TWI381566B - 其中一層含有客體材料之電子裝置及形成該電子裝置之方法 - Google Patents
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Description
本發明大體而言係關於電子裝置及形成該電子裝置之方法，且更具體言之，本發明係關於其中一層含有一或多個客體材料之電子裝置及形成該電子裝置之方法。
在日常生活中繼續更加廣泛地使用含有有機電子裝置之電子裝置。有機電子裝置之實例含有有機發光二極體("OLED")。生產全色OLED之當前研究係針對具成本效益之開發、用於生產彩色像素之高產出方法。對於單色顯示器之製造而言，已廣泛採用旋塗方法。然而，全色顯示器之製造通常需要對單色顯示器之製造中所用之程序進行某些修正。舉例而言，為了製造具有全色影像之顯示器，將每一顯示像素劃分為三個子像素，每一子像素發射三原色中之一者：紅色、綠色及藍色。全色像素劃分為三個子像素已導致需要修正在製造OLED顯示器期間將不同有機聚合材料沉積於單一基板上之當前方法。
一用於將有機材料層沉積於基板上之此方法為噴墨印刷。參看圖1，第一電極120(例如，陽極)形成於基板100上。此外，為了形成像素及子像素，井結構130形成於基板100上以將墨滴限制於基板100上之某些位置。井結構130通常為1至5微米厚且由電絕緣體製成。電荷傳遞層140(例如，電洞傳遞層)及有機活性層150可藉由將層140及150中每一者連續地噴墨印刷於第一電極120上而形成。
一或多個客體材料可能與或可能不與有機活性層150相混合。舉例而言，位於最接近圖1之左側之井結構130的開口內之有機活性層150可含有紅色客體材料，且接近圖1之中心的井結構130之開口內之有機活性層150可含有綠色客體材料，且最接近圖1之右側之井結構130之開口內的有機活性層150可含有藍色客體材料。井結構130易於減少顯示器之孔徑比，且因此，需要較高電流以達成如顯示器之使用者所見之足夠發射強度。
在一替代方法中，電荷傳遞層140及有機活性層150可形成有井結構或形成無井結構。具有不同客體材料之墨水可置放於有機活性層150之區域上。該等墨水可含有共軛聚合物。在將墨水置放於有機活性層150上之後，執行擴散步驟以驅使來自覆蓋聚合物之客體材料進入有機活性層150中。第二電極(未說明)形成於有機活性層150及墨水上。
當使用此方法用於藉由此方法形成之有機電子裝置時，會出現許多問題。首先，大多數客體材料不會擴散進入有機活性層150中。通常，來自墨水之客體材料之25%或更少擴散進入有機活性層150中。因此，大多數客體材料位於有機活性層150之外部。
其次，使用此墨水擴散方法形成之電子組件具有較差之效率。作為比較之基礎在有機活性層形成於基板上之前，可混合相同主體材料(如有機活性層150)與客體材料。可對主體材料與客體材料之組合進行旋塗且隨後對其進行處理以形成電子組件。該經旋塗之電子組件將被稱為相應習知電子組件，其係因為有機活性層具有與擴散組件相同之主體材料及客體材料。藉由墨水擴散方法形成之電子組件具有低於其相應習知電子組件之效率。歸因於較低效率，使用墨水擴散方法形成之電子組件所具有之強度太低而不能用於市售顯示器。
第三，此墨水擴散方法導致客體材料濃度之極為非均一之分佈，從而導致具有電子裝置之電極之間的高濃度梯度(藉由距離劃分之濃度的改變)。接近第二電極之有機活性層150內之客體材料濃度通常比接近第一電極120之有機活性層150內的客體材料濃度梯度高至少兩個及通常若干個數量級。高客體材料濃度梯度使顯示器幾乎不能使用，尤其隨著時間的流逝。隨著第一與第二電極之間之電位差改變，有機活性層150內之電子及電洞之再組合的位置亦發生改變，向第一電極120移動更近或進一步遠離第一電極120而移動(視電位差之相對改變而定)。當該再組合較接近第二電極時，較多客體材料出現於再組合位置處。當再組合較接近第一電極120時，較少客體材料出現於再組合位置處。
隨著第一與第二電極之間的電位差改變，有機活性層150中之此客體材料濃度梯度導致自電子組件發射不同光譜。注意，通常藉由增加電流來達成較高強度，其接著通常藉由增加第一與第二電極之間的電位差而發生。因此，單色(意即，"灰度階")之強度控制較為困難，此係因為發射光譜隨強度之改變而改變，其兩者皆由第一與第二電極之間的電位差之改變而導致。
隨著組件老化，用於相同強度所需之電流量通常會增加。若主體材料能夠發射藍光，同時強度隨時間衰減且電流增加(設法使強度隨時間而保持相對恆定)，則紅色及綠色摻雜之像素的發射關於其初始特徵之發射而言可變得更加藍。隨著組件老化，增加操作電壓以維持恆定亮度。若主體材料中之客體材料濃度分佈並不十分均一，則隨著增加操作電壓以抵銷亮度衰減，紅色及綠色像素之發射光譜可能由於再結合區位置及發射層內寬度之改變而開始含有藍色組件。
第四，由於對有機活性層150之厚度的敏感性，墨水擴散方法幾乎不可能在製造中使用。厚度之相對較小改變可對有機活性層150內之客體材料濃度分佈具有巨大影響。對於顯示器而言，在製造過程期間由於有機作用150之厚度之變化，使用者將自逐個顯示器或甚至在單一顯示器之陣列內觀察到變化。
不同習知方法使用氣相或固相擴散方法。兩方法皆遭受先前所述之類似問題。若擴散足夠長以使得在整個層厚度上客體材料之濃度更加均一(意即，減少電極之間的濃度梯度)，則橫向擴散將會過大且可因為像素將需要更大而導致低解析度。或者，若橫向擴散可保持於可接受之高解析度位準，則整個有機層厚度之客體材料濃度可能大得不可接受。在一些實例中，兩個問題皆可發生(意即，不可接受之大橫向擴散，同時在電子裝置之電極之間具有極為高的濃度)。
一種形成電子裝置之方法含有在一基板上形成第一層及在該第一層之第一部分上置放第一液體組合物。該第一液體組合物含有至少一第一客體材料及一第一液體介質。該第一液體組合物與第一層進行接觸且大量第一客體材料與第一層混合。
電子裝置含有一基板及一覆蓋該基板之連續第一層。該連續層含有：第一部分，一電子組件位於其中；及第二部分，無電子組件位於其中。該第一部分具有至少30奈米之厚度且含有第一客體材料，且該第二部分具有不大於40奈米之厚度。
先前之大致描述及以下詳細描述僅為例示性及說明性的且並不限制本發明，如附加申請專利範圍中所界定的。
一種形成電子裝置之方法含有在一基板上形成第一層及在該第一層之第一部分上置放第一液體組合物。該第一液體組合物含有至少一第一客體材料及一第一液體介質。該第一液體組合物與該第一層進行接觸且大量該第一客體材料與該第一層混合。
在一實施例中，第一層：(1)能夠發射具有在目標波長或在目標波長光譜內最大之發射的輻射；或(2)經設計以對目標波長上或目標波長光譜內之輻射進行回應，其中目標光譜之寬度不大於150奈米。第一客體材料：(1)能夠發射具有在目標波長或在目標波長光譜內最大之發射的輻射；或(2)經設計以對目標波長或目標波長光譜內之輻射進行回應。在一特定實施例中，第一層及第一客體材料中每一者具有在藍光光譜內最大之發射。
在另一實施例中，該方法進一步含有：在形成第一層之前於基板上形成第二層；及致密化第二層之至少一部分。該第一層在致密化之後形成於第二層上。在一特定實施例中，第一及第二層大體上具有相同組合物。在另一特定實施例中，第二層大體上防止第一客體材料與基板混合。在又一特定實施例中，致密化含有交聯第二層。在一更加特定實施例中，該方法進一步含有交聯第一層，其中該第一層含有第一材料；該第二層含有第二材料。執行交聯該第一層以使得一些(但非所有)第一材料得以交聯，且執行交聯該第二材料，至少直至大體所有第二材料得以交聯為止。
在又一實施例中，該方法進一步含有將第二液體組合物置放於第一層之第二部分上。該第二液體組合物含有至少一第二客體材料及一第二液體介質。該第二客體材料不同於第一客體材料，且該第二液體組合物與第一層進行接觸且大量第二客體材料與第一層混合。該方法亦含有將第三液體組合物置放於第一層之第三部分上。該第三液體組合物含有至少一第三客體材料及一第三液體介質，其中該第三客體材料不同於第一及第二客體材料中之每一者。該第三液體組合物與第一層進行接觸且大量第三客體材料與第一層混合。在一特定實施例中，第一層(如所形成的第一層)具有不大於40奈米之厚度。第一層與第一客體材料之第一組合物具有至少60奈米之厚度，第一層與第二客體材料之第二組合物具有至少30奈米之厚度，且第一層與第三客體材料之第三組合物具有至少60奈米之厚度。
在一實施例中，大體上所有第一客體材料與第一層混合。在另一實施例中，使用精確沉積技術來執行將第一液體組合物置放於第一層上。在又一實施例中，形成第一層含有形成一連續層。在進一步實施例中，第一層為濾光層之至少一部分。在又一進一步實施例中，藉由該方法形成一電子裝置。在該電子裝置中，第一層內之第一客體材料為輻射發射電子組件或輻射回應電子組件之部分。
電子裝置含有一基板及一覆蓋該基板之連續第一層。該連續層含有：第一部分，一電子組件位於其中；及第二部分，無電子組件位於其中。該第一部分具有至少30奈米之厚度且含有第一客體材料，且該第二部分具有不大於40奈米之厚度。
在一實施例中，連續第一層含有額外第一部分，且電子裝置含有第一電子組件。該等第一電子組件中每一者含有第一電極、第二電極，及位於第一與第二電極之間的第一部分中之至少一者。在一特定實施例中，該連續第一層含有第三部分及第四部分。第三部分具有至少30奈米之厚度且含有第二客體材料，且第四部分具有至少30奈米之厚度且含有第三客體材料。該電子裝置含有第二電子組件及第三電子組件。該等第二電子組件中每一者含有第三電極、第四電極，及位於第三與第四電極之間的第二部分中之至少一者。該等第三電子組件中每一者含有第五電極、第六電極，及位於第五與第六電極之間的第三部分中之至少一者。在一更加特定實施例中，第一電子組件為輻射發射電子組件或輻射回應電子組件。
在另一實施例中，連續第一層：(1)能夠發射具有在目標波長或目標波長光譜內最大之發射的輻射；或(2)經設計以對目標波長或目標波長光譜內之輻射進行回應，其中該目標光譜寬度不大於150奈米。第一客體材料：(1)能夠發射具有在目標波長或在目標波長光譜內最大之發射的輻射；或(2)經設計以對目標波長或目標波長光譜內之輻射進行回應。在一特定實施例中，連續第一層及第一客體材料中每一者具有在藍光光譜內最大之發射。
