein Abschnitt der transparenten Elektrode 10 oder ein Draht, der mit der transparenten Elektrode 10 verbunden ist, außerhalb eines Raums erstrecken, der von der Abdichtung 350 und der Deckelektrode 30 geschlossen und abgedichtet wird. Dabei kann die organische lichtemittierende Diodenvorrichtung 101 weiterhin eine Isolierschicht aufweisen, die zwischen dem Abschnitt der transparenten Elektrode 10, oder dem mit der transparenten Elektrode 10 verbundenen Draht, und der Deckelektrode 30 angeordnet ist.
Durch diese Gestaltung ist die als erstes Ausführungsbeispiel konstruierte organische lichtemittierende Diodenvorrichtung 101 mit einer einfachen Struktur ausgebildet und unterbindet wirkungsvoll das Eindringen von Feuchtigkeit oder Sauerstoff in eine organische Emissionsschicht 20.
Genauer kann die als erstes Ausführungsbeispiel konstruierte organische lichtemittierende Diodenvorrichtung 101 das Eindringen von Feuchtigkeit oder Sauerstoff in die organische Emissionsschicht 20 wirkungsvoll verhindern, indem sie die als Kathode fungierende Deckelektrode 30 und die Abdichtung 350 aufweist, ohne ein zusätzliches Dichtungselement aufzuweisen.
Weiterhin isoliert der in der Deckelektrode 30 enthaltene Oxidfilm 302 nicht nur die Deckelektrode 30 vor der Außenumgebung, sondern unterbindet zudem das Eindringen von Feuchtigkeit oder Sauerstoff in die organische Emissionsschicht 20.
Nachfolgend soll unter Bezugnahme auf 2, 3, 7 und 8 ein Verfahren zur Herstellung einer organischen lichtemittierenden Diodenvorrichtung 101 als Ausführungsbeispiel gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. 2 und 3 zeigen Querschnittdarstellungen, in denen nacheinander die organische lichtemittierende Diodenvorrichtung aus 1 während eines Herstellungsprozesses gemäß einem Herstellungsverfahren als eine Ausführungsform gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung dargestellt ist. 7 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung einer organischen lichtemittierenden Diodenvorrichtung als Ausführungsbeispiel gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung darstellt. 8 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Ausbildung einer Abdichtung auf einer organischen lichtemittierenden Diodenvorrichtung als Ausführungsbeispiel gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung darstellt.
Wie in 2 und 7 gezeigt, wird zuerst ein Substrathauptkörper 111 aus einem transparenten Isoliersubstrat, das aus Glas, Quarz und Keramik besteht, hergestellt, in Schritt S100 kann jedoch ein transparentes flexibles Substrat, das aus Kunststoff besteht, bereitgestellt werden.
Danach werden in Schritt S110 nacheinander eine transparente Elektrode 10 und eine organische Emissionsschicht 20 auf dem Substrathauptkörper 111 ausgebildet. Dabei wird die organische Emissionsschicht 20 durch ein Verfahren der thermischen Verdampfung ausgebildet, das ein Verfahren der thermischen Abscheidung ist. Die transparente Elektrode 10 wird aus dem Material hergestellt, das Indiumzinnoxid (ITO) und/oder Indiumzinkoxid (IZO) und/oder Zinkoxid (ZnO) und/oder Indiumoxid (In₂O₃) aufweist.
Anschließend wird in Schritt S120 die Deckelektrode 30 auf der organischen Emissionsschicht 20 ausgebildet. Die Deckelektrode 30 wird durch die Abscheidung einer Metallschicht auf einer organischen Emissionsschicht 20 und durch die Ausbildung eines Oxidfilms 302 (3) durch die Oxidation der ersten Oberfläche 30a, die der zweiten Oberfläche 30b der Metallschicht gegenüberliegt, welche der organischen Emissionsschicht 20 zugewandt ist, ausgebildet. Dabei kann die Metallschicht durch Sputtern oder thermische Abscheidung ausgebildet werden. Die Metallschicht kann Aluminium (Al), Silber (Ag), Gold (Au) oder Magnesium (Mg) aufweisen.
Die Deckelektrode 30 weist zudem eine Dicke im Bereich von etwa 150 nm bis etwa 5000 nm auf.
Falls die Deckelektrode 30 dagegen durch thermische Abscheidung ausgebildet wird, kann die Deckelektrode 30 relativ gesehen Kontinuität mit der organischen Emissionsschicht 20 aufweisen, die durch die thermische Abscheidung ausgebildet wird.
