專利名稱：具有吸光金屬納米顆粒層的顯示器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括光吸收層的顯示器件。光吸收層含有在基材中的金屬納米顆粒。當(dāng)參照有機(jī)發(fā)光器件(OLED)說(shuō)明光吸收層時(shí)，可以理解含有金屬納米顆粒的光吸收層也適于其它類似應(yīng)用和顯示器件。
背景技術(shù)：
有機(jī)發(fā)光器件(OLED)表示用于顯示應(yīng)用的有希望的技術(shù)。典型的有機(jī)發(fā)光器件包括第一電極、含有一種或多種電致發(fā)光有機(jī)材料的發(fā)光區(qū)域；以及第二電極；其中第一電極和第二電極其中之一起空穴注入陽(yáng)極的作用，而另一電極起電子注入陰極的作用，并且其中第一電極和第二電極其中之一是前電極而另一電極是后電極。前電極是透明的(或者至少部分透明)，而后電極通常是高反光的。當(dāng)在第一電極和第二電極之間施加電壓時(shí)，光從發(fā)光區(qū)域發(fā)射出并且透過(guò)透明的前電極。當(dāng)觀察者在高亮環(huán)境下時(shí)，反射后電極向觀察者反射大部分環(huán)境照明，從而與器件的自發(fā)光導(dǎo)致顯示的圖像“褪色”相比較，可以產(chǎn)生高對(duì)比度的反射照明。
為了提高電致發(fā)光顯示的對(duì)比度，通常使用諸如在美國(guó)專利No.4,287,449中所述的光吸收層或者使用諸如在美國(guó)專利No.5,049,780中所述的光干涉部件，從而減少環(huán)境照明反射。
公知的有機(jī)發(fā)光器件的另一問(wèn)題源自在陰極中使用具有低功函并且因此具有高反應(yīng)性的金屬。由于其高反應(yīng)性，這種陰極材料在環(huán)境條件下是不穩(wěn)定的并且與大氣中的O2和水反應(yīng)以形成非發(fā)光黑斑。例如，參見(jiàn)，Burrows等“Reliablity And Degradation Of Organic Light Emitting Device”Appl.Phys.Lett.Vol.65，pp.2922-2924(1994)。為了減少這種環(huán)境效應(yīng)，有機(jī)發(fā)光器件通常在諸如少于10ppm的濕氣的嚴(yán)格條件下制造后立即密封。
在顯示器件中減少環(huán)境光的反射方面的近期其它開(kāi)發(fā)已經(jīng)涉及金屬-有機(jī)物混合層，例如在美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?0/117,812，其公布號(hào)為No.2002/0180349，現(xiàn)在美國(guó)專利號(hào)No.6,841,932以及在美國(guó)專利申請(qǐng)No.10/401,238，其公布號(hào)為No.2003/0234609中公開(kāi)的混合層。在美國(guó)專利No.6,750,609中公開(kāi)的其它減少光反射的方法。在此將這此申請(qǐng)和專利結(jié)合進(jìn)來(lái)作為參考。
本發(fā)明的其它相關(guān)文獻(xiàn)包括下述美國(guó)專利No.4,652,794；美國(guó)專利No.6,023,073；Liang-Sun Hung等人“Reduction Of Ambient Light Reflection InOrganic Light-Emitting Diodes”，Advance Materials Vol.13，pp.1787-1790(2001)；Liang-Sun Hung等人美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)No.09/577,092(申請(qǐng)日2000年5月24日)；EP 11 60 890 A2(要求以上申請(qǐng)序列號(hào)No.09/577,092的美國(guó)專利的優(yōu)先權(quán)；日本早期公開(kāi)專利文獻(xiàn)No.8-222374(早期
公開(kāi)日1996年08月30日)；O.Renault等人“A Low Reflectivity Multilayer Cathode ForOrganic Light-Emitting Diodes”，Thin Solid Films，Vol.379，pp.195-198(2000)；WO 01/08240A1；WO 01/06816 A1；David Johnson，等人Technical Paper 33.3，“Contrast Enhancement Of OLED Displays”，httpwww.luxell.com/pdfs/OLEDtech ppr.pdf，pp.1-3(2001年4月)；Junji Kido等人“Bright organicelectroluminescent devices having a metal-doped electron-injecting layer”，AppliedPhysics Letters Vol.73，pp.2866-2868(1998)；Jae-Gyoung Lee等人“Mixingeffect of chelate complex and metal in organic light-emitting diodes”，AppliedPhysics Letters Vol.72，pp.1757-1759(1998)；Jingsong Huang等人，“Low-voltage organic electroluminescent devices using pin structures”AppliedPhysics Letters Vol.80.pp.139-141(2002)；L.S.Hung等人“Sputter depositionof cathods in organic light emitting diodes”Applied Physics Letters Vol.86.pp.4607-4612(1999)；EP 0 977 287 A2；EP 0 977 288 A2；Hany Aziz，等人“Reduced reflectance cathode for organic light-emitting devices using metalorganic mixtures”Applied Physics Letters Vol.83.pp.186-188(2003)；以及H.Michelle Grandin等人“Light-Absorption Phenomena In NovelLow-Reflectance Cathodes For Organic Light-Emitting Devices UtilizingMetal-Organic Mixtures”，Advanced Materials，Vol.15，No.23，2021-2024(2003)。
在此將上述專利、申請(qǐng)和文獻(xiàn)結(jié)合進(jìn)來(lái)作為參考。
在現(xiàn)在已經(jīng)放棄的序列號(hào)為No.09/800,716美國(guó)專利(申請(qǐng)日2001年5月8日)中提交了與本申請(qǐng)可能相關(guān)的其它文獻(xiàn)，這些其它文獻(xiàn)為美國(guó)專利No.4,885,211；美國(guó)專利No.5,247,190；美國(guó)專利No.4,539,507；美國(guó)專利No.5,151,629；美國(guó)專利No.5,150,006；美國(guó)專利No.5,141,671；美國(guó)專利No.5,846,666；美國(guó)專利No.5,516,577；美國(guó)專利No.6,057,048；美國(guó)專利No.5,227,252；美國(guó)專利No.5,276,381；美國(guó)專利No.5,593,788；美國(guó)專利No.3,172,862；美國(guó)專利No.4,356,428；美國(guó)專利No.5,601,903；美國(guó)專利No.5,935,720；美國(guó)專利No.5,728,801；美國(guó)專利No.5,942,340；美國(guó)專利No.5,952,115；美國(guó)專利No.4,720,432；美國(guó)專利No.4,769,292；美國(guó)專利No.6,130,001；Bemius等人“developmental prograess of electroluminescentpolymeric materials and devices”SPIE Conference on Organic Light EmittingMaterials and Devices III，Denver，Colo.，July 1999，SPIE，Vol.3797，pp.129-137；Baldo等人“highly efficient organic phosphorescent emission from organicelectroluminescent devices”Nature Vol.395，pp151-154(1998)；以及Kido等人“White light emitting organic electroluminescent device using lanthanidecomplexes”，Jpn.J.Appl.Phys.Vol.35，pp.L394-L396(1996)。