在一進一步實施例中，該電子裝置進一步含有一位於基板與連續第一層之間的第二層。該連續第一層含有第一材料，其中一些(但非所有)第一材料被交聯。該第二層含有第二材料，其中大體所有第二材料被交聯。在又一進一步實施例中，連續第一層為濾光層之至少一部分。
本發明之其他特徵及優點將自以下詳細描述及申請專利範圍顯而易見。詳細描述首先處理術語之界定及闡明，其後為使用液體組合物進行混合、液體組合物、在引入(多個)液體組合物之前的製造、(多個)液體組合物之引入、製造之剩餘物、替代實施例、電子裝置之電子操作、優點，及最終為實例。
在處理以下所述實施例之細節之前，對一些術語進行界定或闡明。術語"陣列"、"周邊電路"及"遠端電路"係用以意味著電子裝置之不同區域或組件。舉例而言，陣列可含有像素、單元或有序配置(通常由行及列來表示)內之其他結構。該等像素、單元或陣列內之其他結構可局部地藉由周邊電路加以控制，該周邊電路可位於與陣列相同但位於陣列本身外部之電子裝置內。遠端電路通常位於遠離周邊電路處且可將訊號發送至陣列或自陣列接收訊號(通常經由周邊電路)。遠端電路亦可執行與陣列不相關之功能。遠端電路可能或可能不位於具有陣列之基板上。
術語"藍光"係用以意味著輻射，該輻射具有在約400至500奈米之範圍內的波長處最大之發射。
術語"緩衝層"或"緩衝材料"係用以意味著一或多個導電或半導電材料且可在一電子裝置中具有一或多個功能，其含有下層之平坦化、電荷傳遞或電荷注入特性、一或多個雜質之淨化，諸如氧或金屬離子，或有助於或改良電子裝置之效能的另一態樣。緩衝材料可為聚合物、溶液、分散液、懸浮液、乳液、膠狀混合物、另一組合物或其任何組合。
當提及層、材料、部件或結構時，術語"電荷阻斷"係用以意味著此層、材料、部件或結構顯著減小了電荷與另一層、材料、部件或結構混合之可能性。
當提及層、材料、部件或結構時，術語"電荷注入"係用以意味著此層、材料、組件或結構促進電荷遷移進入相鄰層、材料、部件或結構中。
當提及層、材料、部件或結構時，術語"電荷傳遞"係用以意味著此層、材料、組件或結構有助於此電荷以相對有效及較小電荷損失遷移通過此層、材料、部件或結構之厚度。
當提及層時，術語"連續"係用以意味著一層，該層覆蓋整個基板或基板之部分(例如，陣列)而在該層中無任何斷裂。注意，連續層可具有一部分，其局部地薄於另一部分且若在該層中無斷裂或間隙則仍為連續的。
術語"交聯"係用以意味著形成連接複雜分子中之兩相鄰原子鏈的鍵。
當提及層、部件或結構時，術語"致密化"係用以意味著使該層、部件或結構進入一狀態，在該狀態中此層、部件或結構較少受到與一或多個接觸或者曝露於此層、部件或結構之材料相互作用的影響。致密化可含有退火、交聯或其他聚合、硫化、鈍化(減少不飽和鍵之數目)，或其任何組合。
術語"電子組件"係用以意味著執行電氣或電輻射(例如，電光)功能之電路的最低級單元。電子組件可含有電晶體、二極體、電阻器、電容器、電感器、半導體雷射器、光學開關或其類似物。電子組件不含有寄生電阻(例如，導線之電阻)或寄生電容(例如，連接至不同電子組件之兩導體之間的電容耦合，其中該等導體之間的電容器係並非故意置放的或為偶然置放的)。
術語"電子裝置"係用以意味著電路、電子組件，或(在經適當地連接且供應有(多個)適當電位時)共同執行一功能之其組合的集合。電子裝置可含有一系統之部分或可為一系統之部分。電子裝置之實例含有顯示器、感應器陣列、電腦系統、航空電子系統、汽車、行動電話，或其他消費型或工業電子產品。
術語"最大發射"係用以意味著所發射輻射之最大強度。該最大發射具有相應波長或相應波長光譜(例如，紅光、綠光或藍光)。
當提及層、材料、部件或結構時，術語"濾光片"係用以意味著層、材料、部件或結構與輻射發射或輻射回應層分開，其中該濾光片用於限制透射通過此層、材料、部件或結構之輻射的波長。舉例而言，紅色濾光層可大體允許僅來自可見光譜之紅色光通過紅色濾光層。因此，紅色濾光層濾出綠光及藍光。
術語"綠光"係用以意味著具有在約500至600奈米之範圍內的波長處最大之發射的輻射。
術語"客體材料"係用以意味著一材料，在一含有主體材料之層內，其與缺乏此材料之層的輻射發射、接收或濾光之(多個)電子特徵或波長相比，改變該層的輻射發射、接收或濾光之電子特徵或目標波長。
術語"主體材料"係用以意味著一通常以層形式之材料，客體材料可添加至該材料。主體材料可能或可能不具有(多個)電子特徵或發射、接收或濾光輻射之能力。
術語"混合"及其變體係用以廣泛地理解為將一材料與一層、部件、結構或另一材料混合而不使用外部電場，且涵蓋攪動、溶解、擴散、乳化、懸浮(對於懸浮液)或其組合。該材料可進入該層、部件、結構或其他材料中；該層、部件、結構或其他材料可進入該材料中；或其組合。因此，移動之"方向"與混合無關。混合不需要達成層、部件、結構或其他材料內之材料的均一或大體均一之濃度。混合不含有離子植入。
術語"液體組合物"係用以意味著有機作用材料，其溶解於液體介質中以形成溶液，分散於液體介質中以形成分散液，或懸浮於液體介質中以形成懸浮液或乳液。
術語"液體介質"係用以意味著溶液、分散液、懸浮液或乳液內之液體。使用液體介質而不管一或多個溶劑是否存在，且因此，將液體介質用作該術語之單數或複數形式(意即，液體介質)。
術語"有機活性層"係用以意味著一或多個有機層，其中該等有機層中至少一者單獨地或在與不同材料相接觸時能夠形成一精鎦接合。
術語"精確沉積技術"係用以意味著一沉積技術，其能夠將一或多個材料沉積於一厚度不大於約一毫米之基板上。圓罩、框、井結構、圖案化層或其他(多個)結構可存在於此沉積期間。此等技術之非限制實例含有絲網印刷、噴墨印刷、溶液分配、針吸、選擇性印刷及其組合。
術語"輻射發射組件"係用以意味著電子組件，其在經適當偏壓時，發射目標波長或波長光譜之輻射。該輻射可在可見光譜內或在可見光譜(紫外線("UV")或紅外線("IR"))外部。發光二極體為輻射發射組件之實例。
術語"輻射回應組件"係用以意味著電子組件可感應或回應目標波長或目標波長光譜之輻射。該輻射可在可見光譜內或在可見光譜(UV或IR)之外部。光電偵測器、IR感應器、生物感應器及光電電池為輻射回應組件之實例。
術語"精鎦接合"係用以意味著半導體層內之接合或由半導體層與不同材料(其中一類型之電荷載流子以一方向更容易地(與相反方向相比)流經該接合)之間的介面形成之接合。pn接合為可用作二極體之精鎦接合之實例。
術語"紅光"係用以意味著具有在約600至700奈米之範圍內的波長處最大之發射的輻射。
術語"光譜"係用以意味著多於一個波長。光譜可對應於波長之一或多個範圍。該等範圍可相鄰、重疊、間隔分開或其任何組合。
術語"大量"係用以基於質量而意味著原始量之至少三分之一。舉例而言，當大量客體材料位於有機層內時，置放於有機層上之液流或液滴(原始量之客體材料)之容量中的客體材料之至少三分之一位於該有機層內。
正如本文中所使用的，術語"包含(comprises或comprising)"、"含有(include或including)"、"具有(has或having)"或其任何其他變化係用以涵蓋非獨有之含有。舉例而言，過程、方法、物件或包含一列元件之設備不必僅限於彼等元件而是可含有未明確列出或此過程、方法、物件或設備固有之其他元件。另外，除非明確相反地陳述，"或"係指或(inclusive or)而非異或(exclusive or)。舉例而言，條件A或B可藉由以下中之任何一者來滿足：A為真(或存在)且B為假(或不存在)，A為假(或不存在)且B為真(或存在)，且A與B皆為真(或存在)。
此外，為了清晰之目的且為了給出本文所述之實施例之範疇的一般意義，採用"一(a或an)"之使用以描述"一(a或an)"所指之一或多個物件。因此，應閱讀該描述，使其在無論何時使用"一(a或an)"時含有一個或至少一個，且單數亦含有複數個，除非在其他方面明確意味著相反的意思。對應於元素週期表內之行的族數使用如在CRC Handbook of Chemistry and Physics，第81版(2000年)中所見之"新符號New Notation"約定。
除非在其他方面進行界定，否則本文所用之所有技術及科學術語具有與普通熟習本發明所屬之技術者所共同理解之相同意義。雖然關於本發明之實施例或製造或使用其之方法在本文中描述了合適之方法及材料，但可在不偏離本發明之範疇的情況下使用類似於或等效於所述彼等之其他方法及材料。本文中所提及之所有公開案、專利申請案、專利及其他參考之全文皆以引用的方式併入本文中。在有衝突的情況下，含有界定之本說明書將會進行控制。此外，材料、方法及實例僅為說明性的且並非用以進行限制。
本發明之其他特徵及優點將自以下詳細描述及自申請專利範圍顯而易見。
在本文未描述之程度上，關於特定材料、處理動作及電路之許多細節為習知的且可在教科書及有機發光二極體顯示器、光電偵測器、光電伏打電池及半導體技術內之其他來源中找到。
如本說明書中所教示之概念可應用於電子裝置以形成一或多層，其中大量一或多個客體材料至少部分地併入一層內，該層包含至少一主體材料。該層可能或可能不為有機層。在一實施例中，大量為至少約40%，且在另一實施例中，大量為至少約50%。在又一實施例中，大體上所有一或多個客體材料可與一層混合，其中液體組合物與該層接觸。在併入過程中可能存在或可能不存在井結構。更具體言之，含有一或多個客體材料及一液體介質之一或多個液體組合物可為溶液、分散液、乳液或懸浮液之形式。
此段落含有對有機層與液體組合物之間的相互作用之描述。注意，該有機層可為一覆蓋基板之層。或者，基板可不存在或有機層為該基板。雖然此段落中之描述係指具有一個客體材料之液體組合物以簡化理解，但可使用一個以上客體材料，且分散液、乳液或懸浮液之原理係相似的。或者，除了一或多個客體材料之外，液體組合物亦可含有一主體材料，其亦存在於有機層中。液體組合物可置放於精確區域上，其中客體材料與有機層混合。液體組合物之液體介質能夠與有機層一起形成溶液、分散液、乳液或懸浮液以將有機層自大體上固態轉化成以此溶液、分散液、乳液或懸浮液形式之大體上液態。該有機層由於液體介質用作液體組合物而具有良好之可混合性特徵。隨著液體介質將有機層之局部區域轉化成大體上液態，客體材料可與有機層混合。出乎意料地，大多數客體材料會與有機層混合。在一實施例中，大體上所有來自液體組合物之客體材料與有機層混合。客體材料會影響自有機層發射、藉由有機層回應、經由有機層傳輸之輻射或有機層之電子特徵。