Wie in 3 gezeigt, wird danach in Schritt S130 eine Abdichtung 350, die die Seitenfläche 20a der organischen Emissionsschicht 20 bedeckt, auf dem Substrathauptkörper 111 ausgebildet.
Wie in 8 gezeigt, läuft das Verfahren zur Ausbildung der Abdichtung 350 folgendermaßen ab: Zuerst wird in Schritt S132 eine Dichtungsmischung, für die eine Fritte, anorganische Partikel, ein organisches Bindemittel und ein Lösungsmittel gemischt werden, auf dem Substrathauptkörper 111 aufgebracht, wobei ein Teil der Dichtungsmischung den Rand 30c der Deckelektrode 30 überlappt. Das heißt, dass die Dichtungsmischung vom Rand 111a des Substrathauptkörpers 111 bis zum Rand 30c der Deckelektrode 30 aufgebracht wird. Danach wird die Dichtungsmischung erhitzt und getrocknet, so dass ein Teil des organischen Bindemittels und des Lösungsmittels entfernt wird (Schritt S134). Weiterhin wird die getrocknete Dichtungsmischung zuerst mit einem Laserstrahl 500 bestrahlt, so dass der verbleibende Teil des organischen Bindemittels und des Lösungsmittels entfernt wird (Schritt S136). Zur Härtung der Dichtungsmischung ohne organisches Bindemittel und Lösungsmittel wird zudem der Laserstrahl 500 danach zur Ausbildung einer Abdichtung 350 eingestrahlt (Schritt S138). Der anorganische Partikel weist Siliziumoxid (SiO₂) und/oder Bariumoxid (Bao) und/oder Bismutoxid (Bi₂O₃) und/oder Aluminiumoxid (Al₂O₃) und/oder Titanoxid (TiO₂) und/oder Tantaloxid (Ta₂O₅) und/oder Zinkoxid (ZnO) auf. Wenn die Abdichtung 350 mit dem Laser 500 bestrahlt wird, absorbieren die anorganischen Partikel in der Abdichtung 350 den Laserstrahl und beschleunigen dadurch die Härtung der Abdichtung 350. Wie oben beschrieben, unterbindet die Abdichtung 350, die aus der Fritte besteht, die die anorganischen Partikel aufweist, wirkungsvoll das Eindringen von Feuchtigkeit oder Sauerstoff in die Seitenfläche der organischen Emissionsschicht 20.
Durch das oben beschriebene Herstellungsverfahren kann die organische lichtemittierende Diodenvorrichtung 101 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel effizient hergestellt werden.
Nachfolgend soll eine organische lichtemittierende Diodenvorrichtung 102, die als zweites Ausführungsbeispiel gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung konstruiert ist, unter Bezugnahme auf 4 beschrieben werden.
Wie in 4 gezeigt, weist die als zweites Ausführungsbeispiel konstruierte organische lichtemittierende Diodenvorrichtung 102 eine Deckelektrode 40 auf, die eine Vielzahl von Metallschichten 41 und 42 aufweist. Weiterhin weist die oberste Schicht aus der Vielzahl der Metallschichten 41 und 42, d. h., die Metallschicht 42, die am Weitesten entfernt von der organischen Emissionsschicht 20 angeordnet ist und nach außen hin freiliegt, einen Oxidfilm 402 auf, der auf der Oberfläche ausgebildet ist, die der der organischen Emissionsschicht 20 zugewandten Oberfläche gegenüberliegt. Weiterhin wird die Vielzahl der Metallschichten 41 und 42 aus verschiedenen Metallen hergestellt. Dadurch können die Metallschichten 41 und 42 ihre jeweiligen Nachteile gegenseitig kompensieren. Infolgedessen kann die organische lichtemittierende Diodenvorrichtung 102 das Eindringen von Feuchtigkeit oder Sauerstoff in die organische Schicht 20 wirkungsvoll und stabil unterbinden.
Das zweite Ausführungsbeispiel ist jedoch nicht darauf beschränkt. Das heißt, die Vielzahl der Metallschichten 41 und 42 kann auch mit dem gleichen Metall ausgebildet werden.
Durch diese Gestaltung weist die als zweites Ausführungsbeispiel konstruierte organische lichtemittierende Diodenvorrichtung 102 eine einfache Struktur auf und kann weiterhin das Eindringen von Feuchtigkeit oder Sauerstoff in die organische Emissionsschicht 20 wirkungsvoll unterbunden werden.
