專利名稱：具有有機(jī)可溶性衍生物層的有機(jī)電致發(fā)光顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)電致發(fā)光(EL)顯示裝置，更具體地，本發(fā)明涉及具有有機(jī)可溶性衍生物層的有機(jī)EL顯示裝置。
背景技術(shù)：
有機(jī)EL顯示裝置包括依次堆疊在基材上的陽極，空穴注入層，空穴遷移層，發(fā)光層，電子遷移層，電子注入層和陰極。對于包含低分子量材料的有機(jī)EL顯示裝置，上述的各種層是利用真空沉積技術(shù)形成的。對于包含聚合物的有機(jī)EL顯示裝置，上述的各種層是利用對發(fā)光層的形成具有局限性的旋涂技術(shù)形成的。
圖1示出了包含高分子材料如聚合物的常規(guī)有機(jī)EL顯示裝置的橫斷面圖。該有機(jī)EL顯示裝置包括陽極10，空穴注入層12，發(fā)光層14和陰極16，它們是按所示的順序堆疊的。
空穴注入層12是利用旋涂技術(shù)形成的，并且具有空穴注入層12在形成發(fā)光層14的旋涂操作中不溶解于有機(jī)溶劑的結(jié)構(gòu)。結(jié)果，空穴注入層12與發(fā)光層14之間的界面特性惡化。另外，水或者無機(jī)和有機(jī)雜質(zhì)影響發(fā)光層14，從而降低穩(wěn)定性并縮短所得裝置的使用壽命。
US 5,247,190公開了一種有機(jī)EL顯示裝置，包括陽極和陰極以及置于其間的發(fā)光聚合物。US 5,247,190的有機(jī)EL顯示裝置的缺點在于發(fā)光效率低和使用壽命短，因為兩個電極的功函數(shù)不接近或者不等于發(fā)光聚合物的最高占據(jù)分子軌道(HOMO)值和最低未占據(jù)分子軌道(LUMO)值。
為了克服這一問題，用金屬制成其功函數(shù)接近于發(fā)光聚合物的LUMO值的陰極。然而，由于陽極必須由透明的導(dǎo)電材料制成，因而對所用陽極材料存在很多限制。
因此，可以利用旋涂技術(shù)，將水溶性材料如分別得自BayerAG和AlliedSignal的PEDOT(聚(3，4)-亞乙基二氧基噻吩與聚苯乙烯磺酸鹽的混合物)或PANI(聚苯胺與聚苯乙烯磺酸鹽的混合物)沉積在陽極上，以便形成空穴注入層。空穴注入層緩沖陽極與發(fā)光聚合物之間的界面，從而提高發(fā)光效率，驅(qū)動電壓和使用壽命。
但是，PEDOT和PANI是離子型材料，其溶解于水并具有高的吸收性。因而，即使在旋涂操作之后進(jìn)行焙燒處理，也不可能除去保留在其表面上的水分。特別地，由于其中存在水分時PEDOT和PANI表現(xiàn)出很強(qiáng)的酸性，因此在空穴注入層與發(fā)光聚合物之間的界面上可能發(fā)生變形(reduction)。
另外，PEDOT和PANI對發(fā)光聚合物的粘附力差。因此，如果將發(fā)光聚合物組成圖案形成發(fā)光層，則形成具有不良圖案特性的發(fā)光層。
目前，正在進(jìn)行大量的研究，以便通過引入表面活性劑或者粘合劑提高空穴注入層與發(fā)光層之間的界面特性。
另一方面，US 5,998,085公開了一種利用激光誘導(dǎo)的熱成像(LITI)技術(shù)形成有機(jī)EL顯示裝置的R，G和B發(fā)光層的方法。LITI技術(shù)至少需要光源，轉(zhuǎn)印薄膜和基材。從光源發(fā)出的光被轉(zhuǎn)印薄膜的吸光層吸收并轉(zhuǎn)化成熱能。轉(zhuǎn)印薄膜上的成像材料通過熱能被轉(zhuǎn)移到基材上，進(jìn)而形成所需要的圖像。LITI技術(shù)還用來形成液晶顯示(LCD)裝置和發(fā)光層的濾色器。
但是，常規(guī)的LITI技術(shù)表現(xiàn)出較差的轉(zhuǎn)印特性。因此，需要能夠改進(jìn)有機(jī)EL顯示裝置之發(fā)光聚合物的轉(zhuǎn)印特性的材料和結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供具有高發(fā)光效率和改進(jìn)的使用壽命的有機(jī)EL顯示裝置。