用以形成有機層之(多個)主體材料基於電子裝置之應用及電子裝置內之有機層的使用而改變。有機層之至少(多個)部分可用作輻射發射有機活性層、輻射回應有機活性層、濾光層或電子組件(例如，電阻器、電晶體、電容器之至少一部分等)內的層。
印刷設備可用於沉積多種不同材料，含有液體組合物。以下段落僅含有一些而非所有可使用之材料。在一實施例中，使用印刷設備來形成用於電子裝置內之有機層或無機層的一或多個材料。
諸如在與此同時申請之MacPherson等人的題為"Electronic Devices and Processes For Forming the Same"之Attorney Docket第UC0456號中所描述的連續印刷設備極適用於印刷液體組合物。該印刷設備與習知噴墨印刷機相比允許使用較廣泛範圍之操作參數及液體組合物。在一實施例中，一或多個參數可影響液體組合物之流動特徵。黏度為可影響流動特徵之參數。黏度可受液體介質之選擇、液體介質內之固體含量、液體組合物之溫度，或可能地受一或多個其他因素，或其任何組合的影響。黏度可直接受溫度之影響(液體介質之黏度隨溫度降低而升高或隨溫度升高而降低)，或間接受改變液體組合物(意即，使用具有較低或較高沸點之液體介質，改變液體組合物之溫度，或其組合)內之液體介質之蒸發率的影響。在閱讀本說明書之後，熟習此項技術者將瞭解，其具有許多不同方式來允許對液體介質之顯著較大之選擇、待使用之液體組合物的較大範圍固體濃度，或其組合。
液體組合物可為溶液、分散液、乳液或懸浮液之形式。在隨後段落中，給出了固體材料及液體介質之非限制性實例。可基於隨後形成之層的電子或電輻射特性而選擇固體材料(等)。可基於本說明書中隨後描述之標準來選擇液體介質。
當使用印刷設備時，液體組合物可具有大於約2.0重量百分比之(多個)固體之含量而不必擔心阻塞。在一實施例中，該(該等)固體含量在約2.0至3.0重量百分比之範圍內。另外，印刷設備不需使用精確形成之液滴。因此，印刷設備與習知噴墨印刷機相比可使用具有較高黏度或較低沸點之液體組合物。另外，印刷設備與習知噴墨印刷機相比可使用具有較低黏度或較高沸點之液體組合物。此外，液體組合物內之液體介質在印刷之前不需脫氣。舉例而言，用作分配含水溶液內之導電有機材料之習知噴墨印刷機需要對含水溶劑進行脫氣。然而，因為印刷設備允許更大之處理範圍，故對於印刷設備之適當操作而言，不需要進行液體介質之脫氣。
使用印刷設備印刷之有機層可含有一有機活性層(例如，輻射發射有機活性層或輻射回應有機活性層)、濾光層、緩衝層、電荷注入層、電荷傳遞層、電荷阻斷層或其任何組合。有機層可用作電阻器、電晶體、電容器、二極體等之部分。
對於輻射發射有機活性層而言，合適之輻射發射材料含有一或多個小分子材料、一或多個聚合材料，或其組合。小分子材料可含有描述於(例如)美國專利4,356,429("Tang")、美國專利4,539,507("Van Slyke")、美國專利申請公開案第US 2002/0121638號("Grushin")，或美國專利6,459,199("Kido")中之彼等材料中的任何一者或多者。或者，聚合材料可含有描述於美國專利5,247,190("Friend")、美國專利5,408,109("Heeger")，或美國專利5,317,169("Nakano")中之材料中的任何一者或多者。例示性材料為半導電共軛聚合物。此聚合物之實例含有聚(對苯伸乙烯基)(PPV)、PPV共聚物、聚茀、聚苯、聚乙炔、聚烷基噻吩、聚(正乙烯基咔唑)(PVK)，或其類似物。在一特定實施例中，無任何客體材料之輻射發射作用層可發射藍光。
對於輻射回應有機活性層而言，合適之輻射回應材料可含有許多共軛聚合物或電致發光材料。此材料含有(例如)共軛聚合物或電致發光材料及光致發光材料。特定實例含有聚(2－甲氧基，5－(乙基－乙氧基)－1,4－伸苯基伸乙烯基)("MEH－PPV")或MEH－PPV與CN－PPV之複合物。
濾光層之位置可在有機活性層與電子裝置之使用者側之間。濾光層可為基板之部分、電極(例如，陽極或陰極)、電荷傳遞層、電荷注入層、電荷阻斷層；濾光層可位於基板、電極、電荷傳遞層、電荷注入層、電荷阻斷層之任何一者或多者之間，或其任何組合之間。在另一實施例中，濾光層可為一層，其經獨立地製造(同時不附著至基板)且稍後在製造電子裝置內之電子組件之前、期間或之後的任何時刻附著至基板。在此實施例中，濾光層可位於基板與電子裝置使用者之間。
當濾光層與基板分開或為基板之部分，或當濾光片位於基板與最接近基板之電極之間時，合適之材料含有有機材料，其含有聚烯烴(例如，聚乙烯或聚丙烯)；聚酯(例如，聚對苯二甲酸乙二酯或聚萘二酸乙二酯)；聚醯亞胺；聚醯胺；聚丙烯腈，或聚甲基丙烯腈；全氟化或部分氟化聚合物(例如，聚四氟乙烯或四氟乙烯與聚苯乙烯之共聚物)；聚碳酸酯；聚氯乙烯；聚醯胺甲酸酯；聚丙烯酸樹脂，其含有丙烯酸或甲基丙烯酸之酯的均聚物或共聚物；環氧樹脂；酚醛清漆樹脂；或其任何組合。
對於電洞注入層、電洞傳遞層、電子阻斷層或其任何組合而言，合適之材料含有聚苯胺("PANI")、聚(3,4－伸乙二氧基噻吩)("PEDOT")、聚吡咯、有機電荷轉移化合物，諸如四硫富瓦烯四氰基對醌二甲烷("TTF－TCQN")、如Kido中所述之電洞傳遞材料，或其組合。
對於電子注入層、電子傳遞層、電洞阻斷層或其任何組合而言，合適之材料含有金屬螯合類咢辛化合物(例如，Alq3
或鋁(III)雙(2－甲基－8－喹啉根基)4－苯基酚("BAIq"))；菲啉基化合物(例如，2,9－二甲基－4,7－二苯基－1,10－菲啉)("DDPA")或9,10－二苯蒽("DPA")；唑化合物(例如，2－第三－丁基苯基－5－聯二苯－1,3,4－噁二唑("PBD")或3－(4－聯二苯)－4－苯基－5－(4－第三丁基苯基)－1,2,4－三唑("TAZ"))；如Kido中所述之電子傳遞材料；聯二苯蒽衍生物；二萘蒽衍生物；4,4－雙(2,2－聯二苯－乙烯－1－基)－聯二苯("DPVBI")；9,10－二－β－萘基蒽；9,10－二－(基)蒽；9,10－二－(2－萘基)蒽("ADN")；4,4'－雙(咔唑－9－基)聯二苯("CBP")；9,10－雙－[4－(2,2－二苯乙烯)－苯基]－蒽("BDPVPA")；蒽，N－芳基苯幷咪唑(諸如"TPBI")；1,4－雙[2－(9－乙基－3－肼甲醯基)乙烯基]苯；4,4'－雙[2－(9－乙基－3－肼甲醯基)乙烯基]－1,1'－聯二苯；9,10－雙[2,2－(9,9－茀烯)乙烯基]蒽；1,4－雙[2,2－(9,9－茀烯)乙烯基]苯；4,4'－雙[2,2－(9,9－茀烯)乙烯基]－1,1'－聯二苯；苝，替代苝；四－第三丁基苝("TBPe")；雙(3,5－二氟－2－(2－吡啶基)苯基－(2－羧吡啶基))銥III("F(Ir)Pic")；芘，替代芘；苯乙烯胺；氟化伸苯基；氧化唑；1,8－萘二甲醯亞胺；聚喹啉；PPV內之一或多個碳奈米管；或其任何組合。對於諸如電阻器、電晶體、電容器等之電子組件而言，有機層可含有噻吩(例如，聚噻吩、聚(烷基噻吩)、烷基噻吩、雙(二噻吩幷噻吩)、烷基蒽噻吩等)、聚乙炔、幷五苯、酞菁或其任何組合中的一者或多者。
有機染料之實例含有4－二氰亞甲基－2－甲基－6－(對位二甲基氨醯基)－4H－哌喃(DCM)、香豆素、芘、苝、紅螢烯、其衍生物，或其任何組合。
有機金屬材料之實例含有官能化聚合物，其包含與至少一金屬配位之一或多個官能基。供使用而涵蓋之例示性官能基含有羧酸、羧酸鹽、磺酸基、磺酸鹽、具有OH部分之基、胺、亞胺、二亞胺、N－氧化物、磷化氫、氧化膦、β－二羰基，或其任何組合。供使用而涵蓋之例示性金屬含有鑭系金屬(例如，Eu、Tb)、第7族金屬(例如，Re)、第8族金屬(例如，Ru、Os)、第9族金屬(例如，Rh、Ir)、第10族金屬(例如，Pd、Pt)、第11族金屬(例如，Au)、第12族金屬(例如，Zn)、第13族金屬(例如，Al)，或其任何組合。此有機金屬材料含有金屬螯合類咢辛化合物，諸如三(8－羥基醌酸酯基)鋁(Alq3
)；環金屬化銥或鉑電致發光化合物，諸如公開PCT申請案WO 02/02714中所述之具有苯基吡啶、苯基喹啉或苯基嘧啶配位體之銥的錯合物；描述於(例如)公開申請案US 2001/0019782、EP 1191612、WO 02/15645、WO 02/31896及EP 1191614中之有機金屬錯合物；或其任何混合物。
共軛聚合物之實例含有聚(伸苯基伸乙烯基)、聚茀、聚(螺二茀)、其共聚物，或其任何組合。
選擇液體介質亦可為一達成液體組合物之一或多個固有特徵之重要因素。在選擇液體介質時所考慮之因素含有(例如)所得溶液、乳液、懸浮液或分散液之黏度、聚合物材料之分子量、固體裝載、液體介質類型、液體介質沸點、下層基板之溫度、接收客體材料之有機層之厚度，或其任何組合。
在一些實施例中，液體介質含有至少一溶劑。例示性有機溶劑含有鹵化溶劑、膠體形成聚合酸、烴溶劑、芳烴溶劑、醚溶劑、環醚溶劑、醇溶劑、乙二醇溶劑、酮溶劑、腈溶劑、亞碸溶劑、醯胺溶劑，或其任何組合。
例示性鹵化溶劑含有四氯化碳、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯乙烯、氯苯、雙(2－氯乙基)醚、氯甲基乙基醚、氯甲基甲基醚、2－氯乙基乙基醚、2－氯乙基丙基醚、2－氯乙基甲基醚，或其任何組合。
例示性膠體形成聚合酸含有氟化磺酸(例如，氟化烷基磺酸，諸如全氟化乙烯磺酸)，或其任何組合。
例示性烴溶劑含有戊烷、己烷、環己胺、庚烷、辛烷、十氫化萘、石油醚(petroleum ether)、石油醚(ligroine)，或其任何組合。
例示性芳烴溶劑含有苯、萘、甲苯、二甲苯、乙苯、枯烯(異丙苯)1,3,5－三甲苯(三甲基苯)、乙基甲苯、丁基苯、(異丙基甲苯)、二乙苯、異丁基苯、四甲基苯、第二丁基苯、叔丁基苯、苯甲醚、4－甲基苯甲醚、3,4－二甲基苯甲醚，或其任何組合。
例示性醚溶劑含有二乙醚、乙基丙醚、二丙醚、二異丙醚、二丁基醚、甲基第三丁基醚、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、苯甲基醚、異色滿、2－苯基乙基甲醚、正丁基乙醚、1,2－二乙氧乙烷、第二丁基醚、二異丁基醚、乙基正丙醚、乙基異丙醚、正己基甲醚、正丁基甲醚、甲基正丙醚，或其任何組合。