Abgesehen von dem Verfahren der aufeinanderfolgenden Abscheidung einer Vielzahl von Metallschichten 41 und 42 zur Ausbildung der Deckelektrode 40 entspricht das Verfahren zur Herstellung der organischen lichtemittierenden Diodenvorrichtung 102 als zweites Ausführungsbeispiel dem Verfahren zur Herstellung der organischen lichtemittierenden Diodenvorrichtung 101 als erstes Ausführungsbeispiel.
Nachfolgend soll unter Bezugnahme auf 5 eine organische lichtemittierende Diodenvorrichtung 103, die als drittes Ausführungsbeispiel gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung konstruiert ist, beschrieben werden.
Wie in 5 gezeigt, weist die als drittes Ausführungsbeispiel konstruierte lichtemittierende Diodenvorrichtung 103 eine Deckelektrode 50 auf, die eine Vielzahl von Metallschichten 51 und 52 aufweist, wobei ein Oxidfilm 501 auf der Grenzfläche zwischen den Metallschichten 51 und 52 ausgebildet ist. Weiterhin weist die oberste Schicht aus der Vielzahl der Metallschichten 51 und 52, d. h., die Metallschicht 52, die am Weitesten entfernt von der organischen Emissionsschicht 20 angeordnet ist und nach außen hin freiliegt, einen Oxidfilm 502 auf, der auf der ersten Oberfläche 52a ausgebildet ist, die der der organischen Emissionsschicht 20 zugewandten zweiten Oberfläche 52b der Metallschicht 52 gegenüberliegt. Die Oxidfilme 501 und 502 sind relativ gesehen härter als die Metallschichten 51 und 52.
Wie oben beschrieben, weist die organische lichtemittierende Diodenvorrichtung 103 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel die Deckelektrode 50 auf, die die Vielzahl von Oxidfilmen 501 und 502 aufweist, so dass sich das Eindringen von Feuchtigkeit oder Sauerstoff in die organische Emissionsschicht 20 wirkungsvoll unterbinden lässt.
Abgesehen vom Verfahren der aufeinanderfolgenden Ausbildung der Vielzahl der Metallschichten 51 und 52 und der Oxidfilme 501 und 502 zur Ausbildung der Deckelektrode 40 entspricht das Verfahren zur Herstellung der organischen lichtemittierenden Diodenvorrichtung 103 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel dem Verfahren zur Ausbildung der organischen lichtemittierenden Diodenvorrichtung 101 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Nachfolgend soll unter Bezugnahme auf 6 eine organische lichtemittierende Diodenvorrichtung, die als Versuchsbeispiel gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel konstruiert ist, und eine organische lichtemittierende Diodenvorrichtung, die als Vergleichsbeispiel konstruiert ist, beschrieben werden. Das Versuchsbeispiel weist die Deckelektrode 30 aus 1 als erstes Ausführungsbeispiel auf. Genauer weist die Deckelektrode 30 des Versuchsbeispiels eine Dicke von 300 nm auf. Das Vergleichsbeispiel weist dagegen eine Deckelektrode 30 auf, die eine Dicke von 100 nm aufweist.
6 zeigt die Verschlechterung des Luminanzverhältnisses als Funktion der Nutzungszeit der organischen lichtemittierenden Diodenvorrichtung, die als erstes Ausführungsbeispiel konstruiert ist, und der organischen lichtemittierenden Diodenvorrichtung, die als Vergleichsbeispiel konstruiert ist.
Wie in 6 gezeigt, beträgt im Falle des Versuchsbeispiels das Luminanzverhältnis nach einer Nutzungszeit von über 700 Stunden über 50%. Im Falle des Vergleichsbeispiels hat sich das Luminanzverhältnis dagegen nach einer Nutzungszeit von etwa 500 Stunden auf unter 50% verringert. Der Grund dafür ist, dass Feuchtigkeit oder Sauerstoff in die organische Emissionsschicht 20 eingedrungen sind, so dass sich die Lebensdauer der organischen Emissionsschicht 20 verringert hat.
Daher lässt sich aufgrund des vorliegenden Versuchsbeispiels bestätigen, dass die Deckelektrode 30 das Luminanzverhältnis während der adäquaten Nutzungszeit ohne separates Dichtungselement bei mehr als einem vorbestimmten Grad aufrechterhalten kann, wenn die Deckelektrode 30 als Kathode die Dicke von über 150 nm aufweist.
Obgleich diese Offenbarung in Verbindung mit dem, was derzeit als praktische Ausführungsbeispiele gilt, beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt, sondern soll verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken, die im Schutzbereich der beigefügten Ansprüche enthalten sind.
