設置有復合透明上電極的、應用于照明或顯示圖像的發光面板的制作方法

專利名稱：設置有復合透明上電極的、應用于照明或顯示圖像的發光面板的制作方法
技術領域：
本發明涉及包括由基板支撐的有機發光二極管陣列的照明或圖像顯示面板。
背景技術：
現有技術描述了上述面板，其中每個二極管包括夾置在接觸基板的下電 極與對有機電致發光層發射的光透明的上電極之間的有機電致發光層。因此 這就是所謂的"頂發射"面板。這種情況下，上電極是陰極(對于"常規" 二極管結構)或陽極(對于"反"結構)。
一般而言，在電極之間有其它有才幾層，例如用于注入和傳輸空穴或電子 的層和/或用于優化光提取的層，尤其利用了電極之間光學腔中的共振效應。
現有技術還描述了這樣的面板，其中至少 一個上電極是對于多個二極管
共用的且包括導電氧化物層，其通常是混合的錫銦氧化物(ITO)或混合的 錫鋅氧化物(IZO)。
制造這種面板需要在有機層頂上沉積ITO導電氧化物層。然而，公知的 是，這種沉積的通常條件，特別是熱條件或》茲控濺射等離子體的應用，會存 在惡化下面的有機層的風險。
為了避免或限制這種風險，現有技術給出了許多方案。 文件US5969474提議在二極管的有機層和透明導電氧化物層之間插入 緩沖層。這個緩沖層旨在在沉積導電氧化物層過程中保護有機層，尤其防止 它的氧化。作為緩沖層材料，所述文件提出基于鈦、鉻或鉭的金屬導電材料， 或者這種金屬的氮化物。因此，在該文件描述的面板中，上電極是多個二極 管公用的且包括厚度等于或小于20nm的金屬第一導電層以及由ITO或IZO 制成且與該第一層接觸的第二導電層。該第二層通常具有等于或大于50 nm 的厚度，且因此大于第一層的厚度。應注意的是緩沖層的厚度仍非常小，即 小于20 nm。特別當采用氮化物時(所述文件的實例2 )，厚度只有5nm, 以保持足夠高的透明度和導電率。
文件WO2004/049465指出這種金屬緩沖層必須足夠的厚度(>30 nm ) 以實現有效的保護，但是，由于這個大厚度，上電極損失了大量透明度，這 對發光效率不利。為了使緩沖層更具保護性且更透明，該文件提議用SiO摻
雜金屬緩沖層。
文件US6172459和US6140763公開了基于卟啉(porphyrinic )有才幾化合 物的用于相對厚的緩沖層的材料，其具有導電、保護和透明的優點。

發明內容
本發明的目的是提供 一 種不同且更經濟的方案從而限制在沉積透明上 電極時惡化有機層的風險。
為了這個目的，本發明的主題是一種照明或圖像顯示面板，其包括由基 板支撐的有機發光二極管陣列，與基板和上電極陣列接觸的至少一個下電極 陣列，其中每個二極管都包括夾置在下電極和上電極之間的有機電致發光 層，其自身對該二極管發射的光透明，在該二極管中至少一個所述的上電極 對于多個二極管是公用的并且包括第一導電層和第二導電層，透明絕緣緩沖
層夾置在這兩個導電層之間，且其中，在每個二極管的有源區域被限定為與 下電極和上電極均直接接觸的該二極管的有才兒電致發光層區域的情形，對于 多個二極管公用的每個所述上電極(3),所述緩沖層由窗口穿透，該窗口為 該公共電極的兩個導電層之間直接接觸提供了直接接觸區域，這些接觸區域 與所述多個二極管的有源區域分開。
緩沖層的窗口通常是在該層中形成的開口或"孔"。應注意的是，在文 件US6172459和US6140763中所述的面板中，緩沖層沒有窗口或開口 ，因 此其也不具有其中上電極的兩個導電層直接彼此接觸而沒有中間緩沖層的 區域。這是因為對于建立導電橋，這種直接接觸是不必要的，緩沖層本身就 是導電的。在如文件US5739545所述的緩沖層中形成窗口或開口是沒有優勢 的，尤其是緩沖層由ZnSe或ZnS制成的情況，因為緩沖層通過它的晶界導 電。