在此將上述專利、申請(qǐng)和文獻(xiàn)結(jié)合進(jìn)來(lái)作為參考。
還需要提供適于在用于顯示器件的光吸收層國(guó)中使用的化合物。另外，還需要提供適于在顯示器件中使用的光吸收層的新結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的實(shí)施方式中，本發(fā)明的許多方面包括含有陰極、陽(yáng)極和設(shè)置在陰極和陽(yáng)極之間的發(fā)光區(qū)域以及光吸收層的顯示器件；所述光吸收層含有i)金屬納米顆粒；以及ii)選自由有機(jī)材料、無(wú)機(jī)材料、聚合材料及其組合構(gòu)成的組中的基材，其中在光吸收層中納米顆粒的總體的平均顆粒大小是從約1nm至約30nm，包括從約2nm至約20nm，以及納米顆粒具有不超過(guò)±75％的顆粒大小分布。
在本發(fā)明實(shí)施方式中，本發(fā)明的另一方面包括含有第一電極、第二電極以及設(shè)置在第一電極和第二電極之間的發(fā)光區(qū)域以及光吸收層的顯示器件；所述光吸收層含有i)金屬納米顆粒；以及ii)選自由聚合材料、無(wú)機(jī)材料、有機(jī)材料及其組合構(gòu)成的組中的基材，其中金屬納米顆粒具有平均顆粒大小從約5nm至約15nm，包括約10nm。
在本發(fā)明的實(shí)施方式中，本發(fā)明的又一方面包括含有陽(yáng)極、陰極以及設(shè)置在陽(yáng)極和陰極之間的發(fā)光區(qū)域的有機(jī)發(fā)光器件，其中所述陰極含有光吸收層，所述光吸收層含有i)金屬納米顆粒；以及ii)選自由聚合材料、無(wú)機(jī)材料、有機(jī)材料及其組合構(gòu)成的組中的基材，其中金屬納米顆粒的總體具有不超過(guò)±50％的顆粒大小分布，包括約±25％。
將參照附圖和下面的說(shuō)明描述本發(fā)明的這些和其它非限制性方面或?qū)嵤┓绞健?br>

下面簡(jiǎn)要說(shuō)明附圖，其用于表示這里公開(kāi)的示例性實(shí)施方式并且不用于限制這些示例性實(shí)施方式。
圖1所示為含有設(shè)置在陰極和發(fā)光區(qū)域之間的光吸收層的顯示器件的示意性截面圖；圖2所示為含有設(shè)置陽(yáng)極和發(fā)光區(qū)域之間的光吸收層的顯示器件的示意性截面圖；圖3所示為第一電極或第二電極其中之一含有光吸收層的顯示器件的示意性截面圖；圖4所示為具有含有光吸收層的陰極的顯示器件的示意性截面圖；圖5所示為含有位于電極之外的光吸收層的顯示器件的示意性截面圖；圖6所示為光吸收層是發(fā)光區(qū)域一部分的顯示器件的示意性截面圖；以及圖7所示為含有多層光吸收層的顯示器的示意性截面圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及一種包括光吸收層的顯示器件。根據(jù)本發(fā)明的顯示器件通常包括第一電極、第二電極、設(shè)置在所述第一電極和第二電極之間的發(fā)光區(qū)域，以及光吸收層(LAL)。光吸收層含有在基材中的金屬納米顆粒。光吸收層可以位于或顯示器件的任意位置。例如，光吸收層可以設(shè)置在第一電極和發(fā)光區(qū)域之間；第二電極和發(fā)光區(qū)域之間；作為第一電極的一部分；作為第二電極的一部分；作為發(fā)光區(qū)域的一部分；或者位于第一電極或第二電之一的外側(cè)。顯示器件可以含有多層光吸收層。在含有多層光吸收層的顯示器件中，光吸收層可以由適于用于顯示器件的一層或多層其它層分隔開(kāi)。另外，多層光吸收層可以被認(rèn)為是形成光吸收區(qū)域或區(qū)，多層光吸收層與另一層接觸，即呈層疊結(jié)構(gòu)，或者多層光吸收層由一層或多層分隔開(kāi)。
為了本發(fā)明公開(kāi)，可以應(yīng)用下述定義。除非其它表述，術(shù)語(yǔ)“層”指具有與相鄰層的組合物根據(jù)i)層中組分的濃度；以及ii)構(gòu)成各個(gè)層的組合物的組分這兩個(gè)方面其中至少之一不同的成分的單一涂層。例如，如果相鄰的層具有包含相同組分但濃度不同的組合物則被認(rèn)為是單獨(dú)的層。請(qǐng)注意，這里所使用的術(shù)語(yǔ)“光吸收層”包括限定了具有光吸收區(qū)域或區(qū)的單層的光吸收層或多層的光吸收層。術(shù)語(yǔ)“區(qū)”指單層，諸如2、3、4、5或更多層的多層，和/或一個(gè)或多個(gè)“區(qū)”。這里使用的術(shù)語(yǔ)“區(qū)”，諸如參照電荷傳輸區(qū)(例如，空穴傳輸區(qū)和電子傳輸區(qū))、發(fā)光區(qū)以及光吸收區(qū)，是單層、多層、單一功能區(qū)域、或多個(gè)功能區(qū)域。“光發(fā)射區(qū)域”和“發(fā)光區(qū)域”可以互換。
參照附圖可以得到對(duì)這里所公開(kāi)的工序和裝置的更全面的理解。為了方便和容易證明本發(fā)明，這些圖僅是示意性表示，并且因此并不意欲表示顯示器件及其部件的相對(duì)大小以及尺寸，和/或定義或限制示例性實(shí)施方式的范圍。
雖然為了清晰，下面的說(shuō)明中使用的具體地術(shù)語(yǔ)，但是這些術(shù)語(yǔ)意欲僅指為了說(shuō)明在附圖中選擇的實(shí)施方式的特定結(jié)構(gòu)，并且并不意欲定義或限制本發(fā)明的范圍。在附件和下面的說(shuō)明中，可以理解相似的標(biāo)號(hào)是指功能相似的部件。
圖1-7描述了根據(jù)本發(fā)明含有光吸收層的顯示器件的示例性實(shí)施方式。參照?qǐng)D1，有機(jī)發(fā)光器件110包括陽(yáng)極120、發(fā)光區(qū)域130、陰極150以及設(shè)置在陰極150和發(fā)光區(qū)域130中的光吸收層140。
參照?qǐng)D2，有機(jī)發(fā)光器件210包括陽(yáng)極220、發(fā)光區(qū)域240、陰極250以及設(shè)置在陽(yáng)極220和發(fā)光區(qū)域240之間的光吸收層230。
參照?qǐng)D3，有機(jī)發(fā)光器件310包括第一電極320、發(fā)光區(qū)域330、以及第二電極340。第一電極和第二電極可以是陽(yáng)極或陰極之一。另外，第一電極或第二電極之一含有根據(jù)本發(fā)明的光吸收層。
參照?qǐng)D4，有機(jī)發(fā)光器件410包括陽(yáng)極420、發(fā)光區(qū)域430以及陰極440。陰極440含有光吸收層442和附加層444?？梢岳斫?，諸如在圖4中所示器件的顯示器件可以包括諸如層444的一層或多層附加層。諸如層444的附加層，可以是例如保護(hù)層或區(qū)域。在包括一層或多層這種附加層的陰極中，光吸收層用作電子注入接觸。光吸收層形成為接觸發(fā)光區(qū)域430。
參照?qǐng)D5，顯示器件所示為光吸收層位于或設(shè)置在電極之外。在圖5中，有機(jī)發(fā)光器件510包括第一電極520、發(fā)光區(qū)域530、第二電極540、以及位于第二電極540之外的光吸收層550。第二電極可以是陰極或陽(yáng)極之一。
參照?qǐng)D6，光吸收層被示為是發(fā)光區(qū)域的一部分。在圖6中，有機(jī)發(fā)光器件610包括第一電極620、發(fā)光區(qū)域630以及第二電極640。發(fā)光區(qū)域630含有第一電荷傳輸區(qū)632、光發(fā)射區(qū)634以及第二電荷傳輸區(qū)636。如圖6所示，第二電荷傳輸區(qū)636含有光吸收層636A以及電荷傳輸層636B。第一電極可以是陰極或陽(yáng)極，并且第二電極可以是陰極或陽(yáng)極。另外，第一電荷傳輸區(qū)632能夠是空穴傳輸區(qū)(同時(shí)第二電荷傳輸區(qū)是電子傳輸區(qū))或者電子傳輸區(qū)(同時(shí)第二電荷傳輸區(qū)是空穴傳輸區(qū))。
可以理解光吸收層可以位于發(fā)光區(qū)域中任意位置。例如，其可能位于電子傳輸區(qū)內(nèi)部(并且因此視為電子傳輸區(qū)的一部分)或者位于空穴傳輸區(qū)內(nèi)部(并且因此視為空穴傳輸區(qū)的一部分)。光吸收層還可以位于電子傳輸區(qū)和發(fā)光區(qū)之間，或者位于空穴傳輸區(qū)和光發(fā)射區(qū)之間。