本發(fā)明的另一目的是提供具有良好發(fā)光層圖案的有機(jī)EL顯示裝置。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將部分在下面的說明中闡述，部分從該說明中顯而易見，也可以從本發(fā)明的實施中領(lǐng)會。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述及其它目的，本發(fā)明提供一種有機(jī)EL顯示裝置，該裝置包括第一和第二電極和置于其間的發(fā)光層，以及排列于第一電極與發(fā)光層之間的有機(jī)可溶性衍生物層，其中該有機(jī)可溶性衍生物層防止雜質(zhì)擴(kuò)散至發(fā)光層。
本發(fā)明還提供一種有機(jī)EL顯示裝置，該裝置包括第一和第二電極及置于其間的發(fā)光層，以及至少一層排列于第一電極與發(fā)光層之間的有機(jī)可溶性衍生物層，其中該有機(jī)可溶性衍生物層提高發(fā)光層的粘附力。
該有機(jī)可溶性衍生物層包括也可能具有空穴遷移能力的合成聚合物或者混合物，并且對于有機(jī)溶劑具有大于10g/L的溶解度。
該合成的聚合物為選自下列聚合物中的一種基于芳基胺的聚合物，基于二萘嵌苯的聚合物和基于吡咯的聚合物，且該混合物包括至少一種光學(xué)惰性的聚合物和至少一種基于芳基胺的低分子量材料。
該光學(xué)惰性的聚合物為選自下列中的一種聚苯乙烯，聚(苯乙烯-丁二烯)共聚物，聚甲基丙烯酸甲酯，聚α-甲基苯乙烯，苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，聚丁二烯，聚碳酸酯，聚對苯二甲酸乙二酯，聚酯磺酸鹽，聚磺酸鹽，多芳基化合物，氟聚酰亞胺，透明的氟樹脂和透明的丙烯酸樹脂；且該基于芳基胺的低分子量材料為選自下列中的一種TPD(N，N′-二苯基-N，N′-二間甲苯基-二苯基-4，4′-二胺)，NPB，MTDATA(4，4′，4″-三(3-甲基苯基苯基氨基)三苯基胺)，TDATA(4，4′，4″-三(N，N-二苯基氨基)三苯基胺)，及TDAPB(1，3，5-三[N，N-二(4-甲氧基苯基)氨基苯基]苯)，它們得自例如Sigma-Aldrich公司。
該混合物包括10～80％重量分散于光學(xué)惰性聚合物中的基于芳基胺的低分子量材料。
該有機(jī)可溶性衍生物層具有1～50nm的厚度。
該發(fā)光層是采用激光誘導(dǎo)轉(zhuǎn)印/熱成像(LITI)技術(shù)形成圖案的。


根椐下列有關(guān)實施方案的描述，同時結(jié)合附圖，本發(fā)明的這些及其它目的和優(yōu)點將是顯而易見的和更加容易理解的，在附圖中圖1是包含聚合物的常規(guī)有機(jī)EL顯示裝置的橫斷面圖；圖2是本發(fā)明實施方案的有機(jī)EL顯示裝置的橫斷面圖；及圖3是說明本發(fā)明的采用LITI技術(shù)形成發(fā)光層圖案的方法的局部透視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)將詳細(xì)描述本發(fā)明的實施方案，并以按照

其實施例，在其全文中，相同的附圖標(biāo)記代表相同的組成部分。下面將參照附圖描述該實施方案，以便解釋本發(fā)明。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施方案的有機(jī)EL顯示裝置的橫斷面圖。該有機(jī)EL顯示裝置包括依次堆疊的陽極20，空穴注入層22，有機(jī)可溶性衍生物層24，發(fā)光層26和陰極28。
有機(jī)可溶性衍生物層24防止雜質(zhì)從空穴注入層22擴(kuò)散到發(fā)光層26，同時又不降低空穴遷移能力，從而提高所的裝置的性能特性。該有機(jī)可溶性衍生物層24對發(fā)光層26具有優(yōu)良的粘附力。因此，當(dāng)發(fā)光層26通過LITI技術(shù)形成圖案時，發(fā)光層26具有優(yōu)異的圖案特征。