幾個二極管公用的每個上電極的第一導電層與有機電致發光層接觸。每 個二極管的有源區域被更精確地限定為該二極管的下電極和上電極之間重 疊的區域。因此當二極管開啟且發光時只有在該重疊區域中有機電致發光層 才經受電場；在這些有源區域外部，沒有光發射。
因此下電極和上電極的每個交疊區域，即每個交叉或重疊區域，對應一 個二極管。因此該二極管的有源區域對應于該二極管的有機電致發光層與該 下電極和上電極均直接接觸的區域，且能夠透射該二極管發射的光。
優選地，對于每個上電極，所述直接接觸區域不與具有公共上電極的二 極管的任意有源區域重疊。這意味著對應于所討論的上電極的兩個導電層之 間的接觸區域的、在緩沖層中形成的窗口或開口位于有源區域之外。因此， 如果在這些接觸區域中沉積第二導電層會引起下方有機層的惡化，那么這種 惡化不是問題，因為它發生在二極管的有源區域之外。
二極管的有機電致發光層可以對于幾個二極管是公用的。上電極陣列可 以只有單電極，其公用于所有二極管。
面板的二極管是"頂發射"二極管，因為上電極至少在二極管的位置處 是透明的。這些電極還可以是半透明的，例如改變二極管的內在發射色度和 /或調節電極之間的光學腔效應從而提高光提取。
優選地，緩沖層具有絕緣特性。優選地，對于每個所述上電極，緩沖層 的表面導電率小于該上電極的第二導電層表面導電率的十分之一。層的表面
導電率是指該層的方形表面元件的導電率。因此，在文件US5969474的實例 2中由氮基材料形成緩沖層的情況下，緩沖層的厚度將顯著大于5nm。正是 因為緩沖層的低表面導電率，為了確保導電橋，在上電極的兩個導電層之間 接觸的直接接觸區域是必要的。應注意的是，文件US5739545中，通過如本 發明的中間(具體而言ZnSe)緩沖層而不通過直接接觸區域，提供上電極 的兩個導電層之間的導電橋。優選地，對于每個公共上電極，緩沖層的表面 導電率小于該電極的第一導電層的表面導電率。優選地，緩沖層的表面導電 率小于第一導電層的表面導電率的十分之一。有機材料可以用于緩沖層，如 果它們達到所述的低導電率的標準的話。例如，可以采用spiro-TAD、 spiro-TTB、 NPB、 TPD、 BCP或Bphen。有機材料必須要足夠厚以確保保護 下方有機層的功能有效。優選地，對于每個公共上電極，緩沖層的材料是無 機的，由此提供了有助于密封二極管的優點。優選地，該材料選自于由氧化 硅、氮化珪、氧氮化硅和氧化鉭形成的組，其中0<x《2, (Ky《1.33和0〈z 《2.5。
因為緩沖層是絕緣的，所以電流經由直接接觸區域在一個相同的上電極 的兩個導電層之間傳輸，依照本發明，該直接接觸區域位于二極管之間，更精確地位于二極管的有源或發射區域之間。
因為絕緣緩沖層覆蓋住二極管的有機電致發光層和下電極之間的接觸 區域，在沉積上電極的第二導電層期間，特別地當該沉積是在沒有保護而具 有惡化有機層風險的能量條件下進行時，該緩沖層能夠有效地保護有機層的 有源區域，即發射區域。
因為絕緣緩沖層夾置在上電極的兩個導電層之間，第一導電層可以與有 機層的整個區域直接接觸，由此在這些層內在該整個區域上提供了均勻電場 從而在該區域獲得均勻電致發光發射。
依照本發明的優勢變化，緩沖層分割為分離的緩沖元件，使得緩沖層中 的窗口或開口相反地形成為連續的表面。
優選地，對于每個公共上電極，所述第二導電層的材料是氧化物基的，
因此它是透明導電氧化物(TCO)。優選地，使用混合錫銦氧化物(ITO)或 混合錫鋅氧化物(IZO )。沉積這些氧化物的條件將在沒有由緩沖元件提供的 保護下具有惡化有機層的風險。此外，使用這些混合氧化物的一個優點是它 們為二極管的有機電致發光層提供了抵抗惡化、尤其由環境中的氧氣和/或水 蒸汽？i起的惡化風險的有效保護，和因此提供了密封功能。
優選地，第二導電層的厚度等于或大于100 nm。這個厚度使得能夠增強 由第二導電層提供的密封功能。