例示性環醚溶劑含有四氫呋喃、二噁烷、四氫哌喃、4－甲基－1,3－二噁烷、4－苯基－1,3－二噁烷、1,3－二氧戊環、2－甲基－1,3－二氧戊環、1,4－二噁烷、1,3－二噁烷、2,5－二甲氧基四氫呋喃、2,5－二甲氧基－2,5－二氫呋喃，或其任何組合。
例示性醇溶劑含有甲醇、乙醇、1－丙醇、2－丙醇、1－丁醇、2－丁醇、2－甲基－1－丙醇(意即，異丁醇)、2－甲基－2－丙醇(意即，第三丁醇)、1－戊醇、2－戊醇、3－戊醇、2,2－二甲基－1－丙醇、1－己醇、環戊醇、3－甲基－1－丁醇、3－甲基－2－丁醇、2－甲基－1－丁醇、2,2－二甲基－1－丙醇、3－己醇、2－己醇、4－甲基－2－戊醇、2－二甲基－1－戊醇、2－乙基丁醇、2,4－二甲基－3－戊醇、3－庚醇、4－庚醇、2－庚醇、1－庚醇、2－乙基－1－己醇、2,6－二甲基－4－庚醇、2－甲基環己醇、3－甲基環己醇、4－甲基環己醇，或其任何組合。
亦可採用醇醚溶劑。例示性醇醚溶劑含有1－甲氧基－2－丙醇、2－甲氧基乙醇、2－乙氧基乙醇、1－甲氧基－2－丁醇、乙二醇單異丙醚、1－乙氧基－2－丙醇、3－甲氧基－1－丁醇、乙二醇單異丁醚、乙二醇單正丁基醚、3－甲氧基－3－甲基丁醇、乙二醇單第三丁基醚，或其任何組合。
例示性乙二醇溶劑含有乙二醇、丙二醇、丙二醇單甲醚(PGME)、二丙烯乙二醇單甲醚(DPGME)，或其任何組合。
例示性酮溶劑含有丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮、異丙基甲基酮、2－戊酮、3－戊酮、3－己酮、二異丙酮、2－己酮、環戊酮、4－庚酮、異戊甲基酮、3－庚酮、2－庚酮、4－甲氧基－4－甲基－2－戊酮、5－甲基－3－庚酮、2－甲基環己酮、二異丁基甲酮、5－甲基－2－辛酮、3－甲基環己酮、2－環己烯－1－酮、4－甲基環己酮、環庚酮、4－第三－丁基環己酮、異佛爾酮、苄基丙酮，或其任何組合。
例示性腈溶劑含有乙腈、丙烯腈、三氯乙腈、丙腈、特戊腈、異丁腈、正丁腈、甲氧基乙腈、2－甲基丁腈、異戊腈、N－戊腈、正已腈、3－甲氧基丙睛、3－乙氧基丙腈、3,3'－氧二丙睛、正庚烷腈、乙醇腈、苯甲腈、乙烯氰醇、丁二睛、丙酮氰醇、3－正丁氧基丙腈，或其任何組合。
例示性亞碸溶劑含有二甲亞碸、二－正丁基亞碸、四亞甲基亞碸、甲基苯基亞碸，或其任何組合。
例示性醯胺溶劑含有二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、醯胺、2－乙醯胺乙醇、N,N－二甲基－間甲苯醯胺、三氟乙醯胺、N,N－二甲基乙醯胺、N,N－二乙基十二醯胺、E－己內醯胺、N,N－二乙基乙醯胺、N－第三丁基甲醯胺、甲醯胺、特戊醯胺、N－丁醯胺、N,N－二甲基乙醯乙醯胺、N－甲基甲醯胺、N,N－二乙基二醯胺、N－甲醯乙胺、乙醯胺、N,N－二異丙基甲醯胺、1－甲醯哌啶、N－甲基甲醯苯胺，或其任何組合。
所涵蓋之冠醚含有冠醚中之一或多者，其可起作用以有助於減少作為根據本發明處理之組合物之部分的環氧化合物起始材料之氯化物含量。例示性冠醚溶劑含有苯并－15－冠－5；苯幷－18－冠－6；12－冠－4；15－冠－5；18－冠－6；環己醇－15－冠－5；4',4"(5")－二第三丁基二苯幷－18－冠－6；4',4"(5")－二第三丁基雙環己醇－18－冠－6；雙環己醇－18－冠－6；二環己醇－24－冠－8；4'－氨基苯－15－冠－5；4'－氨基苯－18－冠－6；2－(氨甲基)－15－冠－5；2－(氨甲基)－18－冠－6；4'－氨基－5'－硝基苯幷－15－冠－5；1－氮雜－12－冠－4；1－氮雜－15－冠－5；1－氮雜－18－冠－6；苯幷－12－冠－4；苯幷－15－冠－5；苯幷－18－冠－6；雙((苯幷－15－冠－5)－15－甲基)庚二酸鹽；4－溴基苯幷－18－冠－6；(＋)－(18－冠－6)－2,3,11,12－四－羧酸；二苯幷－18－冠－6；二苯幷－24－冠－8；二苯幷－30－冠－10；ar－ar'－二－第三丁基二苯幷－18－冠－6；4'－甲酸基苯幷－15－冠－5；2－(羥甲基)－12－冠－4；2－(羥甲基)－15－冠－5；2－(羥甲基)－18－冠－6；4'－硝基苯幷－15－冠－5；聚－[(二苯幷－18－冠－6)－共－甲醛]；1,1－二甲基矽－11－冠－4；1,1－二甲基矽－14－冠－5；1,1－二甲基矽－17－冠－5；磺酸鈉；1,4,10,13－四噻唑－7,16－二氮環十八烷；卟吩，或其任何組合。
在另一實施例中，液體介質含有水。與可溶於水之膠體形成聚合酸相錯合之導電聚合物可沉積於基板上且用作電荷傳遞層。
以上描述了許多不同類別之液體介質(例如，鹵化溶劑、烴溶劑、芳烴溶劑、水等)。亦可使用來自不同類別之一個以上液體介質之混合物。
液體組合物亦可含有惰性材料，諸如黏合劑材料、填充材料，或其組合。關於液體組合物而言，惰性材料不會顯著地影響層之電子、輻射發射或輻射回應特性，該層由液體組合物之至少一部分形成或接收液體組合物之至少一部分。
現將注意力針對圖2至圖5中描述及說明之例示性實施例中的細節。參看圖2，第一電極220形成於基板200之部分上。該基板200可為如有機電子裝置技術中所使用之習知基板。基板200可為可撓性或剛性的，有機或無機的。通常，使用玻璃或可撓性有機膜。可使用習知技術在基板200內或基板200上形成像素驅動器或另一電路(未說明)。位於陣列外部之其他電路可含有用於控制該陣列內之一或多個像素的周邊裝置或遠端電路。製造焦點在像素陣列上而非周邊裝置或遠端電路上。基板200可具有在約12至2500微米範圍內之厚度。
第一電極220充當陽極且可含有一或多個導電層。最遠離基板200之第一電極220之表面含有高功量材料。在此說明性實例中，第一電極220含有氧化銦錫層、氧化鋁錫層或習知用作電子裝置內之陽極之其他材料層中的一者或多者。在此實施例中，第一電極220傳輸待自隨後形成之(多個)有機活性層發射或藉由該(該等)有機活性層回應之輻射的至少70%。在一實施例中，第一電極220之厚度在約100至200奈米範圍內。若不需經由第一電極220傳輸輻射，則該厚度可更大，諸如高達1000奈米或甚至更厚。可使用一或多個任何數目之習知技術形成第一電極220，該等技術含有沉積及可選圖案化序列。
如圖2中所說明的，有機層230可形成於第一電極220上。該有機層230可含有一或多個層。舉例而言，該有機層可含有一有機活性層，及緩衝層、電荷注入層、電荷傳遞層或電荷阻斷層中之任何一者或多者。電荷阻斷層可為電子阻斷層或電洞阻斷層，電荷注入層可為電子注入層或電洞注入層，且電荷傳遞層可為電子傳遞層或電洞傳遞層。在一實施例中，有機層230可含有電荷傳遞層240及有機活性層250。
電荷傳遞層240及有機活性層250連續地形成於第一電極220上。可藉由一或多個任何數目之不同技術來形成電荷傳遞層240及有機活性層250中每一者，該等不同技術含有旋塗、澆鑄、氣相沉積(化學或氣相)、印刷(噴墨印刷、絲網印刷、溶液分配(以條狀或其他預定幾何形狀或圖案分配液體組合物，如自平面圖所見的)，或其任何組合)、其他沉積技術，或如以下所述用於適當材料之其任何組合。可在沉積之後固化電荷傳遞層240及有機活性層250中之一者或其兩者。
當電荷傳遞層240充當電洞傳遞層時，可使用一或多個材料(且其選擇將取決於裝置及有機活性層250之材料)，且在此說明性實例中，其可含有一或多個聚苯胺("PANI")、聚(3,4－伸乙二氧基噻吩)("PEDOT")、聚吡咯，或習知用作如電子裝置中所使用之電洞傳遞層的(多個)材料。電洞傳遞層通常具有約50至250奈米範圍內之厚度，如在第一電極220之中心上所量測的。
有機活性層250之組合物通常取決於電子裝置之應用。在圖2中所說明之實施例中，有機活性層250用於輻射發射組件。有機活性層250可含有如習知用作電子裝置中之有機活性層的(多個)材料且可含有一或多個小分子材料、一或多個聚合物材料，或其任何組合。在閱讀本說明書之後，熟習此項技術者將能夠選擇用於有機活性層250之適當(多個)材料、(多個)層，或其兩者。在一實施例中，有機活性層250不大於40奈米。在另一實施例中，有機活性層250具有在約20至40奈米範圍內之厚度，如在第一電極220之中心上所量測的。
如所形成的，有機層230(含有電荷傳遞層240及有機活性層250)在形成之電子組件之陣列上大體上為連續的。在一實施例中，有機層230在整個基板(含有周邊裝置電路區域、遠端電路區域或該等兩個區域)上可為大體連續的。注意，有機層230具有一或多個該有機層230局部較薄之區域，但在其中用以形成有機層230之基板200的區域(例如，陣列)上，有機層230為連續的。參看圖2，含有電荷傳遞層240及有機活性層250中之一者或兩者的有機層230在第一電極220上局部較薄且在遠離第一電極220處局部較厚。在一實施例中，有機層230具有在約10至290奈米範圍內之厚度，如在第一電極220之中心上所量測的。
若電子裝置為輻射發射微腔裝置，則在選擇有機層230之厚度時要注意，以致獲得所要發射波長光譜。
在另一實施例中，可形成類似於如圖1所說明之井結構130的井結構。在此實施例中，可在基板200及該井結構上形成有機層230。注意，有機層230可沿接近井結構頂部之側局部地較薄；然而，有機層230在第一電極220之間的井結構上不具有不連續性。稍後所述之圖7及圖8含有可使用井結構之另一實施例。
在一替代實施例中，有機層230可含有具有隨厚度而改變之組合物的單一層。舉例而言，最接近第一電極220之組合物可充當電洞傳遞體，下一組合物可充當有機活性層，且最遠離第一電極220之組合物可充當電子傳遞體。類似地，電荷注入、電荷阻斷之功能，或電荷注入、電荷傳遞及電荷阻斷之任何組合可併入有機層230中。一或多個材料可存在於有機層之部分厚度上或存在於整個有機厚度度上。
如圖3中所說明的，一或多個液體組合物(如圓322、324及326所說明)可置放於有機層230之部分上。在一實施例中，有機活性層250含有可發射藍光之主體材料，液體組合物322可含有紅色客體材料，液體組合物324可含有綠色客體材料且液體組合物326可含有與藍色主體材料相同或不同之藍色客體材料。在置放一或多個液體組合物322、324及326之前，有機層230可能或可能不為大體上固體。可使用精確沉積技術將液體組合物322、324及326置放於有機層230上。圓罩、框、井結構、圖案化層或(多個)其他結構在此沉積期間可能或可能不存在。精確沉積技術之非限制性實例含有絲網印刷、噴墨印刷、溶液分配、針吸、選擇性電鍍及其組合。