有機(jī)可溶性衍生物層24包括可能具有空穴遷移能力的合成聚合物或者可能具有空穴遷移能力的混合物，并且對于有機(jī)溶劑如苯或甲苯具有較高的溶解度。有機(jī)可溶性衍生物層具有例如大于10g/L的溶解度。所述合成的聚合物包括得自Sigma-Aldrich公司的PVK，得自Dow chemical公司的BFE，基于芳基胺的聚合物，基于二萘嵌苯的聚合物，以及基于吡咯的聚合物。
該混合物包括基于芳基胺的低分子量材料和光學(xué)惰性的聚合物。
該基于芳基胺的低分子量材料包括例如得自Sigma-Aldrich公司的TPD，NPB，MTDATA，TDATA和TDAPB。
該光學(xué)惰性的聚合物包括聚苯乙烯，聚(苯乙烯-丁二烯)共聚物，聚甲基丙烯酸甲酯，聚α-甲基苯乙烯，苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，聚丁二烯，聚碳酸酯，聚對苯二甲酸乙二酯，聚酯磺酸鹽，聚磺酸鹽，多芳基化合物，氟聚酰亞胺，透明的氟樹脂和透明的丙烯酸樹脂。
該混合物可以包括10～80％重量分散于光學(xué)惰性聚合物中的基于芳基胺的低分子量材料。
為了清楚起見，不應(yīng)將可形成于圖1的空穴注入層12與發(fā)光層14之間的有機(jī)可溶性衍生物層24與常規(guī)的空穴遷移層混淆。換言之，在有機(jī)EL顯示器中除了空穴遷移層之外還可以使用有機(jī)可溶性衍生物層24，或者作為提高發(fā)光層26的粘附力和防止雜質(zhì)擴(kuò)散到發(fā)光層26中的層，對有機(jī)可溶性衍生物層24進(jìn)行配制和使用，進(jìn)而提高有機(jī)EL顯示器的發(fā)光效率和使用壽命，另外，還起到在有機(jī)EL顯示器中遷移空穴的作用。
圖3示出了解釋本發(fā)明采用LITI技術(shù)形成發(fā)光層圖案的方法的局部透視圖。下面參照圖3描述本發(fā)明的制備有機(jī)EL顯示裝置的方法。
例如依次在丙酮和異丙醇中清洗具有陽極的基材30，并進(jìn)行UV/臭氧處理。利用例如旋涂技術(shù)在基材30上形成由PEDOT或PANI制成的空穴注入層32，然后在200℃的溫度下熱處理5分鐘。將有機(jī)可溶性衍生物以適當(dāng)?shù)臐舛热芙庥谶m當(dāng)?shù)娜軇┲胁嚢枥缰辽?小時，然后進(jìn)行過濾。利用例如旋涂技術(shù)，在空穴注入層32上沉積厚度為1～50nm的有機(jī)可溶性衍生物，從而形成有機(jī)可溶性衍生物層34。
在有機(jī)EL顯示裝置中，發(fā)光聚合物可以溶解在不溶解有機(jī)可溶性衍生物層34的溶劑中，并利用例如旋涂技術(shù)沉積數(shù)十納米的厚度，形成發(fā)光層。
對于全色的有機(jī)EL顯示裝置，可以使用轉(zhuǎn)印薄膜40并使之與具有空穴注入層32和有機(jī)可溶性衍生物層34的基材30排成一行。轉(zhuǎn)印薄膜40包括光-熱轉(zhuǎn)換層44，層間的絕緣層46，及發(fā)光聚合物層36a，其依次堆疊在轉(zhuǎn)印的基材42上。利用LITI技術(shù)，將發(fā)光聚合物層36a從轉(zhuǎn)印薄膜40轉(zhuǎn)印到有機(jī)可溶性衍生物層34上，從而形成發(fā)光層36。其后，在發(fā)光層36上形成陰極(未示出)。最后，進(jìn)行封裝操作，制得有機(jī)EL顯示裝置。
制備本發(fā)明的具有有機(jī)可溶性衍生物層的有機(jī)EL顯示裝置的方法詳述如下。
例如，清洗具有陽極的基材，然后UV/臭氧處理15分鐘。以3000rpm的速度，在基材上旋涂厚度為20～50nm的由“PEDOT/PSS”(得自Bayer AG)制成的空穴注入層。將0.5％重量得自Dow Chemical公司商品名為“BFE”的有機(jī)可溶性衍生物溶解于甲苯溶劑，并攪拌至少1小時，且以3000rpm的速度在空穴注入層旋涂至10～50nm的厚度。由于甲苯不溶解水溶性的空穴注入層，所以涂布有機(jī)可溶性衍生物層的地方，空穴注入層不破壞。