現(xiàn)在參照?qǐng)D7，示出了包括多層光吸收層的顯示器件。在圖7中，有機(jī)發(fā)光器件710包括第一電極720、發(fā)光區(qū)域730、光吸收層740以及第二電極750。和線電極能夠是陰極或者陽(yáng)極之一，并且第二電極能夠是陰極或者陽(yáng)極。光吸層或區(qū)域740含有三層分開(kāi)的光吸收層742、744和746。如同這里所使用的，如果相鄰的層的組合物根據(jù)光吸收層的組分或該組分在層中的濃度或比例不同彼此不同，則相鄰的光吸收層可以被認(rèn)是分開(kāi)的層。即，如果在各層中以不同的濃度表示各組分，具有相同組分的相鄰光吸收層，即相同的金屬納米顆粒和基材，可以認(rèn)為是分開(kāi)的層。為了公開(kāi)，具有完全相同組合物的相鄰光吸收層可以認(rèn)為是單層光吸收層。
雖然在圖中未示出，但是可以理解諸如圖1-7中的OLED的顯示器件可以包括鄰近第一電極或第二電極之一的基板，例如，鄰近陽(yáng)極或陰極之一?；旧贤该鞯幕灏ǜ鞣N適宜的材料，例如，聚合物組分、玻璃、石英等。適宜的聚合物組分包括但不限于諸如MYLAR的聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚砜等。其它基板材料可以選自例如能夠有效地支持其它層并且不會(huì)干擾器件功能特性的材料。
不透明基板能夠含有各種適宜材料，例如包括諸如MYLAR的聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚砜等的聚合物組分，其可以含有諸如碳黑的顏料或染料。該基板還能夠含有諸如非晶硅、多晶硅、單晶硅等的硅。能夠與基板一起使用的另一類材料是諸如金屬化合物的陶瓷，如金屬氧化物、金屬鹵化物、金屬氫氧化物、金屬硫化物等。
在實(shí)施方式中，基板可以具有例如從約10微米到約5,000微米的厚度。在另一實(shí)施方式中，基板可以具有從約25微米至約1,000微米的厚度。
陽(yáng)極能夠含有適宜的正電荷注入材料，諸如氧化銦錫(ITO)、硅、氧化錫以及具有從約4eV至約6eV的功函的金屬，諸如金、鉑和鈀。其它適宜用于陽(yáng)極的材料包括但不限于導(dǎo)電的碳、諸如具有例如功函等于或大于約4eV并且在實(shí)施方式中為從約4eV至約6eV的π-共軛聚合物，例如聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯等。基本上透明的陽(yáng)極能夠含有例如氧化銦錫(ITO)、非常薄的基本上透明的金屬層，該層含有功函范圍從約4eV至約6eV的金屬，諸如金和鈀等，其厚度為例如多約10埃至約100埃。在美國(guó)專利No.4,885,211和No.5,703,436中公開(kāi)了其它適宜形式的陽(yáng)極，在此結(jié)合該專利作為參考。陽(yáng)極還能夠含有在待審美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)No.10/117,812中公開(kāi)金屬-有機(jī)物混合層(MOML)，在此結(jié)合該專利的內(nèi)容作為參考。陽(yáng)極的厚度范圍從約10埃至約50,000埃具有根據(jù)陽(yáng)極材料的電學(xué)和光學(xué)常數(shù)決定的所需范圍。陽(yáng)極厚度的一個(gè)示例性范圍從約300埃至約3,000埃。當(dāng)然，也能夠使用該范圍之外的厚度。
陰極能夠含有適宜的電子注入材料，諸如包括高功函組分的金屬，諸如具有從約4eV至約6eV的功函的金屬，或者低功函組分的金屬，諸如具有從約2eV至約4eV的功函的金屬。陰極能夠含有低功函(小于約4eV)金屬和至少一其它金屬的混合物。低功函金屬和第二或其它金屬的比例從小于約0.1重量百分比至約99.9重量百分比。低功函金屬的示例性實(shí)施例包括但不限于諸如鋰或鈉的堿金屬、諸如鈹、鎂、鈣或鋇的2A族或堿土金屬；以及包括稀土金屬以及諸如鈧、釔、鑭、鈰、銪、鋱或錒的錒族金屬的III族金屬。鋰、鎂和鈣是優(yōu)選的低功函金屬。適宜形成陰極的材料包括但不限于在美國(guó)專利No.4,885,211、No.4,720,432和No.5,703,436中公開(kāi)的Mg-Ag合金陰極，在此將這些專利的內(nèi)容結(jié)合進(jìn)來(lái)作為參考。其它適宜的陰極含有在此結(jié)合進(jìn)來(lái)作為參考的在美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)No.10/117,812以及美國(guó)專利No.5,429,884中公開(kāi)的金屬-有機(jī)物混合層(MOML)。由具有諸如鋁和銦的其它高功函金屬的鋰合金也可以形成陰極。
基板上透明的陰極能夠含有非常薄基本上透明的金屬層，該層含有諸如Mg、Ag、Al、Ca、In、Li具有功函范圍從約2eV至約4eV的金屬以及它們的合金構(gòu)成，諸如Mg∶Ag合金，含有體積百分比為從約80-95％的Mg，體積百分比為約20％至約5％的Ag；Li∶Al合金，含有體積百分比為從約90-99％的Al，以及體積百分比為從約10％至約1％的Li；等等。該層具有厚度例如從約10埃至約200埃，并且在實(shí)施方式中中從約30埃至約100埃。當(dāng)然，也能夠使用該范圍之外的厚度。
在實(shí)施方式中，陰極可以含有一層或多層附加層。陰極的一層或多層附加層能夠含有至少一金屬和/或至少一無(wú)機(jī)材料。能夠在附加層中使用的適宜的示例性材料包括但不限于Mg、Ag、Al、In、Ca、Sr、Au、Li、Cr及其混合物。能夠在附加層使用的適宜的示例性無(wú)機(jī)材料包括但不限于SiO、SiO2、LiF、MgF2及其混合物。
一層或多層附加層彼此之間能夠具有相同或不同的功能。例如，陰極的一層或多層能夠含有金屬或者基本上由金屬材料以形成具有低方塊電阻(例如小于10Ω/□)的導(dǎo)電層。另外，陰極的一層或多層附加層通過(guò)形成鈍化層(例如濕氣隔離物)能夠保護(hù)金屬-有機(jī)物混合層不受環(huán)境的影響，該鈍化層能夠防止或者至少減小環(huán)境濕氣滲透到MOML、發(fā)光區(qū)域以及陽(yáng)極。同時(shí)，陰極的一層或多層能夠起到熱保護(hù)層的作用以提高對(duì)設(shè)備在高溫下短路的保護(hù)。例如，在2001年1月6日提交的序列號(hào)No.09/770,154的美國(guó)專利申請(qǐng)中更詳細(xì)地公開(kāi)有能夠在從約60℃至約110℃的溫度下提供這種保護(hù)。
例如，陰極的厚度范圍從約10nm至約1000nm。還能夠使用該范圍之外的厚度。
在本發(fā)明OLED中使用的陰極和陽(yáng)極可以是單層或者可以包括兩層、三層或多層。例如，電極可以由電荷注入層(即，電子注入層或空穴注入層)和保護(hù)層構(gòu)成。在實(shí)施方式中，電荷注入層可以認(rèn)為與電極不同。
電子注入層能夠包括非常薄基本上透明的金屬層，該層由諸如Mg、Ag、Al、Ca、In、Li功函從約2eV至約4eV的金屬以及其合金構(gòu)成，諸如Mg∶Ag合金，含有體積百分比為從約80％至95％的Mg，體積百分比為約20％至約5％的Ag；Li∶Al合金，含有體積百分比為從約90％至99％的Al，以及體積百分比為從約10％至約1％的Li；等等，該層具有厚度例如從約10埃至約200埃，并且在實(shí)施方式中中從約30埃至約100埃。當(dāng)然，也能夠使用該范圍之外的厚度。電子注入層還能夠包括非常薄的絕緣材料，諸如在美國(guó)專利No.5,457,565、No.5,739,635中公開(kāi)的氧化物材料或者堿金屬化合物，在此將這些專利結(jié)合進(jìn)來(lái)作為參考。
空穴注入層能夠由適宜的正電荷注入材料構(gòu)成，諸如氧化銦錫(ITO)、硅、氧化錫以及功函為從約4eV至約6eV的金屬構(gòu)成，諸如金、鉑和鈀。其它適宜用于空穴注入層的材料包括但不限于導(dǎo)電的碳、諸如具有例如功函等于或大于約4eV尤其是從約4eV至約6eV的π-共軛聚合物，例如聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯等?；旧贤该鞯目昭ㄗ⑷氩牧嫌煞浅１』旧贤该鞯慕饘賹訕?gòu)成，該層含有功函的范圍從約4eV至約6eV的金屬，諸如金、鈀等，其厚度為例如從約10埃至約200埃并且在實(shí)施方式中從約10埃至約100埃。當(dāng)然，還能夠使用該范圍之外的厚度。在美國(guó)專利No.4,885,211和No.5,703,436中公開(kāi)了其它適宜形式的空穴注入材料，在此結(jié)合該專利作為參考。
