CN1656851A - 具有虚设边缘电极的显示器 - Google Patents

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Abstract

在包括阳极电极(102)、阴极电极(104)的层和电致发光层(105)的电致发光器件中，虚设电极(103)设置为沿着阳极电极层的边缘。虚设电极与控制显示器的有源区的电极电压的电控制装置(106、107)未连接。虚设电极的未连接状态导致由于通过邻近电极产生的横向电场造成虚设电极获得浮动电位的情况。这导致虚设电极和邻近电极之间的横向电场的强度减弱，由此减轻了有源区边缘处电极的电化学氧化的负面影响。

Description

具有虚设边缘电极的显示器
本发明涉及一种包括第一和第二层导电电极和包括电致发光材料的有源层的电致发光器件和显示器件，所述有源层位于所述第一和第二层之间，所述电极设置用于连接到各自的电控制装置并由此定义显示器的有源区。
根据现有技术的电致发光显示器包括两层平面的延伸且平行的导电电极，即阳极层和阴极层。电极通常设置以形成像元(像素)的矩阵以用于矩阵显示器件中。一般，阳极的延伸方向与阴极的延伸方向垂直，且在阳极和阴极的交叉处形成像素。通过本技术领域中的公知技术，例如溅射、蒸发和光刻技术来制造电极层。
有机电致发光层位于电极层之间。优选地，所述有机电致发光层包括电致发光聚合物材料。例如通过公知的旋涂技术或通过喷墨印刷方法制造聚合物层。电控制装置驱动电极，以便阳极和阴极之间的电位差引起有机电致发光层中的电致发光。
在具有公开号2000-012238的日本专利申请中披露了具体的现有技术的器件。有机电致发光矩阵元件包括多个延伸的平行电极。控制每个电极的电压以便在与电极邻接的电致发光层中获得所希望的电致发光。虚设电极设置于平行电极的边缘处。控制虚设电极的电压，以便相对于邻接的边缘电极始终呈现反向电压。由于反向电压，通过虚设电极没有获得电致发光。
已观察到，在经历了显著小于这种矩阵显示器件的寿命的时间期间后，显示器边缘处像素的光输出降低。
本发明的一个目的是克服涉及上述现有技术器件的缺陷。以创造性的方式通过如后附的权利要求中所要求的器件来实现该目的。
根据第一方面，本发明涉及一种电致发光器件，包括第一和第二层导电电极以及包括电致发光材料的有源层，所述有源层设置于所述第一和第二层之间，所述电极设置用于连接到各自的电控制装置并由此限定器件的有源区。第一电极层还包括至少一个虚设电极，所述虚设电极设置以与所述电控制装置断开，并位于至少部分地沿着所述有源区的外边缘。
本发明的效果是抵消了如上所述产生的显示器寿命缩短的问题的负面影响。该负面影响是由于跨越位于有源区边缘处的电极增大的电位降引起的。该电位降导致跨越电致发光层的电位差减小，导致阴极和阳极层之间的电致发光材料的光输出减少。
跨越电极的电位降或许是由于由电极中材料的电化学氧化引起的内阻增加引起的。可以注意到，边缘电极的电化学氧化的速率取决于出现在边缘处的横向电场(即，垂直于电极延伸的方向)的强度。
因此，为了减小边缘电极处的这种横向电场的强度，沿着显示器有源区的边缘设置虚设电极。虚设电极与控制显示器有源区的电极电压的电控制装置断开。由于由相邻电极产生的横向电场，虚设电极的断开状态造成虚设电极获得变化的电位，即浮动电位的情况。这导致虚设电极和有源区的邻近电极之间的横向电场强度减小，因而减轻了有源区边缘处电极的电化学氧化的负面影响。
本发明的优点是增加了电致发光显示器件的寿命。也就是说，有源区边缘处阳极电极的退化速率变为与有源区之内阳极电极的退化速率相当，因而引起跨越有源区的均匀光输出。