液體組合物322、324及326可連續地或同時地置放於有機層230上。為簡單起見，不管液體組合物322、324及326中之任何一者或多者是否作為液流而引入，皆將圖3中之液體組合物322、324及326中的每一者稱作"液流"。可改變一或多個參數，該或該等參數影響受到液體組合物322、324及326影響的有機層230之初始區域。舉例而言，此等參數選自由液流之體積或寬度、電子組件之間之間距、黏度、有機層230之交聯度或其任何組合組成之群。
液體組合物322、324及326之液體介質可與有機層230之局部區域進行接觸且可將有機層230之局部區域自大體上固態轉化成大體上液態。隨著每一液流之液體介質與有機層230之局部區域接觸，液體介質可溶解部分或所有有機層230之局部區域之厚度以形成溶液，分散部分或所有有機層230之厚度以形成分散液，形成乳液，或懸浮部分或所有有機層230之厚度以形成懸浮液。在一實施例中，若電荷傳遞層240經充分交聯或在用作液體溶液之液體介質中具有較差溶解性，則溶液、分散液、乳液或懸浮液之形成將限於有機活性層250。注意，隨著更多液體介質與有機層230之局部區域相互作用，液體組合物與有機層230之局部區域的"混合物"之黏度會增加。增加之黏度有效地阻礙液流之橫向移動(大體上平行於基板200之主表面的移動)。在一實施例中，可在不大於40℃之溫度情況下執行客體材料與有機層230之局部區域的混合，且在另一實施例中可在大體上室溫情況下執行該混合。
當將液體組合物322、324及326或其組合作為液滴置放於有機層230上時，選作該(該等)液滴之體積可受到有機層230之厚度或其部分、有機層230內之主體材料，或其組合之影響。在一實施例中，液滴之客體材料僅需要與有機活性層250之局部區域混合。若液滴體積太小，則並非所有有機活性層250之局部區域的厚度皆受到影響。若流動速率與印刷頭掃描速度之比太低，則對於液流可看見類似影響。同樣地，若有機活性層250之局部區域內的客體材料濃度太低，則可能不會達成目標亮度效率。在操作期間，有機活性層250之局部區域的發射或回應波長或輻射光譜可顯著地受到第一電極與第二電極之間的電壓差之影響。
若液滴體積太大，則液體組合物之不良橫向擴展可發生，且客體材料可延伸越過局部區域並到達相鄰區域，其中此鄰近區域內之客體材料係不良的。舉例而言，若紅色液滴之體積太大，則其可進入具有綠色或藍色發射之區域。若此情況發生，則相鄰區域可發射紅光或者改變子像素之顏色發射。因此，可使用液體組合物之體積與有機層230(或更特定言之在此實施例中為有機活性層250)之厚度的比。再次地，當液體組合物322、324或326或其任何組合物作為液流分配時，應用類似概念。
井結構之使用可減小橫向遷移之可能性，然而，液體組合物之體積不應如此多以致溢出井結構所形成之"堤"且遷移進入相鄰井中。注意，液體組合物可位於以下兩者之間的井結構之頂表面上或沿該頂表面流動：(1)一或多個開口，該或該等開口中之液體組合物係吾人所需的；及(2)其他一或多個開口，該或該等開口中之液體組合物並非吾人所需的。在一實施例中，井結構之壁可垂直於開口之底部，或該等壁可具有負斜率(意即，井結構之一部分覆蓋開口之底部)。藉由井結構之頂表面及開口之壁界定的(多個)相對銳角有助於沿井結構之頂表面"止住"液體組合物以減小液體組合物流入任何一或多個相鄰開口(其中液體組合物並非吾人所需)中的可能性。
在將液體組合物322、324及326置放於有機層230上且液體組合物322、324及326內之大量(在本說明書中稍後提出)客體材料與有機活性層250混合之後，液體組合物322、324及326之液體介質經蒸發以給有機層230提供混合區域422、424及426，如圖4中所說明的。在此實施例中，混合區域422經設計以發射紅光，混合區域424經設計以發射綠光，且混合區域426經設計以發射藍光。可在約20至240℃之溫度範圍內於約5秒至5分鐘之時間範圍內執行該蒸發。在一實施例中，可在約30至50℃之溫度範圍內於約0.5秒至1.5分鐘之時間範圍內執行該蒸發。在一實施例中，可在環境溫度情況下執行該蒸發。在另一實施例中，可使用烘箱或電爐來執行蒸發。可在一或多個壓力情況下執行該蒸發。在一實施例中，可在大體大氣壓力情況下執行該蒸發。在另一實施例中，可使用真空壓力(顯著低於大氣壓力)。若使用真空，則應注意避免在有機層230內產生永久氣泡或避免在沸騰時將材料噴入相鄰區域。
在蒸發之後，含有混合區域422、424及426之有機層230大體上為固態。在置放於有機活性層250上之前處於液流322、324及326中的與部分或所有溶解、分散、乳化或懸浮有機活性層250相組合的客體材料產生混合區域422、424及426。在形成混合區域422、424及426之後，其厚度相對彼此接近。在一實施例中，所有混合區域422、424及426之厚度彼此在10奈米內。在一特定實施例中，混合區域422、424及426中每一者具有至少60奈米之厚度。在另一實施例中，混合區域422、424及426中每一者具有在約50至100奈米範圍內的厚度，且在一更特定實施例中，具有在約70至90奈米範圍內的厚度。在一實施例中，混合區域422、424及426比如最初於相同位置處形成為混合區域422、424及426之有機層230厚至少20奈米。在另一實施例中，任何一或多個混合區域之厚度可小於50奈米或大於100奈米。
若藉由將一或多個液體組合物322、324或326重複置放於有機層230上而將客體材料引入有機活性層250中，則可不必完全蒸發液體組合物之連續沉積之間的液體介質。
若有機活性層250包含將被交聯之(多個)主體材料，則可藉由一或多個任何數目之不同技術來形成有機活性層250，該等不同技術含有旋塗、澆鑄、氣相沉積(化學或氣相)、印刷(噴墨印刷、絲網印刷、分配溶液或其任何組合)、其他沉積技術或其任何組合。在引入具有(多個)客體材料之(多個)液流之前，於一實施例中，可部分地交聯有機活性層250。雖然在本發明之範疇內，若不交聯有機活性層250，則有機活性層250內之(多個)客體材料的橫向遷移可能太高，且若完全交聯有機活性層250，則液體介質不太可能形成溶液、乳液、懸浮液或分散液。在引入具有(多個)客體材料之(多個)液流之後，若需要則可使用熱來蒸發在沉積期間所使用之液體介質，以使有機活性層250大體上固化。然而，溫度或其他條件不應過於強烈以使得發生進一步交聯。當(多個)液體組合物置放於有機活性層250上與該有機活性層250相接觸時，該(該等)組合物內之客體材料與有機活性層250混合。接著可蒸發液體組合物之液體介質，且有機活性層250可經受足以大體上完成交聯有機活性層250之條件。所使用之實際溫度及壓力可取決於用於交聯之材料。此等交聯條件可藉由交聯材料之供應商而獲得或可憑經驗藉由執行一或多個測試來加以判定。可在獨立試驗中藉由在旋轉溶劑之前及之後量測厚度來判定交聯程度。交聯程度越高，溶劑旋轉中之材料損失越小。
液體介質有助於將客體材料與有機層230相混合作為藉由液體介質與有機層230之組合形成的溶液、分散液、乳液或懸浮液。因此，(多個)液體組合物內之大量(多個)客體材料可混合，以使得該(該等)客體材料明顯朝向第一電極220遷移而無實質橫向遷移或擴散。接近有機層230((多個)第二電極隨後形成於其上)之表面的(多個)客體材料之濃度可小於不同於接近相反表面(接近第一電極220)之(多個)客體材料之濃度的數量級。接近有機活性層250之相反側之(多個)客體材料的濃度彼此更加接近。不需要熱驅動步驟。第一電極220與隨後形成之第二電極之間的濃度梯度(在垂直於基板之主表面的方向所量測之濃度梯度)低於藉由習知熱擴散方法形成之濃度梯度。藉由此技術形成之電子裝置之發射光譜可能不會顯著地受到改變第一電極與第二電極之間的電位差之影響。
雖然未加以說明，但可在有機活性層250上形成可選電荷注入層、電荷傳遞層或電荷阻斷層。第二電極502形成於含有電荷傳遞層240及有機活性層250之有機層230上，如圖5中所說明。在此特定實施例中，第二電極502充當陣列之共同陰極。可選電荷注入層、電荷傳遞層、電荷阻斷層或其任何組合以及第二電極502之形成(例如，沉積、蝕刻等)、材料及厚度為習知的。
可使用先前所述層或額外層中之一或多者形成圖5中未說明之其他電路。雖然未加以說明，但可形成(多個)額外絕緣層及(多個)互連程度以允許可位於陣列外部之周邊區域(未說明)中的電路。此電路可含有一列或一行解碼器、一閘門(例如，列陣列閘門、行陣列閘門)、一感應放大器或其任何組合。或者，可在圖5中所說明之任何層的形成之前、期間或之後形成此電路。
具有乾燥劑524之蓋522在陣列外部之位置(未說明)處附著至基板200以形成大體完全之裝置。間隙526位於第二電極502與乾燥劑524之間。用於蓋522及乾燥劑524之材料以及附著方法為習知的。
圖5含有兩像素，其各自具有紅色、綠色及藍色輻射發射組件。紅色輻射發射組件含有紅色混合區域422，且綠色輻射發射組件含有綠色混合區域424，且藍色輻射發射組件含有有機活性層250之藍色混合區域426。
圖6含有替代實施例之說明，其以類似於上文第2部分(除了有機層230被有機層630取代之外)中所述之方法的方式而形成。有機層630含有電子阻斷層650。以上描述了層240及250之材料及形成。在形成電荷傳遞層240之後，形成電子阻斷層650。電子阻斷層650含有一或多個先前所述之材料。可使用一或多個任何數目之不同技術形成電荷阻斷層650，該等不同技術含有習知塗覆、澆鑄、氣相沉積(化學或氣相)、印刷(噴墨印刷、絲網印刷、溶液分配或其任何組合)、其他沉積技術或其任何組合。電荷阻斷層650具有在約5至200奈米範圍內之厚度，如在第一電極220之中心上量測的。
在一實施例中，電荷阻斷層650含有一或多個可交聯之材料。在沉積電子阻斷層650之該(該等)材料之後，該(該等)材料可大體上完全交聯。使用習知技術執行該交聯。
在形成有機層630之後，使用先前所述之技術中的一或多者將一或多個液體組合物(如圓322及324所說明)置放於有機層630上。在一實施例中，有機活性層250含有可發射藍光之主體材料，液體組合物322可含有紅色客體材料，且液體組合物324可含有綠色客體材料。在置放任何一或多個液體組合物之前，有機活性層250可能或可能不為大體上固態。液體組合物322及324可按連續或同時置放於有機層630上。