還能夠包括在陽(yáng)極和/或陰極上的保護(hù)層以增加熱穩(wěn)定性，增加環(huán)境穩(wěn)定性、和/或以一些其它方式提高有機(jī)發(fā)光器件的性能。能夠用于增加有機(jī)發(fā)光器件的熱穩(wěn)定性的保護(hù)層的實(shí)施例包括SiO、SiO2或者其混合物。在美國(guó)專利No.6,765,348和No.6,614,175中公開(kāi)了其它實(shí)施例，在此將這些專利結(jié)合進(jìn)來(lái)作為參考。能夠用于增加有機(jī)發(fā)光器件的環(huán)境穩(wěn)定性的保護(hù)層的實(shí)施例是含有諸如Ag、Al、In或Au的穩(wěn)定金屬的層。能夠用于增加有機(jī)發(fā)光器件的環(huán)境穩(wěn)定性的保護(hù)層的其它實(shí)施例是由例如在美國(guó)專利No.5,059,861中所述的低功函金屬構(gòu)成的層。例如，保護(hù)層的厚度從約20nm至約5,000nm。在實(shí)施方式中，厚度從約50nm至500nm。
顯示器件可以優(yōu)選地含有位于陽(yáng)極和空穴傳輸層之間的緩沖層。緩沖層基本上起實(shí)現(xiàn)所需的從陽(yáng)極注入空穴電荷并且提高陽(yáng)極和空穴傳輸層之間的粘接，從而提高器件的操作穩(wěn)定性。能夠在緩沖層中使用的適宜材料包括半導(dǎo)體有機(jī)材料，諸如卟啉衍生物，如在此結(jié)合進(jìn)來(lái)作為參考的美國(guó)專利No.4,356,429中公開(kāi)的1，10，15，20-四苯基-21H，23H-卟啉銅(II)；酞菁銅、四甲基酞菁銅；酞菁鋅；酞菁二氧化鈦；酞菁鎂等。還能夠使用這些和其它適宜材料的混合物。能夠在緩沖層中使用的其它適宜材料包括半導(dǎo)體和絕緣金屬化合物，例如諸如MgO、Al2O3、BeO、BaO、AgO、SrO、SiO、SiO2、ZrO2、CaO、Cs2O、Rb2O、Li2O、K2O和Na2O的金屬氧化物以及如LiF、KCl、NaCl、CsCl、CsF和KF的金屬鹵化物。緩沖層能夠具有從約1nm至約100nm的厚度。用于緩沖層的示例性厚度范圍從約5nm至約25nm。用于緩沖層的其它示例性厚度范圍從約1nm至約5nm。
在實(shí)施方式中，本發(fā)明顯示器件的發(fā)光區(qū)域包括至少一電致發(fā)光材料。電致發(fā)光材料不是關(guān)鍵并且可以是適宜在顯示器件中用作電致發(fā)光材料的任意材料。適宜的有機(jī)電致發(fā)光材料包括諸如聚(對(duì)苯乙烯)(PPV)、聚(2-甲氧基-5(2-乙基己氧基)1，4-對(duì)苯乙烯(MEHPPV)以及聚(2，5-二烷氧基對(duì)苯乙烯基)(PDMeOPV)以及在此引入作為參考的美國(guó)專利No.5,247,190中公開(kāi)的其它材料的聚對(duì)苯撐乙烯；諸如聚(對(duì)苯撐)(PPP)、梯形-聚-對(duì)-苯撐(LPPP)、和聚(四氫芘)(PHTP)的聚乙烯；以及諸如聚(9，9-二-正-辛基芴-2，7，-二基)、聚(2，8-(6，7，12，12-四烷基茚并芴)以及諸如芴-胺共聚物的含芴的共聚物的聚芴(參見(jiàn)例如，Bemius等人“Developmental Progress OfElectroluminescent Polymeric Materials And Devices”Proceedings of SPIEConference on Organic Light Emitting Materials and Devices III，Denver，Colo.，July 1999，Volume 3797，p.129)。
另一類能夠在發(fā)光區(qū)域中使用的有機(jī)電致發(fā)光材料包括但不限于在美國(guó)專利No.4,539,507、No.5,151,629、No.5,150,006、No.5,141,671和No.5,846,666中公開(kāi)的金屬羥喹啉酸化合物，在此引入各專利作為參考。示例性實(shí)施例包括三(8-羥基喹啉)鋁(AlQ3)、以及雙(8-羥基喹啉酸)-(4-苯并苯酚)鋁鹽(BAlq)。這類材料的其它實(shí)施例包括三(8-羥基喹啉酸)鎵鹽、雙(8-羥基喹啉酸)鎂鹽、雙(8-羥基喹啉酸)鋅鹽、三(5-甲基-8-羥基喹啉酸)鋁鹽、三(7-丙基-8-羥基喹啉酸)鋁鹽、雙[苯并{f}-8-喹啉酸]鋅鹽、雙(10-羥基苯并[h]喹啉酸)鈹鹽等以及在美國(guó)專利No.5,846,666(在此結(jié)合進(jìn)來(lái)作為參考)中公開(kāi)的金屬硫代羥喹啉酸化合物，諸如由雙(8-喹啉硫羥酸)鋅鹽、雙(8-喹啉硫羥酸)鎘鹽、三(8-喹啉硫羥酸)鎵鹽、三(8-喹啉硫羥酸)銦鹽、雙(5-甲基喹啉硫羥酸)鋅鹽、三(5-甲基喹啉硫羥酸)鎵鹽、三(5-甲基喹啉硫羥酸)銦鹽、雙(5-甲基喹啉硫羥酸)鎘鹽、雙(3-甲基喹啉硫羥酸)鎘鹽、雙(5-甲基喹啉硫羥酸)鋅鹽、雙[苯并{f}-8-喹啉硫羥酸]鋅鹽、雙[3-甲基苯并{f}-8-喹啉硫羥酸]鋅鹽、雙[3，7-二甲基苯并{f}-8-喹啉硫羥酸]鋅鹽等的金屬硫代羥喹啉酸化合物。
更具體地說(shuō)，能夠在發(fā)光區(qū)域中使用的有機(jī)電致發(fā)光材料含有芪衍生物，諸如在此引入作為參考的美國(guó)專利No.5,516,577中公開(kāi)的芪衍生物。適用的芪衍生物的非限制性實(shí)施例為4，4′，-雙(2，2，-二苯基乙烯基)聯(lián)苯。
另一類可以在混合層中使用的雙極傳輸材料含有蒽，諸如，例如2-t-丁基-9，10-二(2-萘基)蒽、9，10-二(2-萘基)蒽、9，10-二(2-苯基)蒽、9，9-雙[4(9-蒽基)苯基]芴以及9，9-雙[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]芴。在其它適宜的蒽是在申請(qǐng)序列號(hào)為No.09/208,172(相應(yīng)EP1009044A2)現(xiàn)在美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)朜o.6,465,115的美國(guó)專利中公開(kāi)的蒽、以及在美國(guó)專利No.5,972,247中公開(kāi)的蒽、以及美國(guó)專利No.5,935,721中公開(kāi)的蒽、以及美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)為No.09/771,311現(xiàn)在美國(guó)專利No.6,479,172中公開(kāi)的蒽，在此結(jié)合該專利作為參考。
又一類適于在發(fā)光區(qū)域中使用的有機(jī)電致發(fā)光材料為在申請(qǐng)序列號(hào)為No.08/829,398的美國(guó)專利中公開(kāi)的噁二唑金屬螯化物，在此將該專利結(jié)合進(jìn)來(lái)作為參考。這些材料包括雙[2-(2-羥基苯基)-5-苯基-1，3，4-噁二唑]鋅；雙[2-(2-羥基苯基)-5-苯基-1，3，4-噁二唑]鈹；雙[2-(2-羥基苯基)-5-(1-萘基)-1，3，4-噁二唑]鋅；雙[2-(2-羥基苯基)-5-(1-萘基)-1，3，4-噁二唑]鈹；雙[5-聯(lián)苯基-2-(2-羥基苯基)-1，3，4-噁二唑]鋅；雙[5-聯(lián)苯基-2-(2-羥基苯基)-1，3，4-噁二唑]鈹；雙(2-羥基苯基)-5-苯基-1，3，4-噁二唑]鋰；雙[2-(2-羥基苯基)-5-對(duì)甲苯基-1，3，4-噁二唑]鋅；雙[2-(2-羥基苯基)-5-對(duì)甲苯基-1，3，4-噁二唑]鈹；雙[5-(對(duì)叔丁基苯基)-2-(2-羥基苯基)-1，3，4-噁二唑]鋅；雙[5-(對(duì)叔丁基苯基)-2-(2-羥基苯基)-1，3，4-噁二唑]鈹；雙[2-(2-羥基苯基)-5-(3-氟苯基)-1，3，4-噁二唑]鋅；雙[2-(2-羥基苯基)-5-(4-氟苯基)-1，3，4-噁二唑]鋅；雙[2-(2-羥基苯基)-5-(4-氟苯基)-1，3，4-噁二唑]鈹；雙[5-(4-氯苯基)-2-(2-羥基苯基)-1，3，4-噁二唑]鋅；雙[2-(2-羥基苯基)-5-(4-甲氧基苯基)-1，3，4-噁二唑]鋅；雙[2-(2-羥基-4-甲基苯基)-5-苯基-1，3，4-噁二唑]鋅；雙[2-u-(2-羥基萘基)-5-苯基-1，3，4-噁二唑]鋅；雙[2-(2-羥基苯基)-5-對(duì)吡啶基-1，3，4-噁二唑]鋅；雙[2-(2-羥基苯基)-5-對(duì)吡啶基-1，3，4-噁二唑]鈹；雙[2-(2-羥基苯基)-5-(2-硫代苯基)-1，3，4-噁二唑]鋅；雙[2-(2-羥基苯基)-5-苯基-1，3，4-硫代噁二唑]鋅；雙[2-(2-羥基苯基)-5-苯基-1，3，4-硫代噁二唑]鈹；雙[2-(2-羥基苯基)-5-(1-萘基)-1，3，4-硫代噁二唑]鋅；和雙[2-(2-羥基苯基)-5-(1-萘基)-1，3，4-硫代噁二唑]鈹?shù)?，以及?000年1月21日提交的序列號(hào)為No.09/489,144美國(guó)專利申請(qǐng)以及在美國(guó)專利No.6,057,048中公開(kāi)的那些三嗪，在此結(jié)合各專利作為參考。發(fā)光區(qū)域還可以包括含量范圍在從重量百分比為約0.01到約25％的摻雜劑。