在本发明的一个实施例中，虚设电极完全地与任何导体断开，因而提供了非常容易制造的优点。
尽管如上所述本发明涉及任何几何形状的器件，但是优选的实施例是矩阵结构，而同时虚设电极具有与有源区的电极相同的形状和几何范围。
这个实施例也有更容易制造的优点。而且，为了减少空间，允许提供具有减小尺寸的虚设电极。较小形状的虚设电极与相同形状的虚设电极相比具有较小无源区(并因此为较小器件)的优点。
而且，通过选择合适的聚合物材料，例如聚乙烯二氧噻吩，作为电极材料的部分组分，可以获得有效的电致发光。
为了清楚起见，EL器件包括一种或更多功能层。这种功能层的例子为电致发光、电荷输送和电荷注入层。为了充分利用本发明的有利之处，优选使用湿法淀积方法提供一种或更多的功能层。
一层，或如果存在多于一层则至少其中一个功能层为电致发光层。实质上EL层优选由有机电致发光材料形成。就本发明的上下文来说，使用的EL材料的类型不是关键的，且可以使用所属技术领域中任何公知的EL材料。优选，然而可以从利用湿法淀积方法淀积的流体获得。合适的有机EL材料包含低或高分子量的有机光致发光或电致发光、荧光和磷光的化合物。合适的低分子量化合物是所属技术领域中众所周知的，且包含三-8-羟基喹啉铝络合物和香豆素。可以使用真空淀积方法施加到这种化合物。可选择地，例如通过包含在主链中或作为支链，可以将低分子量化合物嵌入到聚合物矩阵中或化学键合到聚合物中，例如为聚乙烯基咔唑。
优选的高分子量材料含有具有实质上共轭骨架(主链)的EL聚合物，例如聚噻吩、聚亚苯基、聚噻吩1，2亚乙烯基、或更优选地，聚-p-亚苯基1，2亚乙烯基。特别优选的是(发射蓝光)聚(烷基)芴和聚-p-亚苯基1，2亚乙烯基，其发射红、黄或绿光，并且是2-或2，5-取代的聚-p-亚苯基1，2亚乙烯基，特别地是那些在2-和/或2，5位置具有提高溶度的侧基团，例如C1-C20，优选C4-C10、烷基或烷氧基。优选的侧基团是甲基、甲氧基、3，7-二甲基辛氧基和2-甲基丙氧基。更特别优选的是包含2-芳基-1，4-亚苯基1，2亚乙烯基重复单元的聚合物，芳基基团用上述类型的烷基和/或烷氧基基团任意取代，特别是甲基、甲氧基、3，7-二甲基辛氧基，或更好的2-甲基丙氧基。有机材料可以含有一种或更多的这种化合物。可以通过合适的湿法淀积技术施加这样的EL聚合物。
就本发明的上下文来说，术语有机的包含聚合的，而术语聚合物和从其衍生的附加物包含同聚物、共聚物、三元共聚物和更高同系物以及低聚物。
任选地，有机EL材料还含有进一步的物质，本质上是有机的或无机的，其可以均质分布于分子尺度上或以颗粒分布的形式存在。特别地，可以存在提高电子和/或空穴的电荷注入和/或电荷输送能力的化合物、提高和/或改变光发射的强度或颜色的化合物、稳定剂等。
有机EL层优选具有50nm至200nm的平均厚度，特别地，60nm至150nm，或优选70nm至100nm。
任选地，EL器件优选地还包括有机的、设置于电极之间的功能层。这种层可以是空穴注入和/或输送(HTL)层以及电子注入和输送(BTL)层。包括多于一种功能层的EL器件的例子为阳极/HTL层/EL层/阴极、阳极/EL层/ETL层/阴极、或阳极/HTL层/EL层/ETL层/阴极的叠层。
用于空穴注入和/或空穴输送层(HTL)的合适材料包含芳香族叔胺，特别是二胺或更高同系物，聚乙烯咔唑、喹吖酮、卟啉、酞菁染料、聚苯胺和聚-3，4-乙烯二氧噻吩。
用于电子注入和/或电子输送层(ETL)的合适材料为恶二唑基化合物和铝喹啉化合物。