優選地，對于每個公共上電極，所述第一導電層的材料是金屬。優選地， 該第一導電層的厚度大于1 nm當不超過20 nm。這個小厚度確保透明度， 尤其是當該層的材料是金屬時。這個小厚度通常會確保一個二極管或一些二 極管的足夠的表面電導，但是當整個上電極公用于大量二極管時， 一般不允 許該第一層單獨具有足夠的電導用于整個上電極，由此使得第二導電層更加 有用。
優選地，對于每個公共上電極，第二導電層的厚度大于第一導電層的厚度。
優選地，對于每個公共上電極，第二導電層的表面導電率大于第一導電 層的表面導電率。由于該更高的導電率，第二層確保電流均勻地分布在面板
的整個表面上。
表述"層表面導電率"可以理解為該層的方形表面元件的導電率。這一 標準加入到用于第一層的高導電金屬材料以及用于第二層的低導電率的導
電氧化物基材料的選擇中，意味著第二層的厚度遠大于第一層的厚度。


通過閱讀以無限制實例給出以下的說明書，以及參考圖1,將更好地理 解本發明，圖1描述了依照本發明一實施例的面板的部分剖面圖，其中緩沖 層被分割為分離的緩沖元件。
具體實施例方式
該結構以這里整合了公知的有源矩陣的基板1開始，在此將不會詳細描
述其的制造過程由絕緣材料制成的剛性板11支撐被稱為"像素電路，，的 用于二極管的控制/供應電路網絡，每個都具有連接到下電極15的輸出14， 下電極15優選為金屬且具反射性。該剛性板一般支撐幾個電絕緣層，包括 特別用于使像素電路的組件彼此隔離的第一絕緣層12和用于分離二極管且 在二極管的發射區域之外使得下電極與上電極隔離的第二絕緣層13。在二極 管的位置處，該第二絕緣層13由窗口穿透，暴露了下電極15的表面。最后， 該基板集成電極、尤其是用于驅動例如選擇和尋址像素電路的電極的其它陣 列(未顯示)。
根據在面板上將形成的二極管的排列，下電極15 —般以行和列排列。 采用物理沉積法例如真空蒸鍍，在所有下電極15上方沉積有機電致發 光層。為了在二極管的列上得到不同顏色，在相鄰的列上沉積不同的有機層 2、 2'。為該目的使用掩模。實際上，如圖1所示，由使用掩模引起的沉積 層定位不精確和為了避免短路以覆蓋由絕緣層13中形成的窗口暴露的下電 極15的整個表面的需求導致了有機層2、 2'的沉積顯著超過了這些窗口的 邊界。
一般而言，有機層2、 2'再分為幾個子層，特別地用于注入和傳輸電荷 (電子或空穴)的子層、實際電致發光子層和合適時的電荷阻擋子層以限制 非輻射電荷復合。優選地，摻雜的有機材料用于電荷注入和傳輸子層，這些 材料擴展了能用于電極的材料的范圍和增大了厚度從而獲得平面化效果。
在沉積了有機層之后，第一全金屬導電層31沉積了等于或小于20 nm 但大于1 nm的厚度，從而覆蓋基板的整個有源區域。該第一導電層是連續 的，厚度近似恒定，且沒有故意形成的孔或窗口。
接著，再次使用沉積掩模，在第一導電層31上的每個二極管位置，沉
積緩沖層32的絕緣元件。對所用的掩模進行設計使得
緩沖層32的元件的位置和表面再次覆蓋由絕緣層13中形成的窗口暴露 的下電極15的整個表面；
緩沖層32的絕緣元件的面積足夠小以在二極管之間，即行之間和/或列 之間，留下不被第一導電層31的表面覆蓋的寬區域。
為了這個目的，可以使用與沉積有機層所用的掩模相同的掩模，該沉積 需要三個沉積操作。也可以使用特殊掩模，其能夠在一個操作中實現該沉積。 該掩模可以具有覆蓋幾個二極管、或甚至二極管的整列或整行的開口。在掩 模對每個二極管只具有一個開口的情況下，根據想要保護的有機層面積，該 開口可以大于或小于用于沉積有機層的開口 。
對于緩沖層32的這些元件，選擇在第二導電層的后續沉積期間適于獲 得有機層2、 2'的有效保護的電絕緣透明材料。緩沖層32的元件厚度也適 應于該目的，而沒有任何降低透明度的風險，因為所用的材料是透明的。術 語"透明材料"理解為指的是一種材料，其能透射至少部分的其覆蓋的有機 層的電致發光放射光語。依照本發明的一個變體，該材料還可以作為濾光片， 特別地適于二極管的發射光譜和色度。