液體組合物322及324之液體介質可與有機層250之局部區域而非電子阻斷層650進行接觸且僅將該等局部區域自大體上固態轉化成大體上液態。
在將液體組合物322及324置放於有機層630上之後，液體組合物322及324內之大量(本說明書中稍前所提出)客體材料(等)與有機活性層250之局部區域混合。在一實施例中，電子阻斷層650(其大體上完全交聯)可有助於減低來自液體組合物322及324之液體介質到達電荷傳遞層240或第一電極220之可能性。如先前所述一般蒸發液體組合物322及324之液體介質以給有機活性層250之局部區域提供混合區域722及724。在此實施例中，區域722經設計以發射紅光，且區域724經設計以發射綠光，如圖7中所說明的。
圖7含有兩像素，其各自在如先前所述一般執行第二電極502(未在圖7中說明)及隨後處理之後具有紅色、綠色及藍色輻射發射組件。紅色輻射發射組件含有紅色混合區域722，且綠色輻射發射組件含有綠色混合區域724，且藍色組件含有位於第一電極220與第二電極502之兩者之間的有機活性層250之未混合部分(大體上不含紅色及綠色客體材料)。在一實施例中，藍色輻射發射組件具有厚度不大於40奈米之有機活性層250，且若有機活性層250為70至80奈米厚，則仍可達成一或多個光電特性。舉例而言，有機活性層250以約8至10 cd/A之範圍內的效率發射藍光。在另一實施例中，紅色混合區域722及綠色混合區域724具有約90至100奈米範圍內之厚度，且其他區域(對於藍光發射組件而言)具有在約70至80奈米範圍內的厚度。在另一實施例中，所述厚度可比所述之彼等厚度更薄或更厚。
在另一實施例中，在形成有機層之前可將液體組合物置放於基板上。參看圖8，第一電極220形成於基板200上。使用諸如塗覆光阻層且對其進行圖案化之習知方法形成井結構830，圖8中說明了該井結構830之部分。井結構830可具有在約1至5微米範圍內之厚度。可使用先前所述之技術於第一電極220上及井結構830之開口內形成電荷傳遞層802。使用先前所述技術中之一或多者將液體組合物322、324及326置放於電荷傳遞層802上。液體組合物322、324及326內之液體介質此時可能或可能不蒸發。
如圖9中所說明的，一有機活性層(其在一實施例中具有有機活性層250之組合物及厚度)形成於電荷傳遞層802上及井結構830之開口內。液體組合物322、324及326內之(多個)客體材料可與電荷傳遞層802與該有機活性層混合：(1)形成紅色輻射發射組件902之紅色混合電荷傳遞層942及紅色混合有機活性層952，其一起包含紅色混合有機層932；(2)形成綠色輻射發射組件904之綠色混合電荷傳遞層944及綠色混合有機活性層954，其一起包含綠色混合有機層934；(3)形成藍色輻射發射組件906之藍色混合電荷傳遞層946及藍色混合有機活性層956，其一起包含藍色混合有機層936。有機活性層952、954及956可經固化以使有機活性層952、954及956大體上為固體。可如先前所述一般執行第二電極502(在圖9中未說明)及隨後之處理。
在此實施例中，處理範圍在將液體組合物322、324及326置放於第一電極220之後存在以允許形成有機活性層250。井結構830有助於防止組合物322、324及326內之(多個)客體材料與不良區域混合。
在另一實施例中，(多個)客體材料並不顯著地與電荷傳遞層802混合。然而，大量(多個)客體材料仍然與有機活性層混合。
在另一實施例(未說明)中，含有客體材料之液體組合物可在形成有機層230之前置放於第一電極220上。液體組合物內之液體介質可經蒸發以在於第一電極220上形成有機層230之前大體上變為固體。有機層230可含有液體介質，其可形成溶液、分散液、乳液或具有客體材料之懸浮液，且限制其橫向遷移。
在另一實施例(未說明)中，可將客體材料引入除了有機活性層之外的一層中。參看圖6，可藉由用於形成電子阻斷層650之相同材料取代有機活性層250。更具體言之，在形成電子阻斷層650之後，可在電子阻斷層650上將與完全交聯電子阻斷層650相同之(多個)材料沉積至不大於約100奈米之厚度。
(多個)相同材料之層可部分地交聯。熟習此項技術者可以任何一或多個不同經驗方法來判定交聯程度。該層可沉積於不同測試基板上。在沉積之後，可量測厚度、體積或質量。具有該層之基板可曝露於不同數量之能量(溫度、時間、輻射或其任何組合)。溶劑可用於洗去部分未顯著交聯之層部分而不會洗去交聯層之顯著部分。溶劑之選擇對於熟習此項技術者而言係習知的。接著執行量測。在一實施例中，剩餘層之數量在約50%至90%初始量測之範圍內(於部分交聯之前)，而不管兩組量測是否基於厚度、體積或質量。對應於該程度之交聯的輻射數量可用於達成工件(電子組件形成於其內)之部分交聯層。
液體組合物322、324及326可置放於部分交聯層上。部分交聯允許液體介質形成溶液、分散液、懸浮液或乳液；然而，電子阻斷層650內之完全交聯大體上防止液體組合物322、324及326中任何一或多者與電子阻斷層650混合，進入電子傳遞層240中，到達第一電極220或其任何組合。製造方法如先前所述一般繼續進行以形成混合區域及大體上完全之電子裝置。
在另一實施例中，在形成一類似於電子阻斷層650之層以大體上防止或界定混合區域之下邊界時可執行其他材料及其他類型之致密化。致密化有助於使該(該等)材料進入一狀態，在該狀態中自該(該等)材料形成之層、部件或結構不易受到與含有客體材料之液體組合物相互作用之影響。致密化可含有退火、交聯或其他聚合、固化、鈍化(減少不飽和鍵數)，或其任何組合。
在另一實施例中，濾光層可位於電子裝置之有機活性層與使用者側之間。濾光片允許待經由濾光層傳輸之波長或波長光譜之輻射。該濾光層不允許待傳輸之此波長或波長光譜之外的大量輻射。因此，濾光層可"阻斷"不良波長之輻射。
如圖10中所說明的，有機層1020可形成於基板200上。該有機層1020可含有用於形成基板200之部分的一或多層幾乎任何有機材料(例如，聚合膜)。有機層1020理論上可具有幾乎任何厚度(1奈米至數百微米或更大)。然而，當厚度太薄時，濾光層不足以提供良好品質之濾光層。在該範圍之另一端，隨著濾光層變得更厚，待經由濾光層傳輸之輻射的強度減小。在一實施例中，有機層1020具有在約1至10微米範圍內之厚度。
可藉由一或多個任何數目之不同技術來形成有機活性層1020，該等不同技術含有旋塗、澆鑄、氣相沉積(化學或氣相)、印刷(噴墨印刷、絲網印刷、分配溶液或其任何組合)、其他沉積技術或用於有機材料之其任何組合。或者，可使用機械方法在基板200上形成有機層1020。一機械方法可含有在基板200或有機層1020上使用一黏接層(未說明)且將有機層1020置放於基板200附近，以使得黏接層位於有機層1020與基板200之間。或者，有機層1020可置放於基板200上且對其進行加熱以允許有機層1020及基板200融合在一起。所述方法僅為可使用之可能的兩個其他機械方法。
關於液體組合物之如先前所述之任何一或多個方法可用於將客體材料引入有機層1020中。紅色混合區域1022含有紅色客體材料，綠色混合區域1024含有綠色客體材料，且藍色混合區域1026含有藍色客體材料。
除了可能或可能不將客體材料添加至有機層1030之外，電子裝置之剩餘部分的形成類似於先前所述之任何方法。在一實施例中，有機層1030含有可發射大體上白光之有機活性層1050。紅色混合區域1022可允許紅光且非綠光或藍光經由有機層1020而傳輸至電子裝置之使用者側。綠色混合區域1024及藍色混合區域1026分別執行綠光及藍光之類似功能。
若電子裝置含有輻射回應組件，則紅色混合區域1022可允許紅光且非綠光及藍光經由有機層1020傳輸至有機活性層1050。綠色混合區域1024及藍色混合區域1026分別執行綠光及藍光之類似功能。
在另一實施例(未說明)中，可獨立於基板200執行濾光層之製造。可執行類似於有機層1020之有機層製造方法且具有濾光片區域之有機層在形成電子組件之前、期間或之後可附著至基板200。在一實施例中，可在附著濾光層之前於基板200上形成驅動器或其他電路。在附著濾光層之後，可形成電子組件之有機層(例如，有機活性層)。以此方式，有機活性層可不曝露於可用於將濾光層附著至基板200的相對較高溫度。
在另一未說明之實施例中，電荷傳遞層240且非有機活性層250可含有客體材料。雖然電荷傳遞層240理論上為濾光層，但電荷傳遞層240中之客體材料可有助於藉由更接近如Commission Internationale de l'clairage("CIE")標準中所規定之波長的有機活性層250而獲得顏色發射或接收。在另一實施例中，可取代或與電荷傳遞層240相結合而使用電荷注入層、電荷阻斷層或其組合。
在另一實施例中，可顛倒第一電極與第二電極之位置。第二電極502與第一電極220相比可更接近基板200。若輻射將經由第二電極502傳輸，則可減小第二電極502之厚度以允許足夠之輻射(至少70%)經由其而傳輸。
在另一實施例中，可經由與基板200相反之電子裝置側發射或接收輻射，而非或除經由電子裝置之基板側發射或接收輻射之外。在此裝置中，第二電極502及蓋522中每一者可允許至少70%之輻射自有機活性層250發射或藉由有機活性層250而接收。可改變乾燥劑524之位置以使得其不覆蓋第一電極220。或者，乾燥劑524可含有具一(多個)厚度之一或多個材料，在該(該等)中自有機活性層250發射或藉由有機活性層250接收之輻射的至少70%通過乾燥劑524。
在另一實施例中，可藉由複數個第二電極取代第二電極502。圖5中之任何一或多個組件可具有其自身之第二電極或與一陣列中之一些或所有其他組件共用第二電極。
幾乎具有有機活性層之任何電子裝置可使用先前所述之混合技術。雖然圖5含有可與主動式矩陣OLED顯示器一同使用之組態，但對於被動式矩陣OLED顯示器而言可藉由將第一電極220定向為具有在第一方向延伸之長度的導電帶及將第二電極502改變為具有大體上以垂直於第一方向之另一方向延伸之長度的導電帶而改變該組態。對於被動式矩陣OLED顯示器而言可不需要驅動器或其他電路(在圖5中未說明)。在閱讀本說明書之後，熟習此項技術者將瞭解，對於其他類型電子裝置而言可進行其他修正以達成此等裝置(例如，感應器陣列、光電電池等)之適當功能。