將1.0～1.5％重量得自Covion Organic Semiconductors GmbH商品名為“RED”或“BLUE”的發(fā)光聚合物溶解于甲苯溶劑并充分?jǐn)嚢?，之后混入得自Sigma-Aldrich公司分子量為2500的聚苯乙烯，作為聚合物添加劑，從而制得混合的溶液。發(fā)光聚合物與添加劑的混合質(zhì)量比為RED∶聚苯乙烯＝1∶1，及BLUE∶聚苯乙烯＝1∶1.5。將該混合溶液在60℃下充分?jǐn)嚢柚辽?小時，并在轉(zhuǎn)印薄膜上旋涂至80nm的厚度，進(jìn)而形成發(fā)光的聚合物層。
利用LITI技術(shù)，將轉(zhuǎn)印薄膜的發(fā)光聚合物層轉(zhuǎn)印到基材上，進(jìn)而形成發(fā)光層。
之后，在小于10-7Torr的高真空環(huán)境下，于發(fā)光層上形成陰極。該陰極包括50nm的Ca層以及200～300nm的Ag層或0.4～4.0nm的LiF層和100～600nm的Al層。最后，利用金屬容器進(jìn)行封裝操作，得到有機(jī)EL顯示裝置。
對于紅色的發(fā)光層，通過LITI方法形成圖案的發(fā)光層的邊緣光潔度小于5μm，產(chǎn)生良好的圖案特性。當(dāng)使用紅色發(fā)光層且陰極包括LiF/Al時，發(fā)光效率為1.25Cd/A，色彩坐標(biāo)為x＝0.67和y＝0.32(CIE 1931，6.5伏下300Cd/m2)，且預(yù)期的使用壽命為100Cd/m2下2000小時。另一方面，如果紅色發(fā)光層直接形成于空穴注入層上，而不使用有機(jī)可溶性衍生物層，則使用壽命為100Cd/m2下300小時。
對于藍(lán)色的發(fā)光層，通過LITI方法形成圖案的發(fā)光層的邊緣光潔度小于10μm，產(chǎn)生良好的圖案特性。當(dāng)使用藍(lán)色發(fā)光層且陰極包括Ca/Ag時，發(fā)光效率為1.5Cd/A，色彩坐標(biāo)為x＝0.15和y＝0.1(CIE 1931，6.5伏下200Cd/m2)，且預(yù)期的使用壽命為100Cd/m2下1000小時。另一方面，如果藍(lán)色發(fā)光層直接形成于空穴注入層上，而不使用有機(jī)可溶性衍生物層，則使用壽命為100Cd/m2下60小時。
如上所述，與常規(guī)的沒有有機(jī)可溶性衍生物層的有機(jī)EL顯示裝置相比，本發(fā)明的具有有機(jī)可溶性衍生物層的有機(jī)EL顯示裝置具有高的發(fā)光效率和改進(jìn)的使用壽命。另外，本發(fā)明的有機(jī)EL顯示裝置具有良好的發(fā)光層圖案。
盡管已經(jīng)給出并描述了本發(fā)明的一些實施方案，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，再不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施方案作出改變，所以，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求書或其等價物來確定。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)EL顯示裝置，包括第一和第二電極；置于第一和第二電極之間的發(fā)光層；和排列于第一電極與發(fā)光層之間的有機(jī)可溶性衍生物層，其中該有機(jī)可溶性衍生物層防止雜質(zhì)擴(kuò)散至發(fā)光層。
2.權(quán)利要求1的裝置，其中該有機(jī)可溶性衍生物層包括具有空穴遷移能力的合成聚合物或混合物，并且對于有機(jī)溶劑具有大于10g/L的溶解度。