如果ITO用作阳极，则EL器件优选包括50至300nm厚的聚-3，4-乙烯二氧噻吩材料的空穴注入/输送层，或50至200nm厚的聚苯胺层。
通常，EL器件包括基板。优选，基板相对于发射的光是透明的。合适的基板材料包含其可以是或不是柔性的透明合成树脂、石英、陶瓷和玻璃。基板提供用于凸纹图案的支撑表面。
尽管广义地，本发明可以应用于具有单个电致发光区的EL器件，本发明对于包括多个光发射区的电致发光器件特别有益。附加部分具有防止功能层材料淀积在错误的光发射区中和/或没有光发射发生的区域中的功能。
为了显示的目的，将分开的光发射区称作EL元件或像素，且通常独立可寻址。每个EL元件有能够光发射的区域。光发射区是EL层的一部分。光发射区通过第一电极、第二电极和有机EL层重叠的区域形成。EL器件可以是无源或有源型分段或矩阵显示器件。
第一电极层可以为电子注入而第二电极层可以为空穴注入。可选地，第一电极层为空穴注入，而第二电极层为电子注入。
电子注入电极适合由具有低功函数的金属(合金)，例如Yb、Ca、Mg:Ag Li:AL、Ba构成，或者由不同层的叠层例如Ba/Al或Ba/Ag电极构成。
空穴注入电极适合由具有高功函数的金属(合金)构成，例如Au、Pt、Ag。优选，使用更透明的空穴注入电极材料，例如氧化铟锡(ITO)。导电聚合物例如聚苯胺(PANI)和聚-3，4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)也是合适的透明空穴注入电极材料。优选地，PANI层具有50至200nm的厚度，而PEDOT层具有100至300nm的厚度。如果使用ITO空穴注入电极，则第一电极优选为空穴注入电极。
根据本发明的第二方面，提供了一种显示器件。该显示器件包括其上设置有第一和第二层导电电极以及包括电致发光材料的有源层的基板层，所述有源层设置于所述第一和第二层之间，所述电极连接至电控制装置并由此定义显示器的有源区。第一电极层还包括至少一个虚设电极，所述虚设电极与所述电控制装置断开，并至少部分沿着所述有源区的外边缘设置。
参考以上的电致发光器件已讨论了这种器件的技术效果和优点。
现在将依据优选实施例描述本发明，并参考附图，其中：
图1是根据本发明的电致发光器件的图解透视图，以及
图2是根据本发明显示器件的示意图。
图1图解地说明了根据本发明的电致发光器件的一个实施例。该器件包括基板101，其可以为所属技术领域中任何公知的材料，包含玻璃材料，并且可以由技术人员适当选择。在基板101上设置多个平行的阳极电极102，即阳极电极层。尽管图1中仅示出少数，但本领域技术人员应该认识到阳极电极102的数量可以远远更多，而且如果不是以千计的话也是以百计。而且，阳极电极102是通过本领域技术人员公知技术，例如溅射、蒸发和光刻技术来制造的，并且至少一部分可以由聚合物材料构成，例如聚乙烯二氧噻吩。
如技术人员所认识到的，阳极电极102都连接到为阳极电极102提供电压的阳极控制单元106上。
在阳极电极102上有电致发光层105。电致发光层105以本领域技术人员公知的方式制造，例如，以适当选择的聚合物材料制造。
在电致发光层105上设置多个平行的阴极电极104。如以上讨论的阳极电极102一样，只有少数示出于图1中，且技术人员将明白其数量可以更多。而且，阴极电极104也通过本领域技术人员的公知技术，例如溅射、蒸发和光刻技术制造。
如技术人员所认识到的，阴极电极104都连接到为阴极电极104提供电压的阴极控制单元107上，并且与阳极控制单元106结合驱动电极，以便阳极和阴极之间的电位差引起电致发光层105中的电致发光。