能夠在發(fā)光區(qū)域中使用的摻雜劑材料的實(shí)施例包括熒光材料，諸如香豆素、二氰基亞甲基吡喃、聚甲炔、氧雜苯并蒽、氧雜蒽、吡喃鎓、喹諾酮(carbostyl)、苝等。另一類適用的熒光材料是喹吖啶酮染料。喹吖啶酮染料的示例性實(shí)施例包括喹吖啶酮、2-甲基喹吖啶酮、2，9-二甲基喹吖啶酮、2-氯喹吖啶酮、2-氟喹吖啶酮、1，2-苯并喹吖啶酮、N，N’-二甲基喹吖啶酮、N，N’-二甲基-2-甲基喹吖啶酮、N，N’-二甲基-2，9-二甲基喹吖啶酮、N，N’-二甲基-2-氯喹吖啶酮、N，N’-二甲基-2-氟喹吖啶酮、N，N’-二甲基-1，2-苯并喹吖啶酮等，其公開(kāi)在美國(guó)專利No.5,227,252、No.5,276,381、以及No.5,593,788中，在此將各專利結(jié)合進(jìn)來(lái)作為參考。另一類能夠使用的熒光材料是稠環(huán)熒光染料。示例性的適用的稠環(huán)熒光染料包括如美國(guó)專利No.3,172,862(在此引用該專利作為參考)所公開(kāi)的二萘嵌苯、紅熒烯、蒽、六苯并苯、菲(phenanthrecene)、芘等等。同時(shí)，熒光材料包括諸如在美國(guó)專利No.4,356,429和No.5,516,577(在此引用各專利作為參考)所公開(kāi)的丁二烯，諸如1，4-二苯基丁二烯和四苯基丁二烯、和芪等。可以使用的熒光材料的其它實(shí)施例為美國(guó)專利No.5,601,903中公開(kāi)的那些，在此引用該專利作為參考。
另外，能夠在發(fā)光區(qū)域中使用的發(fā)光摻雜劑是為美國(guó)專利No.5,935,720(在此引入該專利作為參考)中公開(kāi)的熒光染料，例如4-(二氰基亞甲基)-2-1-丙基-6-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定基-9-烯基)-4H-吡喃(DCJTB)；鑭系元素金屬螯合物，例如三(乙酰丙酮基)(鄰二氮雜菲)鋱、三(乙酰丙酮基)(鄰二氮雜菲)銪、以及三(噻吩甲酰三氟丙酮基)(鄰二氮雜菲)銪，以及在Kido等“White light emitting organic electroluminescent device usinglanthanide complexes”，Jpn.J.Appl.Phys.，Vol.35，p.L394-L396(1996)中公開(kāi)的那些，其通過(guò)引用的方式全文包括在本申請(qǐng)中；以及磷光材料，例如在Baldo等，“Highly efficient organic phosphorescent emission from organicelectroluminescent devices”，Letters to Nature，Vol.395，p.151-154(1998)所述的包含導(dǎo)致強(qiáng)自旋-軌道耦合的重金屬原子的有機(jī)金屬化合物，其通過(guò)引用的方式全文包括在本申請(qǐng)中。優(yōu)選的實(shí)施例包括2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基-21H，23H-膦鈀(II)(PtOEP)和色度-三(2-苯基吡啶)銪(Ir(ppy)3)。
發(fā)光區(qū)域能夠包括具有空穴傳輸特性的一種或多種材料。能夠在發(fā)光區(qū)域中使用的空穴傳輸材料的實(shí)施例包括如在此引入作為參考的美國(guó)專利No.5,728,801所述的聚吡咯、聚苯胺、聚(亞苯基亞乙烯基)、聚噻吩、聚芳胺，及其衍生物，以及已知的半導(dǎo)體有機(jī)材料；卟啉衍生物例如在此引入作為參考的美國(guó)專利No.4,356,429中公開(kāi)的1，10，15，20-四苯基-21H，23H-卟啉銅(II)；酞菁銅、四甲基酞菁銅、酞菁鋅、酞菁二氧化鈦、酞菁鎂等。
能夠用于該發(fā)光區(qū)域中的具體類型的空穴傳輸材料為芳香叔胺，例如在美國(guó)專利No.4,539,507中公開(kāi)的芳香叔胺，在此引入作為參考。適宜的示例性的芳香叔胺包括但不局限于雙(4-二甲基氨基-2-甲基苯基)苯基甲烷；N，N，N-三(對(duì)甲苯基)胺、1，1-雙(4-二-對(duì)甲苯基氨基苯基)環(huán)己烷；1，1-雙(4-二-對(duì)甲苯基氨基苯基)-4-苯基環(huán)己烷；N，N’-二苯基-N，N’-雙(3-甲基苯基)-1，1’-聯(lián)苯基-4，4’-二胺；N，N’-二苯基-N，N’-雙(3-甲基苯基)-1，1’-聯(lián)苯基-4，4’-二胺；N，N’-二苯基-N，N’-雙(4-甲氧基苯基)-1，1’-聯(lián)苯基-4，4’-二胺；N，N，N’，N’-四-對(duì)甲苯基-1，1’-聯(lián)苯基-4，4’-二胺；N，N’-二-1-萘基-N，N’-二苯基-1，1’-聯(lián)苯基-4，4’-二胺；N，N’-二(萘-1-基)-N，N’-二苯基-聯(lián)苯胺(NPB)；它們的混合物等。另一類芳香叔胺為多環(huán)芳香胺。多環(huán)芳香胺的實(shí)施例包括但不局限于N，N-雙-[4’-(N-苯基-N-間甲苯基氨基)-4-聯(lián)苯基]苯胺；N，N--雙-[4’-(N-苯基-N-間甲苯基氨基)-4-聯(lián)苯基]-間甲苯胺；N，N-雙-[4’-(N-苯基-N-間甲苯基氨基)-4-聯(lián)苯基]-對(duì)甲苯胺；N，N-雙-[4’-(N-苯基-N-對(duì)甲苯基氨基)-4-聯(lián)苯基]苯胺；N，N-雙-[4’-(N-苯基-N-對(duì)甲苯基氨基)-4-聯(lián)苯基]-間甲苯胺；N，N-雙-[4’-(N-苯基-N-對(duì)甲苯基氨基)-4-聯(lián)苯基]-對(duì)甲苯胺；N，N-雙-(4’-(N-苯基-N-對(duì)氯苯基氨基)-4-聯(lián)苯基)-間甲苯胺；N，N-雙-[4’-(N-苯基-N-間氯苯基氨基)-4-聯(lián)苯基]-間甲苯胺；N，N-雙-[4’-(N-苯基-N-間氯苯基氨基)-4-聯(lián)苯基]-對(duì)甲苯胺；N，N-雙-[4’-(N-苯基-N-間甲苯基氨基)-4-聯(lián)苯基]-對(duì)氯苯胺；N，N-雙-[4’-(N-苯基-N-對(duì)甲苯基氨基)4-聯(lián)苯基]-間氯苯胺；N，N-雙-[4’-(N-苯基-N-間甲苯基氨基)-4-聯(lián)苯基]-1-氨基萘，它們的混合物等；4，4’-雙(9-咔唑基)-1，1’-聯(lián)苯基化合物，例如4，4’-雙(9-咔唑基)-1，1’-聯(lián)苯基以及4，4’-雙(3-甲基-9-咔唑基)-1，1’-聯(lián)苯基等。
能夠用于發(fā)光區(qū)域的另一特定類的空穴傳輸材料為吲哚并咔唑類，諸如在美國(guó)專利No.5,942,340和美國(guó)專利No.5,952,115公開(kāi)的吲哚并咔唑類，在此引入作為參考，例如5，11-二-萘基-5，11-二氫化吲哚并[3，2-b]咔唑和2，8-二甲基-5，11-二萘基-5，11-二氫化吲哚并[3，2-b]咔唑；N，N，N’N’-四芳基聯(lián)苯胺，其中芳基可以選自苯基、間甲苯基、對(duì)甲苯基、間甲氧基苯基、對(duì)甲氧基苯基、1-萘基、2-萘基等。N，N，N’N’-四芳基聯(lián)苯胺的示例性實(shí)施例為N，N-二-1-萘基-N，N’-二苯基-1，1’-聯(lián)苯基-4，4’-二胺；N，N’-雙(3-甲基苯基)-N，N’-二苯基-1，1’-聯(lián)苯基-4，4’-二胺；N，N’-雙(3-甲氧基苯基)-N，N’-二苯基-1，1’-聯(lián)苯基-4，4’-二胺等。能夠在發(fā)光區(qū)域中使用的適宜空穴傳輸材料是萘基取代的聯(lián)苯胺衍生物。
發(fā)光區(qū)域還能夠包括具有電子傳輸能力的一種或多種材料。能夠在發(fā)光區(qū)域中使用的電子傳輸材料的實(shí)施例是聚芴，例如聚(9，9-二正辛基芴-2，7-二基)、聚(2，8-(6，7，12，12-四烷基茚并芴)以及包含芴的共聚物，例如芴-胺共聚物，如Bernius等，Proceedings of SPIE Conference on Organic LightEmitting Materials and Devices III，Denver，Cob.，1999年7月，Vol.3797，p.129所述。
能夠在發(fā)光區(qū)域中使用的電子傳輸材料的其它實(shí)施例能夠選自金屬羥喹啉酸化合物、噁二唑金屬螯化物、三嗪化合物以及芪化合物，上述已經(jīng)詳細(xì)給出了這些化合物的實(shí)施例。
在發(fā)光區(qū)域除有機(jī)電致發(fā)光材料還包括一種或多種空穴傳輸材料和/或一種或多種電子傳輸材料的實(shí)施方式中，有機(jī)電致發(fā)光材料、空穴傳輸材料和/或電子傳輸材料能夠以單獨(dú)的層形成，諸如在美國(guó)專利No.4,539,507，No.4,720,432以及No.4,769,292中公開(kāi)的OLED；或者能夠在同一層中從而形成兩種或更多材料的混合區(qū)域，諸如在美國(guó)專利No.6,130,001、No.6,393,339、No.6,393,250以及No.6,614,175中公開(kāi)的OLED。在此引入這些專利和專利申請(qǐng)的內(nèi)容作為參考。