在另一實施例中，當有機層230內不存在客體材料時，有機層230可經設計以發射，回應或傳輸可見光譜之外之波長的輻射。舉例而言，一電子組件可經設計以使有機活性層250發射或回應UV、IR、其他非可見輻射及其任何組合。在另一實施例中，可在相同裝置中使用輻射發射組件及輻射回應組件。在另一實施例中，於相同電子裝置內，一或多個電子組件可發射或回應可見光譜內之輻射，一或多個電子組件可發射或回應可見光譜(例如，UV、IR或其兩者)之外的輻射，或其任何組合。組合之數目幾乎無限制。
本文所述之概念可用於影響不經設計以發射，回應或濾光輻射之(多個)層。此應用可用於形成含有電晶體、電阻、電容器、二極體或其任何組合之電路元件。客體材料可改變有機活性層之電阻或導電類型(p型或n型)。更具體言之，客體材料可用於調整電晶體之臨限電壓或增益，界定載流電極(例如，源極區域、汲極區域、源極/汲極區域、發射極區域、集電極區域、非活動基極區域、電阻器接觸、電容器接觸，或其任何組合)，形成電容器或二極體之pn接合，或其任何組合。注意，此等電子組件中之任一者可用於邏輯電路、放大電路或另一電路中，且可能或可能不用於其與輻射有關之特性。
若電子裝置內之電子組件為輻射發射組件，則在第一電極220及第二電極502上置放適當電位。隨著一或多個輻射發射組件變得充分正向偏壓，此正向偏壓可導致自有機活性層250發射輻射。注意，一或多個輻射發射組件可在電子裝置之正常操作期間關閉。舉例而言，可調整用於輻射發射組件之電位及電流以改變自此等組件發射之顏色的強度以達成可見光譜內之幾乎任何顏色。參看最接近圖5之右手側的三個第一電極220，對於待顯示之紅色而言，含有混合區域422之輻射發射組件將開啟，同時其他兩輻射發射組件關閉。在一顯示器中，可向列及行給予訊號以啟動適當組輻射發射組件從而以人類可理解之形式向觀察者提供顯示。
若電子裝置內之電子組件為輻射回應組件，則可以預定電位(例如，第二電極502具有比第一電極220高約5至15伏特之電位)對輻射回應組件施加反向偏壓。若藉由有機活性層接收目標波長或目標波長光譜之輻射，則有機活性層內之載流子數(意即，電子電洞對)增加且導致陣列外部之周邊裝置電路內的感應放大器(未說明)所感應之電流增加。
在光電電池中，光或其他輻射可轉化成可在無外部能量源之情況下流動之能量。導電部件220及502可連接至電池(待充電)或電力負載。在閱讀本說明書之後，熟習此項技術者能夠設計電子組件、周邊裝置電路及可能之遠端電路，以最佳地適合其對於特定電子裝置之特定需要。
出乎意料地，可在形成有機層之前或之後將上述方法用於形成該有機層內之局部區域，其中有機層之相對表面之間(意即，接近電極)的客體材料濃度梯度與習知擴散方法相比更小，且無如許多習知擴散方法所見的實質橫向遷移。若非所有，則大量客體材料與有機層混合。客體材料可與有機層混合且避免執行熱擴散方法之需要。因此，具有太多橫向擴散之問題將不會發生。同樣地，"部分"擴散(僅經由部分目標層)、經由目標層厚度之客體材料的急劇升降濃度梯度，或其兩者皆不應發生。
將新方法與習知方法相比。在一習知方法中，客體材料自有機層外部之墨水擴散，且不大於約25%之客體材料進入有機層。使用此習知方法之接近第一及第二電極之客體材料的濃度在任何地方可為自一些至若干不同數量級。在本文所述之新方法中，接近第一及第二電極之客體材料濃度應小於不同數量級，且可能小於該不同數量級。較低濃度梯度允許(多個)電子組件於更大電位差操作而不會導致發射或接收光譜之變化。因此，可看見較佳"灰度階"強度控制。同樣地，由於此裝置之效率隨老化降低而發射光譜無顯著變化，故電子裝置可以更高電壓而操作。
將新方法與習知擴散方法(其中執行擴散直至客體材料濃度梯度接近零(接近有機層之相反側的濃度)為止)相比。此習知擴散方法允許更多橫向擴散且使其在高解析度陣列內之使用變得極為困難。
若客體材料熱驅動步驟與習知墨水擴散方法一同使用以減小客體材料濃度梯度，則客體材料亦可橫向遷移至其中可干擾相鄰電子組件之正確輻射發射或接收的點。在一濾光層中，濾光片可具有不良濾光特徵。因為新方法不使用客體材料驅動步驟，故客體材料之橫向遷移量保持相對低。
同樣地，本文所述之方法可增加客體材料與主體材料之比。參看圖4及圖5，混合區域422包含紅色客體材料及藍色主體材料，且混合區域424包含綠色客體材料及藍色主體材料。因為有機活性層之厚度不大於約40奈米，故與在有機活性層250為70至90奈米厚時相比，客體材料與主體材料的比增加。較高比可允許具有混合區域422及424之電子組件以較低電壓操作。此外，較薄有機活性層亦允許混合區域422、424及426中每一者具有對於每一顏色(紅色、綠色及藍色)而言最佳化之厚度。在一實施例中，客體材料與主體材料之比(基於質量)為1：2或更高，且在另一實施例中，該比為至少1：1。與習知方法(其中該比可為1：3或更低)相比。
新方法可用於將客體材料引入有機活性層中且仍達成良好發射效率，此係因為不需要使用墨水擴散方法。可達成高於0.4 cd/A之效率。在一實施例中，紅色混合區域422之效率為至少1.1 cd/A，綠色混合區域424之效率為至少3.0 cd/A，且藍色混合區域426之效率為至少1.1 cd/A。甚至可能為更高之效率。
新方法不如習知墨水擴散方法一般對厚度敏感。因為客體材料濃度梯度較低，故對於含有主體材料之不同厚度層而言可調整液體組合物之體積。若需要不同厚度之有機層，則該方法允許更多可撓性。習知墨水擴散方法由於急劇升降濃度梯度而對厚度改變更加敏感。再次地，新方法不需要熱擴散處理步驟。
當形成電子裝置時，可形成更突然之pn接合。更突然之接合有助於增加崩潰電壓，改良接合處之電容，或其組合。同樣地，可使用相同有機活性層形成增強模式電晶體、耗盡模式電晶體，或其組合。可製造較小且較接近之電子組件，且藉此增加電路密度。此外，較少橫向擴散允許形成較小電子組件。
在一實施例中，液體組合物之液體介質可與有機層相互作用，因此提高所得溶液、分散液、乳液或懸浮液之黏度。隨著液體介質及(多個)客體材料經由有機層之厚度而行進，所增加之黏度有助於控制橫向移動。因此，視需要，不需要井結構但可使用井結構。若不形成井結構，則可減少一或多個處理步驟，藉此節約製造成本且可能改良產出。
可使用現有設備執行新方法且可在不大量修正該方法情況下將該方法併入現有方法中。因此，可在不具有瞭解及特徵化新設備或在方法整合期間產生不當複雜化之顯著風險的情況下建構該新方法。
以下特定實例意味著說明且不限制本發明之範疇。
此實例表明對有機活性層及液體組合物之一或多個實體特性之適當處理在不需要堤或井的情況下提供了電子裝置中之電子組件。
電子組件經製造以含有以下結構：ITO(第一電極或陽極)/緩衝聚合物/有機作用/第二電極(陰極)。基板為30×30毫米(標稱)ITO塗覆玻璃。電荷傳遞層為PEDOT材料(BAYTRON－PT M
,Bayer AG,Germany)。有機活性層含有發射藍光聚茀材料(能夠在無任何客體材料的情況下發射藍光的主體材料)。PEDOT為在室溫情況下旋塗於平面玻璃/ITO基板上且接著在約200℃烘焙約8分鐘。膜厚度為約60至80奈米，如藉由Dektec表面測繪器所量測的。接著自約0.5%鄰二甲苯溶液以約1400 rpm沉積藍色有機活性層，其導致約20至40奈米之膜厚度。
液體組合物含有紅色客體材料(紅色發光聚(螺二茀)材料，1.1%，11 mg/ml)及液體介質，該液體介質含有苯甲醚及鄰二甲苯之溶劑混合物。藉由具有30微米(標稱)噴嘴直徑之單噴嘴噴墨機將液體組合物滴於預定區域上。每一液滴之間的間距設定在約90微米且該等液滴之列之間的間距為約200奈米。該等液滴不會聚結，且保持於藉由如液滴體積及有機作用厚度之參數控制的固定寬度。圓紅點之尺寸為約80微米或約相鄰列之間的間距之三分之一。接著在120℃對膜烘焙約10分鐘。所得紅色混合區域具有約75奈米之厚度。使用熱蒸發器沉積第二電極且第二電極含有覆蓋有約500奈米鋁之約3.5奈米Ba。在ITO與第二電極之間的約4伏特之偏壓下，發射強度為約200 cd/m2
。
作為一替代選擇，以綠色液體組合物取代紅色液體組合物。藉由一或多個綠色客體材料(例如，Green 1300 SeriesT M
聚茀，DoW Chemical Company,Midland,MI)取代紅色客體材料。所使用之方法細節及設備大體上與先前所述相同。藉由綠色發射區達成類似像素尺寸。
此實例表明本文所述之方法可用於製造具有多個顏色之電子裝置，(意即，僅具有有機活性層之主體材料的一或多個區域發射藍光，具有主體材料及紅色客體材料之一或多個區域發射紅光，且具有主體材料及一或多個綠色客體材料之區域發射綠光)。此實例亦表明井結構不需界定發射區。
此實例表明本文所述方法可用於製造具有200微米間距或更大間距之全色顯示器。
使用具有300微米像素間距(標稱)之全色顯示器執行類似於實例1之試驗。噴墨噴嘴之直徑減小至約18微米，且使用此較小直徑噴嘴產生具有預定圖案之多色顯示器。紅色、綠色及藍色混合區域之直徑減小至約65微米。紅色、綠色及藍色混合區域之厚度在約60至90奈米之範圍內。因此，本文所述之方法可用於製造具有小於200微米間距之全色顯示器。
使用類似於實例1中所述之程序的程序產生具有紅色、綠色及藍色聚合物行之全色顯示器。具有40個噴嘴之噴墨印刷機用於界定顏色像素。此等噴嘴之直徑為約35微米且每一液滴之間的步進動作為約85微米。基板為100毫米×100毫米(4吋×4吋)，標稱為約80毫米×60毫米(3.2吋×2.4吋)之顯示區域。基板不含有井結構。紅色、綠色及藍色色柳指示：(1)可在不使用堤結構的情況下達成行圖案，及(2)全色顯示器可製造有每吋100像素(等效於254微米間距)。
亦藉由具有薄膜電晶體像素驅動器之基板來製造全色主動式顯示器。在像素驅動器與ITO接觸之間建構一有機活性層。如在實例1及實例2中，對於墨水限制而言不需要堤結構。
在此實例中，藉由完全平坦結構(意即，ITO為連續的，無墊或行)生產全色背光裝置。自光學平面玻璃ITO基板開始，將PEDOT及有機層(主體材料能夠發射藍光)旋塗於基板上(如先前所述)。連續液流印刷用於形成紅色液體組合物及綠色液體組合物之行。該等行為約50微米寬而未使用任何井結構。此實例明確地表明有機層限制紅色及綠色聚合物行之擴展的能力。
藉由改變液流之寬度、流速及噴嘴速度，行寬度可自約50微米改變至約150微米，從而使此方法適合於生產較大區域顯示器。