3.權(quán)利要求2的裝置，其中該合成的聚合物為選自下列聚合物中的一種基于芳基胺的聚合物，基于二萘嵌苯的聚合物和基于吡咯的聚合物，以及該混合物包含至少一種光學(xué)惰性的聚合物和至少一種基于芳基胺的低分子量材料。
4.權(quán)利要求3的裝置，其中該光學(xué)惰性的聚合物為選自下列中的一種聚苯乙烯，聚(苯乙烯-丁二烯)共聚物，聚甲基丙烯酸甲酯，聚α-甲基苯乙烯，苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，聚丁二烯，聚碳酸酯，聚對苯二甲酸乙二酯，聚酯磺酸鹽，聚磺酸鹽，多芳基化合物，氟聚酰亞胺，透明的氟樹脂，以及透明的丙烯酸樹脂。
5.權(quán)利要求3的裝置，其中該基于芳基胺的低分子量材料為選自下中的一中TPD，NPB，MTDATA，TDATA，以及TDAPB。
6.權(quán)利要求3的裝置，其中該混合物為10～80％重量分散于光學(xué)惰性聚合物中的基于芳基胺的低分子量材料。
7.權(quán)利要求1的裝置，其中該有機(jī)可溶性衍生物層具有1～50nm的厚度。
8.權(quán)利要求1的裝置，其中該發(fā)光層是通過激光轉(zhuǎn)印誘導(dǎo)成像(LITI)技術(shù)形成圖案的。
9.權(quán)利要求1的裝置，其中該有機(jī)可溶性衍生物層增加發(fā)光層對有機(jī)EL顯示裝置的粘附力，并且改善發(fā)光層的圖案特性。
10.權(quán)利要求1的裝置，其中該有機(jī)可溶性衍生物層防止雜質(zhì)擴(kuò)散至發(fā)光層，不降低空穴遷移能力。
11.一種有機(jī)EL顯示裝置，包括第一和第二電極；排列于第一和第二電極之間的發(fā)光層；和至少一層排列于第一電極與發(fā)光層之間的有機(jī)可溶性衍生物層，其中該有機(jī)可溶性衍生物層增加發(fā)光層對有機(jī)EL顯示裝置的粘附力并防止雜質(zhì)擴(kuò)散至發(fā)光層。
12.權(quán)利要求11的裝置，其中該有機(jī)可溶性衍生物層包括具有空穴遷移能力的合成聚合物或混合物，并且對于有機(jī)溶劑具有大于10g/L的溶解度。
13.權(quán)利要求12的裝置，其中該合成的聚合物為選自下列聚合物中的一種基于芳基胺的聚合物，基于二萘嵌苯的聚合物和基于吡咯的聚合物，以及該混合物包含至少一種光學(xué)惰性的聚合物和至少一種基于芳基胺的低分子量材料。
14.權(quán)利要求13的裝置，其中該光學(xué)惰性的聚合物為選自下列中的一種聚苯乙烯，聚(苯乙烯-丁二烯)共聚物，聚甲基丙烯酸甲酯，聚α-甲基苯乙烯，苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，聚丁二烯，聚碳酸酯，聚對苯二甲酸乙二酯，聚酯磺酸鹽，聚磺酸鹽，多芳基化合物，氟聚酰亞胺，透明的氟樹脂，以及透明的丙烯酸樹脂；和該基于芳基胺的低分子量材料為選自下中的一種TPD，NPB，MTDATA，TDATA，以及TDAPB。
15.權(quán)利要求14的裝置，其中該混合物為10～80％重量分散于光學(xué)惰性聚合物中的基于芳基胺的低分子量材料。
16.權(quán)利要求14的裝置，其中該有機(jī)可溶性衍生物層具有1～50nm的厚度。
17.權(quán)利要求16的裝置，其中該發(fā)光層是通過激光轉(zhuǎn)印誘導(dǎo)成像(LITI)技術(shù)形成圖案的。
全文摘要
一種有機(jī)EL顯示裝置包括第一和第二電極和置于其間的發(fā)光層以及排列于第一電極與發(fā)光層之間的有機(jī)可溶性衍生物層,其中所述有機(jī)可溶性衍生物層防止雜質(zhì)擴(kuò)散至發(fā)光層。
文檔編號H01L51/50GK1423512SQ02152428
公開日2003年6月11日 申請日期2002年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月28日
發(fā)明者金茂顯, 權(quán)章赫, 徐旼撤 申請人:三星Sdi株式會社