發(fā)光區(qū)域的厚度可以例如從約1nm至約1000nm變化。在實(shí)施方式中，發(fā)光區(qū)域的厚度是從約20nm至約200nm，以及在其它實(shí)施方式中，從約50nm至約150nm。
根據(jù)本發(fā)明的光吸收層含有金屬納米顆粒以及基材。金屬納米顆?？梢苑植荚凇⑼耆度朐?、或者部分嵌入在基材中。基材可以選自包括聚合物材料、無(wú)機(jī)材料和有機(jī)材料的材料。
金屬納米顆?？梢院袑⑾蚬馕諏觽鬟f光吸收特性的任意金屬。適宜的金屬包括但不限于在范圍400-700nm范圍中具有等離子體頻率的特征的那些金屬及其合金，諸如Ag、Au、Pt、Pd、Ni以及Cu。公知可以形成具有吸光特性的納米顆粒的其它金屬包括Se、Te、As、Zn、Sn、Ga、Co及其合金。在實(shí)施方式中，金屬顆粒含有選自由Ag、Au、Cu、Se、Te、As、Zn、Ga、Co、Pt、Pd、Ni、In、Ti及其組合構(gòu)成的組中的金屬。在另一實(shí)施方式中，金屬顆粒選自Ag、Au、Cu、Se、Te、As、Zn、Sn、Ga、Co、Pt、Pd、Ni、In、Ti；下述金屬的合金Ag、Au、Cu、Se、Te、As、Zn、Sn、Ga、Co、Pt、Pd、Ni、In、Ti；以及其組合。
金屬納米顆?？梢跃哂懈鞣N形態(tài)或結(jié)構(gòu)。例如，金屬納米顆?？梢跃哂芯匦巍⒎蔷匦?、二維結(jié)構(gòu)和/或三維結(jié)構(gòu)。金屬納米顆粒的適宜的矩形的非限制性實(shí)施例包括球形、扁球形、扁長(zhǎng)球體、橢圓體、棒、柱、錐形、盤狀、立方以及矩形。在給定的光吸收層中，金屬納米顆?？梢跃哂邢嗤幕虿煌男螤?。給定的光吸收層中可以含有相同材料或不同材料、相同或不同形狀、和/或相同或不同大小的金屬納米顆粒。另外，給定的光吸收層可以包括單獨(dú)的顆粒(相同或不同金屬和/或形狀和大小)以及二維尺寸或三維尺寸結(jié)構(gòu)形成的顆粒。
金屬顆粒的具體大小在從約1nm至30nm的范圍內(nèi)。如同這里使用的，金屬納米顆粒的顆粒大小是指給定顆粒的一個(gè)或多個(gè)性能尺寸的大小。決定金屬納米顆粒的大小的金屬納米顆粒的一個(gè)或多個(gè)性能尺寸取決于納米顆粒的形狀。例如，金屬納米顆粒的性能尺寸的非限制性實(shí)施例包括但不限于對(duì)于球形、扁球體形狀的或橢球形狀顆粒是直徑；對(duì)于立方體或矩形納米顆粒是顆粒的一側(cè)或多側(cè)的長(zhǎng)度；以及對(duì)于棒形、柱形、錐形或盤形顆粒是顆粒的長(zhǎng)度和/或直徑。在一實(shí)施方式中，金屬納米顆粒具有從約1nm至約15nm的顆粒大小。在另一實(shí)施方式中，金屬顆粒具有從約15nm至約30nm的顆粒大小。在另一實(shí)施方式中，金屬顆粒具有多約10nm至約20nm的顆粒大小。在再一實(shí)施方式中，金屬納米顆粒具有約10nm的顆粒大小。
在實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明在光吸收層中金屬納米顆粒的總體的顆粒大小的窄方差。不需要限定任何顆粒理論，顆粒大小的小或窄方差增強(qiáng)金屬顆粒的光吸收效果。顆粒大小的方差在這里是指顆粒大小的分布。在這里顆粒大小分布限定為在金屬納米顆粒總體中任意給定的金屬顆粒的顆粒大小與金屬納米顆?？傮w的平均顆粒大小之間的百分差。在一實(shí)施方式中，在光吸收層中金屬納米顆?？傮w的平均顆粒大小從約2nm至約20nm。在另一實(shí)施方式中，在光吸收層中金屬納米顆粒總體的平均顆粒大小從約5nm至約15nm。在又一實(shí)施方式中，在光吸收層中金屬納米顆?？傮w的平均顆粒大小為約10nm。在一實(shí)施方式中，在光吸收層中金屬納米顆粒總體的顆粒大小分布不超過(guò)+/-75％。在另一實(shí)施方式中，在光吸收層中金屬納米顆?？傮w的顆粒大小分布不超過(guò)+/-50％。在再一實(shí)施方式中，在光吸收層中金屬納米顆?？傮w的顆粒大小分布不超過(guò)+/-25％。
在一實(shí)施方式中，在光吸收層中金屬納米顆?？傮w的平均顆粒大小從約2nm至約20nm，并且顆粒大小分布不超過(guò)+/-75％。在另一實(shí)施方式中，在光吸收層中金屬納米顆粒總體的平均顆粒大小從約5nm至約15nm，并且顆粒大小分布不超過(guò)+/-50％。在另一實(shí)施方式中，在光吸收層中金屬納米顆?？傮w的平均顆粒大小從約5nm至約15nm，并且顆粒大小分布不超過(guò)+/-25％。在再一實(shí)施方式中，在光吸收層中金屬納米顆?？傮w的平均顆粒大小為約10nm，并且顆粒大小分布不超過(guò)+/-50％。在另一實(shí)施方式中，在光吸收層中金屬納米顆?？傮w的平均顆粒大小從約10nm，并且顆粒大小分布不超過(guò)+/-25％。
基材材料選自由無(wú)機(jī)材料、聚合物材料以及有機(jī)材料構(gòu)成的組。
在實(shí)施方式中，無(wú)機(jī)基材是含有化合物的金屬。適宜作為無(wú)機(jī)基材的含有化合物的金屬包括但不限于金屬的氧化物、氫氧化物、鹵化物、硼化物、氮化物、硫化物、以及碳化物等。無(wú)機(jī)材料的適宜金屬組分包括但不限于選自周期表中I、II、IIIB族的金屬、過(guò)渡金屬等。另外，無(wú)機(jī)材料可以含有選自周期表中IIIA、IVA或VA族中元素種類或者其組合。適宜作為無(wú)機(jī)基材一部分的金屬的實(shí)施例包括但不限于Li、Na、K、Rb、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Ia、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Nm、Tc、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、B、Al、Ga、In、Sn、Pb、Sb、Bi、Se、Te、Ce、Nd、Sm以及Eu。無(wú)機(jī)的基材可是基于III-V族的化合物，例如GaAs或InP，或者基于II-VI族的化合物，諸如ZnS。適宜作為無(wú)機(jī)的基材的材料的具體實(shí)施例包括但不限于LiF、LiCl、LiBr、LiI、NaF、NaCl、NaBr、NaI、KF、KCl、KBr、KI、RbF、RbCl、CsF、CsCl、MgF2、SrF2、AlF3、AgCl、AgF、CuCl2、Li2O、SnO2、SiO、SiO2、In2O3，、ITO、TiO2、Al2O3、AgO、CaF2、CaB6、ZnO、CsO2、ZnO、Cu2O、CuO、Ag2O、NiO、TiO、Y2O3、ZrO2、Cr2O3、LaN、YN、GaN、C、Li2C、FeC、NiC、Ge、Si、SiC、SiO、SiO2、Si3N4、ZnTe、ZnSe等。適宜在光吸收層中的材料的其它實(shí)施例包括在美國(guó)專利No.3,598,644和No.4,084,966中公開(kāi)的Se和SeTe的混合物，在此引入各專利作為參考。
無(wú)機(jī)的其材可以是導(dǎo)體、半導(dǎo)體或非導(dǎo)體。在光吸收層位于陽(yáng)極、陰極或發(fā)光區(qū)域之一的一實(shí)施方式中，無(wú)機(jī)的基材是導(dǎo)體或半導(dǎo)體。
基材還可以選自聚合材料。適宜的聚合物材料的實(shí)施例包括但不限于聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚芴、聚乙烯咔唑、聚對(duì)苯乙烯、聚苯乙烯等。根據(jù)本發(fā)明適宜作為光吸收層中基材的聚合物材料的其它實(shí)施例包括在美國(guó)專利No.3,598,644和No.4,084,996中遷移成像系統(tǒng)中使用的柔軟材料，在此引入該專利作為參考。這種其它適宜聚合物材料包括例如氫化或部分氫化的松香脂、取代的聚苯乙烯、苯乙烯丙烯酸酯聚合物、聚烯烴、包括例如甲基、苯基硅樹(shù)脂、聚苯乙烯-烯烴共聚物和環(huán)氧樹(shù)脂的聚酯硅樹(shù)脂。適宜的苯乙烯丙烯酸酯聚合物包括但不限于諸如辛基丙烯酸酯、二十二烷基丙烯酸酯、甲基異丁烯酸酯、乙烷基異丁烯酸酯、丁基異丁烯酸酯、己基異丁烯酸酯等的苯乙烯和丙烯酸酯的共聚物。