類似地，由於可能需要基板之每表面區域上的較大體積液體組合物以允許客體材料在主體層之整個厚度上充分及大體均一地混合，故較低溶解性主體層可導致液體組合物之較大橫向擴散。
可在全色顯示器之電流之2至3數量級變化上維持顏色穩定性，從而在發射光譜無顯著變化的情況下允許每一顏色之灰度階控制。
以如實例1中所述之類似程序製備發射紅光組件、發射綠光組件及發射藍光組件。含有藍色主體材料之有機活性層旋塗至約40奈米之厚度。如先前所述一般添加紅色、綠色及藍色客體材料以給混合區域提供約70至90奈米範圍內之厚度。使用彩色分析儀(Chroma Mode1 71701)於較寬強度範圍內量測發射藍光組件之發射特徵。結果在圖11至圖13中進行說明。在圖13中，發射藍光組件於x處具有約0.16之顏色座標及於y處具有約0.20之顏色座標。該顏色在發射強度(例如，亮度)之3數量級上保持穩定。發射紅光組件及發射綠光組件之顏色分別在圖11及圖12中之2至3數量級強度範圍(在類似級色改變之驅動電流)內展示類似顏色穩定性。此等結果亦在如圖14中所說明之CIE1931色度圖中進行表明。具有客體材料之發射綠光組件及發射紅光組件之顏色穩定性類似於大體上無客體材料之發射藍光組件的顏色穩定性。
此等結果亦表明，綠色及紅色客體材料以相對均一濃度分佈與有機活性層混合。與藉由已知方法觀察之巨大顏色改變相反，對於改變了2至3數量級之電流及混合有機活性層中之裝置再組合區而言，顏色座標(及因此發射分佈)保持恆定。
於電流中2至3數量級變化之顏色穩定性允許藉由使用每一顏色之超過6位元(64位準)、8位元(256位準)或甚至10位元(1024位準)灰度級(gray level)控制電流(且因此強度)而向全色顯示器供電。相反地，目前已知裝置中對顏色像素之灰度階控制係由具有固定發射峰值強度(以固定該顏色)之其他方法(諸如時域)而供電。
注意，並不需要上文在大致描述或實例中之所述之所有活動，一部分特定活動可不需要，且除所述活動之外可執行一或多個進一步活動。此外，該等活動所列之次序不必為執行其之次序。在閱讀本說明書之後，熟習此項技術者將能夠判定對於其特定需要或需求而言可使用何活動。
在先前說明書中，已參考特定實施例描述了本發明。然而，普通熟悉此項技術者瞭解，可在不偏離如陳述於以下申請專利範圍中之本發明範疇的情況下進行一或多個修正或一或多個改變。因此，將認為本說明書及圖係說明性的而非限制意義的，且任何及所有此等修正及其他改變係用以含於本發明之範疇內。
上文已關於一或多個特定實施例描述了任何一或多個益處、一或多個其他優點、一或多個問題之一或多個解決方案，或其任何組合。然而，不應將可導致任何益處、優點或解決方案發生或變得更顯著之該(該等)益處、該(該等)優點、該(該等)問題之該(該等)解決方案或任何(多個)元件理解為任何或所有申請專利範圍之關鍵、所需或本質特徵或元件。
應瞭解，為清晰起見而在上文及下文中於獨立實施例之情形下描述的某些本發明特徵亦可以組合形式提供於單一實施例中。相反地，為簡潔起見而在單一實施例之情形下描述的各種本發明特徵亦可獨立提供或以任何子組合加以提供。另外，對陳述於範圍中之值的參考含有該範圍內之每一值。
100．．．基板
120．．．第一電極
130．．．井結構
140．．．電荷傳遞層
150．．．有機活性層
200．．．基板
220．．．第一電極
230．．．有機層
240．．．電荷傳遞層
250．．．有機活性層
322．．．液體組合物
324．．．液體組合物
326．．．液體組合物
422．．．混合區域
424．．．混合區域
426．．．混合區域
502．．．第二電極
522．．．蓋
524．．．乾燥劑
526．．．間隙
630．．．有機層
650．．．電子阻斷層
722．．．紅色混合區域
724．．．綠色混合區域
802．．．電荷傳遞層
830．．．井結構
902．．．紅色輻射發射組件
904．．．綠色輻射發射組件
906．．．藍色輻射發射組件
942．．．電荷傳遞層
944．．．電荷傳遞層
946．．．電荷傳遞層
952．．．有機活性層
954．．．有機活性層
956．．．有機活性層
1020．．．有機層
1022．．．紅色混合區域
1024．．．綠色混合區域
1026．．．藍色混合區域
1030．．．有機層
1050．．．有機活性層
圖1含有基板之一部分、第一電極、井結構、電荷傳遞層及位於井結構中之開口之間的有機活性層之橫截面圖之說明。(先前技術)
圖2含有一含有第一電極及一部分有機層之基板之一部分的橫截面圖之說明。
圖3含有隨著客體材料沉積於有機層上的圖2之基板之橫截面圖的說明。
圖4含有在客體材料與有機層混合之後圖3之基板之橫截面圖的說明。
圖5含有在形成大體上已完成的電子裝置之後圖4之基板之橫截面圖的說明。
圖6含有隨著將客體材料添加至含有部分交聯層之有機層的一部分基板之橫截面圖之說明。
圖7含有在客體材料與有機層混合之後圖6之基板的橫截面圖之說明。
圖8含有基板之一部分、第一電極、井結構、電荷傳遞層及位於井結構中之開口內的液體組合物之橫截面圖之說明。
圖9含有在於位於井結構之開口內之區域中添加有機層之後圖8之橫截面圖的說明。
圖10含有基板之一部分、具有濾光片之第一有機層、第一電極、第二有機層及第二電極之橫截面圖的說明。
圖11至圖13含有用於改變輻射強度之顏色座標的曲線。
圖14在CIE1931色度圖上說明自圖11至圖13之點。
熟習此項技術者瞭解到，該等圖中之元件係為簡單及清晰起見而加以說明且不必按比例進行繪製。舉例而言，圖中之一些元件之尺寸可相對於其他元件加以誇示以有助於改良對本發明之實施例的理解。
200．．．基板
220．．．第一電極
230．．．有機層
240．．．電荷傳遞層
250．．．有機活性層
422．．．混合區域
424．．．混合區域
426．．．混合區域
502．．．第二電極
522．．．蓋
524．．．乾燥劑
526．．．間隙
Claims (20)
- 一種形成一電子裝置之方法，其包含：在一基板上形成一第一層；及將一第一液體組合物置放於該第一層之一第一部分上，其中該第一液體組合物包含至少一第一客體材料及一第一液體介質，其中該第一液體組合物與該第一層進行接觸且大量該第一客體材料與該第一層混合。
- 如請求項1之方法，其中：該第一層(1)能夠發射在一目標波長或在一目標波長光譜內具有最大發射的輻射，或(2)經設計以對該目標波長或該目標波長光譜內之輻射進行回應，其中該目標光譜具有一不大於150奈米之寬度；且該第一客體材料(1)能夠發射在該目標波長或一目標波長光譜內具有最大發射的輻射，或(2)經設計以對該目標波長或該目標波長光譜內之輻射進行回應。
- 如請求項2之方法，其中該第一層及該第一客體材料中每一者具有一在藍光光譜內最大之發射。
- 如請求項1之方法，其進一步包含：在形成該第一層之前於該基板上形成一第二層；及致密化該第二層之至少一部分；其中在致密化之後於該第二層上形成該第一層。
- 如請求項4之方法，其中該第一層及該第二層具有一大體上相同之組成。
- 如請求項4之方法，其中該第二層大體上防止該第一客體材料與該基板混合。
- 如請求項4之方法，其中致密化包含交聯該第二層。
- 如請求項7之方法，其進一步包含交聯該第一層，其中：該第一層包含一第一材料；該第二層包含一第二材料；執行交聯該第一層以使得一些但非所有該第一材料得以交聯；及執行交聯該第二材料至少直至大體上交聯所有該第二材料為止。
- 如請求項1之方法，其進一步包含：將一第二液體組合物置放於該第一層之一第二部分上，其中該第二液體組合物包含至少一第二客體材料及一第二液體介質，其中：該第二客體材料不同於該第一客體材料；及該第二液體組合物與該第一層進行接觸且大量該第二客體材料與該第一層混合；及將一第三液體組合物置放於該第一層之一第三部分上，其中該第三液體組合物包含至少一第三客體材料及一第三液體介質，其中：該第三客體材料不同於該第一客體材料及該第二客體材料中每一者；且該第三液體組合物與該第一層進行接觸且大量該第三客體材料與該第一層混合。
- 如請求項9之方法，其中：如所形成之該第一層具有一不大於40奈米之厚度；及該第一層與該第一客體材料之第一組合具有一至少60奈米之厚度；該第一層與該第二客體材料之第二組合具有一至少30奈米之厚度；及該第一層與該第三客體材料之第三組合具有一至少60奈米之厚度。
- 如請求項1之方法，其中大體上所有該第一客體材料與該第一層混合。
- 如請求項1之方法，其中形成該第一層包含形成一連續層。
- 一種電子裝置，其係藉由如請求項1之方法而形成。
- 如請求項13之電子裝置，其中第一層內之第一客體材料為一輻射發射電子組件或一輻射回應電子組件之部分。
- 一種電子裝置，其包含：一基板；一覆蓋該基板之連續第一層，其中：該連續層包含一第一部分，一電子組件位於該第一部分中；及一第二部分，無電子組件位於該第二部分中；該第一部分為至少30奈米厚且含有一第一客體材料；及該第二部分為不大於40奈米厚。
- 如請求項15之電子裝置，其中：該連續第一層含有額外之第一部分；該電子裝置含有第一電子組件；該等第一電子組件中每一者包含一第一電極、一第二電極，及位於該第一電極與該第二電極之間的該等第一部分中之至少一者。
- 如請求項16之電子裝置，其中：該連續第一層含有第三部分及第四部分；該第三部分為至少30奈米厚且含有一第二客體材料；該第四部分為至少30奈米厚且含有一第三客體材料；該電子裝置含有第二電子組件及第三電子組件；該等第二電子組件中每一者包含一第三電極、一第四電極，及位於該第三電極與該第四電極之間的該等第二部分中之至少一者；該等第三電子組件中每一者包含一第五電極、一第六電極，及位於該第五電極與該第六電極之間的該等第三部分中之至少一者。
- 如請求項17之電子裝置，其中該第一電子組件為一輻射發射電子組件或一輻射回應電子組件。
- 如請求項15之電子裝置，其中：該連續第一層(1)能夠發射在一目標波長或在一目標波長光譜內具有最大發射的輻射，或(2)經設計以對該目標波長或該目標波長光譜內之輻射進行回應，其中該目標光譜具有一不大於150奈米之寬度；及該第一客體材料(1)能夠發射在該目標波長或在一目標波長光譜內具有最大發射的輻射，或(2)經設計以對該目標波長或該目標波長光譜內之輻射進行回應。
- 如請求項19之電子裝置，其中該連續第一層及該第一客體材料中每一者具有一在藍光光譜內最大之發射。
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