Bezugszeichenliste

101, 102, 103: organische lichtemittierende Diodenvorrichtung
10: transparente Elektrode
20: organische Emissionsschicht
30, 40, 50: Deckelektrode
111: Substrathauptkörper
302, 402, 501, 502: Oxidfilm
350: Abdichtung

Claims

Organische lichtemittierende Diodenvorrichtung (101, 102, 103), aufweisend: einen Substrathauptkörper (111); eine transparente Elektrode (10), die auf dem Substrathauptkörper (111) ausgebildet ist; eine organische Emissionsschicht (20), die auf der transparenten Elektrode (10) ausgebildet ist; eine Deckelektrode (30, 40, 50), die auf der organischen Emissionsschicht (20) ausgebildet ist und aus einem Metall besteht; und eine Abdichtung (350), die derart auf dem Substrathauptkörper (111) ausgebildet ist, dass sie einen Rand (30c) der Deckelektrode (30, 40, 50) überlappt und eine Seitenfläche (20a) der organischen Emissionsschicht bedeckt.
Organische lichtemittierende Diodenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Deckelektrode (30, 40, 50) einen Oxidfilm (302, 402, 502) aufweist, der auf einer ersten Oberfläche (30a) der Deckelektrode (30, 40, 40) ausgebildet ist, die einer zweiten Oberfläche (30b) der Deckelektrode (30, 40, 50) gegenüberliegt, welche der organischen Emissionsschicht (20) zugewandt ist.
Organische lichtemittierende Diodenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Deckelektrode (30, 40, 50) eine Dicke im Bereich zwischen 150 nm und 5000 nm aufweist.
Organische lichtemittierende Diodenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Deckelektrode (30, 40, 50) aus zumindest einem Metall ausgebildet ist, das aus Aluminium (Al), Silber (Ag), Gold (Au) und Magnesium (Mg) ausgewählt ist.
Organische lichtemittierende Diodenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abdichtung (350) aus einer Fritte besteht, die anorganische Partikel aufweist, die aus zumindest einem Material ausgebildet sind, das aus Siliziumoxid (SiO₂), Bariumoxid (BaO), Bismutoxid (Bi₂O₃), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Titanoxid (TiO₂), Tantaloxid (Ta₂O₅) und Zinkoxid (ZnO) ausgewählt ist.
Organische lichtemittierende Diodenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Deckelektrode (40, 50) eine Vielzahl von Metallschichten (41, 42, 51, 52) aufweist.
Organische lichtemittierende Diodenvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Vielzahl von Metallschichten (41, 42, 51, 52) der Deckelektrode (40, 50) aus verschiedenen Metallen besteht.
Organische lichtemittierende Diodenvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 und 7, wobei ein Oxidfilm (501) auf einer Grenzfläche zwischen zwei benachbarten Metallschichten (51, 52) ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung einer organischen lichtemittierenden Diodenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellung eines Substrathauptkörpers (111); Ausbildung einer transparenten Elektrode (10) auf dem Substrathauptkörper (111); Ausbildung einer organischen Emissionsschicht (20) auf der transparenten Elektrode (10); Ausbildung einer Deckelektrode (30, 40, 50), die einen Oxidfilm (302, 402, 502) aufweist, durch die Ausbildung einer Metallschicht auf der organischen Emissionsschicht (20) und die Oxidation einer ersten Oberfläche (30a) der Metallschicht, die einer zweiten Oberfläche (30b) der Metallschicht gegenüberliegt, welche der organischen Emissionsschicht (20) zugewandt ist; und Ausbildung einer Abdichtung (350), die eine Seitenfläche (20a) der organischen Emissionsschicht (20) bedeckt, auf dem Substrathauptkörper (111).
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Deckelektrode (30, 40, 50) durch Sputtern ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Deckelektrode (30, 40, 50) durch thermische Abscheidung ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die organische Emissionsschicht (20) durch thermische Abscheidung ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die Ausbildung der Abdichtung (350) aufweist: Aufbringen einer Dichtungsmischung, die eine Fritte, anorganische Partikel, ein organisches Bindemittel und ein Lösungsmittel aufweist, auf dem Substrathauptkörper (111) zum Bedecken eines Randes (30c) der Deckelektrode (30, 40, 50); Trocknen der Dichtungsmischung durch Wärme zum Entfernen eines Teils des organischen Bindemittels und des Lösungsmittels; zuerst die Bestrahlung der getrockneten Dichtungsmischung mit einem Laserstrahl zum Entfernen des verbleibenden Teils des organischen Bindemittels und des Lösungsmittels; und danach die Bestrahlung mit dem Laserstrahl zur Härtung der Dichtungsmischung ohne organisches Bindemittel, so dass die Abdichtung (350) ausgebildet wird.