用于光吸收層的適宜的有機(jī)材料能夠是例如包括在制造顯示器件的發(fā)光區(qū)域中使用的如本發(fā)明所述的電致發(fā)光材料、空穴傳輸材料和電子傳輸材料的有機(jī)材料。例如，用于光吸收層的適宜的有機(jī)材料包括但不限于分子(小分子)有機(jī)化合物，諸如金屬羥喹啉酸化合物、金屬螯合物、芳香叔胺、吲哚并咔唑、卟啉類化合物、酞菁染料、三嗪、蒽和噁二唑。適于作為基材的有機(jī)化合物包括在申請(qǐng)序列號(hào)No.10/117,812、No.10/401,238的美國(guó)專利申請(qǐng)中公開(kāi)的那些材料，上述兩專利的公開(kāi)號(hào)分別為No.2002/0180349以及No.2003/0234609，在此引入該專利作為參考。其它適宜的有機(jī)基材的非限制性實(shí)施例包括但不限于三(8-羥基喹啉)鋁(AlQ3)。
在一實(shí)施方式中，金屬納米顆粒在光吸收層中的量從約5vol.％至約50vol.％以及基材在光吸收層中的量從約95vol.％至約50vol.％。在另一實(shí)施方式中，金屬納米顆粒在光吸收層中的量從約10vol.％至約30vol.％以及基材在光吸收層中的量從約90vol.％至約70vol.％。在又一實(shí)施方式中，金屬納米顆粒在光吸收層中的量為約50vol.％，以及基材在光吸收層中的量為約50vol.％。
光吸收層可是單一層結(jié)構(gòu)或者多層結(jié)構(gòu)。多層光吸收層可以包括2、3、4、5層或更多層光吸收層，這些多層彼此直接相鄰的即層疊結(jié)構(gòu)，或者由一層或多層附加層分隔開(kāi)。多層光吸收層在這里還指光吸收區(qū)域或區(qū)。
在具有包括多層光吸收層的光吸收層的實(shí)施方式中，彼此直接相鄰的層通常包括根據(jù)基材和/或基材的濃度至少之一不同組分。例如，在實(shí)施方式中，相鄰的光吸收層可以包括相同的基材和相同類型的材料(納米顆粒)但濃度不同。在另一實(shí)施方式中，相鄰的光吸收層可以包括與相同類型的材料不同的基材組分(即，無(wú)機(jī)材料、聚合物材料或者有機(jī)材料)。在又一實(shí)施方式中，相鄰的光吸收層各層級(jí)可以含有不同類型的基材的不同基材組分。例如，一光吸收層可以含有無(wú)機(jī)基材而與第一光吸收層相鄰的第二光吸收層可以含有聚合物或有機(jī)基材。對(duì)于公開(kāi)來(lái)說(shuō)，具有對(duì)于基材類型以及其中金屬和濃度都相同組分的相鄰的光吸收層可以認(rèn)為是單層光吸收層。在光吸光收層具有含有由另一層分隔開(kāi)的兩層或多層光吸收層的多層結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式中，不相鄰的光吸收層可以具有相同的組分。在光吸光收層具有含有層疊結(jié)構(gòu)的兩層或多層光吸收層的多層結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式中，不相鄰的光吸收層可以具有相同的組分。
一層或多層光吸收層的厚度可以根據(jù)具有應(yīng)用的需要而改變。在實(shí)施方式中，光吸收層具有從約10nm至約1000nm的厚度。
在另一實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明的光吸收層可以具有薄層結(jié)構(gòu)，如同在美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)No.11/133,752[20041458-US-NP]中公開(kāi)的薄層結(jié)構(gòu)，該專利與此專利同時(shí)提交，并且引入該專利的內(nèi)容作為參考。具體地說(shuō)，含有金屬納米顆粒的光吸收層可以是具有厚度范圍在一實(shí)施方式中從約10nm至約100nm的薄層結(jié)構(gòu)，并且在另一實(shí)施方式中，該薄層結(jié)構(gòu)的厚度范圍為從約30nm至50nm。在實(shí)施方式中，薄層的光吸收層或區(qū)域可以具有含有2、3、4、5或更多層光吸收層的多層結(jié)構(gòu)。在薄層的多層結(jié)構(gòu)中，光吸收層的各單層可以具有從約5nm至約95nm的厚度。在一實(shí)施方式中，薄層的光吸收層具有從約10nm至約100nm的厚度。在另一實(shí)施方式中，薄層的光吸收層具有從約30nm至約50nm。如同這里以前所描述的，光吸收層可以含有2、3、4、5層或更多層單獨(dú)的光吸收層。在另一實(shí)施方式中，光吸收層具有從約100nm至約300nm。
光吸收層的吸收光的特性可以根據(jù)光吸收層的吸收度(O.D)。在實(shí)施方式中，光吸收層的吸收度對(duì)于至少部分可見(jiàn)光范圍的電磁波頻譜(例如400nm至700nm)為至少0.1。在另一實(shí)施方式中，光吸收層的吸收度從約0.5至約2.5。
可以采用任意適宜的技術(shù)以形成根據(jù)本發(fā)明的光吸收層和顯示器件。適宜的技術(shù)包括但不限于，物理熱氣相沉積(PVD)、旋轉(zhuǎn)涂覆、濺射、電子束、電弧、化學(xué)氣相沉積(CVD)、液相沉積等。例如，在PVD中，光吸收層通過(guò)在真空中由熱源共蒸發(fā)金屬和基材以及通過(guò)掩模在所需的基板/表面上液化/沉積氣體形成。控制各種材料的蒸發(fā)率以獲得所需的金屬顆粒大小和以及金屬和基材的所需比率。通過(guò)形成金屬和聚合物溶液的分散然后通過(guò)包括但不限于旋轉(zhuǎn)涂覆、刮刀涂覆、浸涂、噴墨印刷等適宜的涂覆技術(shù)將該分散施加到基板/器件上可以形成含有聚合物基材的光吸收層。還可以通過(guò)在聚合物表面上熱氣相沉積金屬納米顆粒形成在聚合物基材中含有金屬顆粒的光吸收層，該技術(shù)在美國(guó)專利No.3,598,644中公開(kāi)。
在實(shí)施方式中，通過(guò)液相沉積或溶液工序形成一層或多層的顯示器件。在一實(shí)施方式中，由液相沉積或溶液工序形成至少光吸收層?？梢岳斫夤馕諏拥幕幕蚪饘偌{米顆粒組分二者或者之一可以由液相沉積或溶液工序形成。適宜的液相沉積工序的實(shí)施例包括但不限于旋轉(zhuǎn)涂覆、噴墨印刷、刮刀涂覆、絲網(wǎng)涂覆(web coating)以及浸涂。
如同這里所述的光吸收層適于在顯示器件中使用以減少在器件中環(huán)境光的反射。反射的減少可以根據(jù)例如太陽(yáng)/眼睛-總反射百分比(Sun/Eye-IntegratedReflectance Percentage，SEIR％)。SEIR是總的百分?jǐn)?shù)，分子是反射離諸如OLED的顯示器件的入射光，分母是在可視光譜(在400-700nm范圍內(nèi)的入射光)整個(gè)可視范圍內(nèi)的總和并且加權(quán)人眼在整個(gè)范圍上的靈敏度。在實(shí)施方式中，采用根據(jù)本發(fā)明的光吸收層的顯示器件具有小于約50％的反射率。在另一實(shí)施，反射率小于約20％。在又一實(shí)施方式中，反射率小于約10％。
雖然已經(jīng)參照OLED說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的光吸收層的使用，但是可以理解這種光吸收層可以應(yīng)用于任意種類的OLED或其它顯示器件。例如，根據(jù)本發(fā)明的光吸收層可以適于在分子(小分子)基OLED、樹(shù)枝狀聚合物基OLED、聚合物基OLED、在光發(fā)射區(qū)中包括分子和聚合物材料二者的混合OLED、在光發(fā)射區(qū)域中含有有機(jī)和無(wú)機(jī)材料二者的混合OLED、無(wú)機(jī)電致發(fā)光或磷光器件、液晶顯示(LCD)、等離子顯示器件等。
參照下述的實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明并且理解含有根據(jù)本發(fā)明光吸收層的顯示器件。這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明而不意欲以任何方式限制本發(fā)明。
實(shí)施例表1中的實(shí)施例1-4下面概括了含有光吸收層的簡(jiǎn)化實(shí)施的OLED器件，其中該光吸收層在無(wú)機(jī)基材中含有金屬納米顆粒。實(shí)施例1是不含有光吸收層的對(duì)照器件。利用物理氣相沉積在涂覆有ITO的玻璃基板上以真空(5×10-6托)制造所有器件，其中玻璃基板利用UV-臭氧清潔預(yù)清洗過(guò)。括號(hào)內(nèi)的數(shù)字指以埃()為單位的層的厚度。
雖然已經(jīng)描述了具體實(shí)施方式
，但是對(duì)于發(fā)明人或者其它熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以預(yù)知各種替代方式、改進(jìn)、變型、改良和基本上等效物。因此所附的權(quán)利要求書意欲包括所有的替代方式、改進(jìn)、變型、改良和基本上的等效物。
表1

權(quán)利要求