包括阳极电极102的层还包括未连接到阳极电极控制单元106上的两个虚设阳极电极103。这些虚设阳极电极103设置为与阳极电极102相邻。
这些未连接的虚设阳极电极103的效果在于，它们的出现抵消了如上所述产生显示器减小寿命问题的负面影响。该负面影响是由于在位于与虚设阳极电极103相邻的边缘阳极电极102处的强横向电场造成的。如上所讨论地，如果不存在虚设阳极电极103，强横向电场将引起增大的退化速率，并因此跨越电致发光层105的电位差的减小，导致减小的光输出。
在图2中，图解性地示出了本发明的第二实施例。示出的显示单元201适合于在计算机、移动通信终端或任何需要显示屏幕的电子设备中使用。为了简化起见，显示单元201所连接的设备作为普通用户单元208示于图2中。
参考图1，显示单元包括如上所述的电致发光器件。这是在基板202上的器件，其中电致发光层206设置于阳极电极203和阴极电极205的层之间。控制单元207与用户设备208共同控制施加到阳极电极203和阴极电极205上的电压，以便获得有源区209。
包括阳极电极203的层还包括未连接到控制单元207的两个虚设阳极电极204。这些虚设阳极电极204位于与有源区209边缘处的阳极电极203相邻，引起有源区209边缘处的阳极电极203的寿命增加。
最后，总的来说，已描述了电致发光显示器件，包括阳极电极、阴极电极层和电致发光层、沿着阳极电极层边缘排列的虚设电极。虚设电极与控制显示器有源区的电极电压的电控制装置断开。虚设电极的未连接状态导致由于通过邻近电极产生的横向电场造成的虚设电极获得浮动电位的情况。这导致虚设电极和邻近电极之间的横向电场的强度减弱，由此减轻了有源区边缘处的电极的电化学氧化的负面影响。由此，在器件的工作期间获得了在器件边缘处的光强度保持在初始的水平。像素收缩的问题至少显著由此减轻。并且，获得了寿命延长。

Claims (6)

1、一种电致发光器件，包括第一和第二层导电电极(102、104、203、205)以及包括电致发光材料(105、206)的有源层，所述有源层位于所述第一和第二层之间，所述电极设置用于连接至各自的电控制装置(106、107、207)，并由此限定器件的有源区(209)，其特征在于，第一电极层还包括至少一个虚设电极(103、204)，所述虚设电极设置为与所述电控制装置断开，并至少部分地沿着所述有源区的外边缘设置。
2、如权利要求1的电致发光器件，所述至少一个虚设电极设置为以便不与任何导体连接。
3、如权利要求1至2中任何一项的电致发光器件，所述第一层电极延伸且基本平行，所述第二层电极延伸且基本平行，所述第一层电极与第二层电极基本垂直，由此限定矩阵显示器，且所述至少一个虚设电极延伸且与第一层电极基本平行。
4、如权利要求3的电致发光器件，所述虚设电极具有与第一层电极基本上相等的空间范围。
5、如权利要求1至4中任何一项的电致发光器件，所述第一层电极包括聚乙烯二氧噻吩。
6、一种显示器件(201)，包括在其上设置有第一和第二层导电电极(203、205)以及包括电致发光材料(206)的有源层的基板层(202)，所述有源层位于所述第一和第二层之间，所述电极连接到电控制装置(207)并由此限定显示器的有源区(209)，其特征在于，第一电极层还包括至少一个虚设电极(204)，所述虚设电极与所述电控制装置断开，并且至少部分地沿所述有源区的外边缘设置。
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