對于為緩沖層32的這些元件選擇的材料也很重要的是，能夠被沉積而 沒有使下方有機層2、 2'惡化的風險。
優選選擇礦物材料作為緩沖層32的這些元件的材料，其比有機材料給 下方有機層提供了更好的保護。優選地，選擇可以在所謂的"溫和"條件下 沉積的材料，而不會出現惡化下方有機層的風險，也就是說一種材料，對于 它的沉積，其不需要大于50。C的基板溫度且對于這種材料，沉積在基板上的 顆粒的能量在沉積過程鐘小于100eV。優選地，優選折射率大于2的材料， 從而提高上電極的光提取水平。
因此，作為緩沖層32的元件所用的材料，優選選擇分子式SiOx的氧化 硅，其中(Kx《2，或氮化硅SiNy，其中0<y《1.33,或氧氮化硅或氧化鉭TaOz。 優選地，以已知的方式調整指數x、 y或z的值使得緩沖材料具有大于2的 折射率。因此，優選選擇硒化鋅(ZnSe)，其具有大于2的折射率且還具有 易于通過加熱蒸鍍的優點。
其它透明絕緣無機材料可以用于緩沖層32而不背離本發明的范圍，例如堿或石咸土金屬卣化物或硫化物。
關于惡化下方有機層的風險，以已知的方式調整緩沖層的厚度從而獲得
理想的保護水平。實際上，其通常意味著厚度大于20nm,和該緩沖層的表 面導電率將小于隨后沉積的第二導電層33的表面導電率，由此使得那里必 須為依照本發明的在上電極的兩個導電層之間的直接接觸區域。優選地，該 緩沖層的表面導電率將小于第二導電層33的表面導電率的十分之一。
在沉積了緩沖層32的元件之后，第二全導電層33沉積了大于20 nm的 厚度從而覆蓋基板的整個有源區域。該第二導電層也是連續的，厚度近似恒 定，且沒有任何故意的孔和窗口。
由于緩沖層32提供的保護，可以采用高能量沉積方法而沒有惡化下方 有機層的風險。
優選地，基于ITO或IZO的材料用于該第二導電層33，該材料通過真 空濺射沉積。
如圖l所示，沒有被第一導電層31表面的緩沖層32的元件覆蓋的寬區 域直接與第二導電層33接觸，這些區域由此接觸區域4。
因此第一導電層31、緩沖層32和第二導電層33在這里形成上電極3， 其對于基板1支撐的面板的所有二極管都是公用的。
該上電極的第二導電層33旨在經由第一導電層32和這些層之間的接觸 區域4分配電流以供應給每個二極管，接觸區域4對應于緩沖層32的窗口 或開口 。
優選地，第二導電層33的厚度大于第一導電層31的厚度。優選地，調 整第二導電層33的厚度使得該層的表面導電率至少為第一層31的厚度十倍 大，由此確保供應給二極管的電流的有效且均勻的分配。
由此獲得了依照本發明的發光二極管的面板。該面板的每個二極管5、5' 都具有發射區域，其通過上電極3對應于面板的下電極15的交疊區域，在 該區域中，上電極3對該二極管發射的光透明，和每個二極管包括 在該區域中且在這些電極之間的有機電致發光層2、 2';和 在該區域中且在上電極3的第一導電層31和第二導電層33之間的緩沖 層32的元件，其絕緣且透明。
緩沖層32的絕緣元件的表面導電率通常小于第一導電層的十分之一。 在不背離本發明的范圍的情況下，緩沖層的元件可以分布為分離的墊，
每個二極管一個墊，或一組二極管一個元件，或分布為連續帶，每個覆蓋一 行或一列二極管，或者為在其它構造，只要緩沖層的這些元件排列在二極管 接觸區域之間留下足夠區域以確保有效且均勻的電流分布，如上所述。在不 背離本發明的范圍的情況下，取代如上所述的沉積緩沖層的分離元件，還能 夠設想沉積"全，，緩沖層，其設置有存在于二極管之間的窗口，以提供與第 一接觸層31直接接觸的區域。
已經參考有源矩陣發光面板描述本發明。對于本領域的技術人員明顯的