1.一種顯示器件，含有陰極；陽(yáng)極；設(shè)置在所述陰極和所述陽(yáng)極之間的發(fā)光區(qū)域；以及光吸收層，含有i)金屬納米顆粒；以及ii)選自由有機(jī)材料、無(wú)機(jī)材料、聚合物材料及它們的組合構(gòu)成的組中的基材，其中在所述光吸收層中金屬納米顆粒總體的平均顆粒大小從約2nm至約20nm，并且所述金屬納米顆粒具有的不超過(guò)+/-75％的顆粒大小分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其特征在于，所述金屬納米顆粒具有不超過(guò)±50％的顆粒大小分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其特征在于，所述金屬納米顆粒具有不超過(guò)±25％的顆粒大小分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其特征在于，所述光吸收層中金屬納米顆?？傮w的平均顆粒大小從約5nm至約15nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其特征在于，所述光吸收層中金屬納米顆?？傮w的平均顆粒大小為約10nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其特征在于，所述金屬納米顆粒具有選自矩形、非矩形、二維結(jié)構(gòu)、三維結(jié)構(gòu)及其組合的形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其特征在于，所述金屬納米顆粒具有選自球形、扁球形、扁長(zhǎng)球體、橢圓體、棒、柱、錐形、盤狀、立方以及矩形的形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其特征在于，所述光吸收層具有從約10nm至約1000nm的厚度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其特征在于，所述光吸收層具有對(duì)于可見(jiàn)光譜的至少一部分為至少約0.1的吸收度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其特征在于，所述陰極含有所述光吸收層。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其特征在于，所述金屬納米顆粒在所述光吸收層體積中占約5％至約50％的量，并且所述基材在所述光吸收層體積中占約95％至約50％的量。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其特征在于，所述光吸收層位于所述陽(yáng)極和所述陰極之外。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其特征在于，所述光吸收層位于所述發(fā)光區(qū)域內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其特征在于，所述光吸收層位于所述陽(yáng)極內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其特征在于，所述金屬納米顆粒選自Ag、Au、Cu、Se、Te、As、Zn、Sn、Ga、Co、Pt、Pd、Ni、In、Ti、它們的合金，以及金屬與它們的合金的組合。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其特征在于，所述器件是有機(jī)發(fā)光器件。
17.一種顯示器件，含有任意基板；第一電極；第二電極；發(fā)光區(qū)域，設(shè)置在所述第一和第二電極之間；以及光吸收層，含有i)金屬納米顆粒；以及ii)基材，選自由聚合物、無(wú)機(jī)材料、有機(jī)材料及它們的組合構(gòu)成的組中，其中，所述金屬納米顆粒的平均顆粒大小從約2nm至約20nm，并且具有不超過(guò)±75％的顆粒大小分布。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的顯示器件，其特征在于，所述金屬納米顆粒的平均顆粒大小為從約5nm至約15nm。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的顯示器件，其特征在于，所述金屬納米顆粒具有不超過(guò)±50％的顆粒大小分布。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的顯示器件，其特征在于，所述金屬納米顆粒的平均顆粒大小為約10nm。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的顯示器件，其特征在于，所述金屬納米顆粒具有不超過(guò)±25％的顆粒大小分布。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的顯示器件，其特征在于，所述聚合材料選自聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚芴、聚乙烯咔唑、聚對(duì)苯乙烯、聚苯乙烯、取代的聚苯乙烯、氫化的松香脂、部分氫化的松香脂、苯乙烯丙烯酸酯聚合物、聚烯烴、聚酯、硅樹(shù)脂、聚苯乙烯-烯烴共聚物、環(huán)氧樹(shù)脂以及它們的組合。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的顯示器件，其特征在于，所述無(wú)機(jī)材料含有選自由選自I、II、III族金屬的金屬以及選自IIIA、IVA、以及VA族的元素種類、過(guò)渡金屬以及它們的組合。
24.根據(jù)權(quán)利要求17所述的顯示器件，其特征在于，所述無(wú)機(jī)材料選自LiF、LiCl、LiBr、LiI、NaF、NaCl、NaBr、NaI、KF、KCl、KBr、KI、RbF、RbCl、CsF、CsCl、MgF2、SrF2、AlF3、AgCl、AgF、CuCl2、Li2O、SnO2、SiO、SiO2、In2O3，、ITO、TiO2、Al2O3、AgO、CaF2、CaB6、ZnO、CsO2、ZnO、Cu2O、CuO、Ag2O、NiO、TiO、Y2O3、ZrO2、Cr2O3、LaN、YN、GaN、C、Li2C、FeC、NiC、Ge、Si、SiC、SiO、SiO2、Si3N4、ZnTe、ZnSe以及它們的組合。
25.根據(jù)權(quán)利要求17所述的顯示器件，其特征在于，所述光吸收層具有從約10nm至約1000nm的厚度。
26.根據(jù)權(quán)利要求17所述的顯示器件，其特征在于，所述光吸收層具有從約10nm至約100nm的厚度。
27.根據(jù)權(quán)利要求17所述的顯示器件，其特征在于，所述光吸收層含有多層。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的顯示器件，其特征在于，所述光吸收層具有從約10nm至約100nm的厚度。
29.根據(jù)權(quán)利要求17所述的顯示器件，其特征在于，所述第一電極是陰極，所述陰極含有所述光吸收層。
30.根據(jù)權(quán)利要求17所述的顯示器件，其特征在于，所述光吸收層位于所述第一電極和所述第二電極之一內(nèi)。
31.根據(jù)權(quán)利要求17所述的顯示器件，其特征在于，所述光吸收層位于所述發(fā)光區(qū)域中。
32.根據(jù)權(quán)利要求17所述的顯示器件，其特征在于，所述光吸收層位于所述第一電極和第二電極之外。
33.根據(jù)權(quán)利要求17所述的顯示器件，其特征在于，所述金屬納米顆粒選自Ag、Au、Cu、Se、Te、As、Zn、Sn、Ga、Co、Pt、Pd、Ni、In、Ti；下述金屬的合金Ag、Au、Cu、Se、Te、As、Zn、Sn、Ga、Co、Pt、Pd、Ni、In、Ti；以及它們的組合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包括在基材中含有金屬納米顆粒的光吸收層的顯示器件。適宜的基材包括有機(jī)材料、無(wú)機(jī)材料、聚合物材料以及它們的組合。金屬納米顆?？梢跃哂懈鞣N矩形或非矩形和/或二維或三維結(jié)構(gòu)。金屬納米顆粒可以具有從約2nm至約20nm的顆粒大小。在實(shí)施方式中，納米顆粒的顆粒大小分布不超過(guò)+/－75％。光吸收層可以具有含有二層或更多層單層光吸收層的多層結(jié)構(gòu)。光吸收層可以減少在顯示器件中環(huán)境光的反射。
文檔編號(hào)H01L33/00GK1866573SQ20061008101
公開(kāi)日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2006年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月20日
發(fā)明者H·阿茲茲, 波波維克, 安東尼·J·佩因 申請(qǐng)人:Lg.菲利浦Lcd株式會(huì)社