是，本發明能夠應用于其它類型的顯示或照明面板，特別地無源矩陣面板， 而不背離權利要求的范圍。在無源矩陣的情況下，通常每個下電極都是一行
二極管公用的，和每個上電極都是一列二極管公用的，或反之亦然。本發明 同樣好地應用于下電極是陽極和上電極是陰極的情況，以及相反的情況，即 下電極是陰極和上電極是陽極。
權利要求
1.一種照明或圖像顯示面板，包括由基板(1)支撐的有機發光二極管的陣列(5、5’)，與該基板和上電極(3)的陣列接觸的至少一個下電極(15)的陣列，其中，每個二極管(5、5’)包括有機電致發光層(2、2’)，其夾置在下電極(15)和上電極(3)之間，其自身對于由該二極管發射的光透明，且其中所述上電極的至少一個(3)對于多個二極管(5、5’)公用并且包括與有機電致發光層(2、2’)接觸的第一導電層(3 1)和第二導電層(33)，在這兩個導電層(31、33)之間夾置有透明緩沖層(32)，其特征在于，對于多個二極管公用的每個所述上電極(3)，所述緩沖層(32)被窗口穿透，該窗口提供直接接觸區域(4)用于該公共電極(3)的第一和第二導電層(31、33)之間的直接接觸。
2. 如權利要求1所述的面板，其特征在于，在每個二極管的該有源區域 被限定為該二極管的該下電極和上電極之間的重疊區域，對于每個所述上電 極(3)，所述直接接觸區域(4)不與具有公共的所述上電極的二極管的任 意有源區域重疊。
3. 如前面任一權利要求所述的面板，其特征在于，對于每個所述上電極 (3),所述緩沖層的表面導電率小于所述上電極(3)的第二導電層(33)表面導電率的十分之一。
4. 如前面任一權利要求所述的面板，其特征在于，對于每個所述上電極 (3)，所述緩沖層(32)的表面導電率小于所述上電極(3)的所述第一導電層(31 )的表面導電率。
5. 如前面任一權利要求所述的面板，其特征在于，對于每個所述上電極 (3)，所述緩沖層的材料從由氧化硅、氮化硅、氧氮化硅和氧化鉭形成的組中選擇。
6. 如前面任一權利要求所述的面板，其特征在于，對于每個所述上電極 (3)，所述第二導電層(33)的材料是氧化物基的。
7. 如權利要求6所述的面板，其特征在于，所述氧化物從由混合錫銦氧 化物(ITO)和混合錫鋅氧化物(IZO)形成的組中選"l奪。
8. 如權利要求6或7所述的面板，其特征在于，所述第二導電層(33)的厚度等于或大于100 nm。
9. 如前面任一權利要求所述的面板，其特征在于，對于每個所述上電極 (3),所述第一導電層(31)的材料是金屬。
10. 如權利要求9所述的面板，其特征在于，所述第一導電層(31)的 厚度大于1 nm但不超過20 nm。
11. 如前面任一權利要求所述的面板，其特征在于，對于每個所述上電 極(3),所述第二導電層(33)的厚度大于所述第一導電層(31)的厚度。
12. 如前面任一權利要求所述的面板，其特征在于，對于每個所述上電 極(3)，所述第二導電層(33)的表面導電率大于所述第一導電層(31)的
全文摘要
本發明涉及一種面板，其至少一個上電極對于多個二極管(5、5’)是公用的并且包括第一導電層(31)和第二導電層(33)，和在所述兩個導電層(31、33)之間夾置的透明絕緣緩沖層(32)，透明絕緣緩沖層(32)被窗口穿透，該窗口提供了該公共電極(3)的兩個導電層(31、33)之間的直接接觸區域，所述接觸區域(4)與二極管(5、5’)的有源區域分離。兩個導電層之間的所述直接接觸區域的存在使得當中間緩沖層是絕緣的時，由上電極提供的電流能夠具有良好的分布。
文檔編號H05B33/26GK101180922SQ200680018114
公開日2008年5月14日 申請日期2006年5月16日 優先權日2005年5月23日
發明者岡瑟·哈斯, 戴維·沃弗雷, 貝努瓦·拉西尼 申請人:湯姆森特許公司