专利名称：有机电激发光组件的制作方法
技术领域：
本发明关于一种有机电激发光组件，特别关于一种高分子有机电激发光组件，其发光层含高分子导电主材料，该高分子导电主材料在主链或侧链官能团中有光交联基团，能受光照交联而固化，且该发光层包含至少一小分子发光材料。
背景技术：
高分子有机电激发光组件所构成的平面显示装置具有许多优点，诸如制造成本低、寿命长、耐震、应答快、视角广、驱动电压低、薄且能大尺寸化。此发光组件的发光层及载子输运层材料以导电的共轭高分子为主，有别于以小分子染料为主的有机电激发光组件。相较于小分子有机电激发光显示装置，高分子有机电激发光组件在显示器性能上虽有低驱动电压及能大尺寸化之优势，但却有发光效率较差的缺点。在显示器制造上，小分子材料须通过昂贵的真空蒸镀成膜；高分子材料却具有可溶性，可应用喷墨印刷术，精确地将红绿蓝(RGB)三原色所属发光层材料独立喷布在预定的子像素图案上(三色独立发光在各种全彩化技术中是发光效率最高者)，至于更为简易及低成本的旋涂法，则有三色定位不易的缺点；另外，以发光为目的的高分子材料的分子量分布须面对严苛的要求，以求得较佳的色纯度，这导致较高的制程难度。
有机电激发光组件典型地是由基板所支持的多层结构。在第一电极与第二电极之间有载子输运层，其间则有发光层。电子与空穴在正向偏压下由电极注入输运层，移动至发光层，再结合而形成激子，其能量转移使发光分子成为激发态，去活化回到基态而发光。如本领域技术人员所知，此典型的基本结构可做任何适当的修改。举例来说，台湾专利公报公告第560224号揭露类似的结构，其中尚有一电子注入层邻接于阴极，然而，此发光组件须使用高分子发光材料以致其发光效率不如利用小分子材料者，其旋涂方式无助于全彩化显示技术的提升。也就是说，类此组件结构性的改良，对于高分子有机电激发光显示装置的发光效率及三色定位制程并无帮助。
近来，已有一些做法着眼于有机层的材质。小分子材料掺混于发光层高分子主材料中做为较佳的发光来源，此做法已揭露于美国专利第6,784,016、6,870,198及6,843,937号。但是这些专利所用的显示技术仍不脱喷墨印刷术范畴。
此外，美国专利第6,814,887号揭露一种有机电激发光组件及其制法，使用光交联高分子组合物以形成发光层。Macromol.Rapid Commun.20224(1999)、21583(2000)及35 2426(2002)对此也有所说明。此种高分子组合物可选择性地在预定的子像素图案上照光交联固化，未固化部分则由有机溶剂来溶解移除。此种高分子组合物照光交联后，其载子输运能力，如载子迁移率，并不改变。如此，该光交联性质便于与旋涂法组合运用，可提供有效且低廉的全彩化显示。详细说明举例来说，可参见Becker等人于SID 03 Digest第1286-1289页的报告。然而，如此所获致的发光效率并未突破现有的高分子有机电激发光技艺水平，且发光层材料分子量分布仍须面对严苛的要求。
因此，便有需要提供新颖的有机电激发光组件，得以旋涂法来实施全彩化显示，并具有高发光效率，且其光色纯度不受发光层材料分子量分布的影响。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种高分子有机电激发光组件，其得以旋涂法来实施全彩化显示。
本发明的另一目的是提供一种高分子有机电激发光组件，其具有较高发光效率。
本发明的再一目的是提供一种高分子有机电激发光组件，其光色纯度不受发光层材料分子量分布的影响。
为达上述目的，本发明提供一种高分子有机电激发光组件，由一基板所支持，在第一电极与第二电极之间配置有机发光体，该有机发光体至少包含一发光层，该发光层包含高分子导电主材料，该主材料的主链或侧链官能团具有光交联基团，可经照光交联而固化；且该发光层包含至少一小分子发光材料，该发光材料可接收被激发的主材料的能量而发光。在本发明的有机电激发光组件中，该高分子主材料实质上非主要的发光来源，主要提供导电特性，故其高分子分子量分布不影响该有机电激发光组件的光色纯度。在本发明的有机电激发光组件中，该高分子主材料的导电性实质上不因照光交联而有所改变。
在本发明的有机电激发光组件中，该至少一小分子发光材料可通过能量转移或载子捕获而接收被激发的主材料的能量，从而进行发光过程。
本发明另外关于一种形成高分子有机电激发光组件的方法，其包含步骤首先，将掺混有小分子发光材料的高分子导电主材料形成于多个子像素图案上，其中该主材料的主链或侧链官能团具有光交联基团，该小分子发光材料可接收被激发的主材料的能量而发光，而每一子像素图案对应一有机电激发光组件；接着，照光交联固化该子像素图案的预定区域；然后，移除该经掺混的主材料的未固化的部分。
在本发明的形成高分子有机电激发光组件发光层的方法中，该高分子导电主材料和该小分子发光材料可掺混于溶剂中，特别是有机溶剂中。
在本发明的形成高分子有机电激发光组件发光层的方法中，该经掺混的高分子导电主材料的未固化的部分可通过溶剂，特别是有机溶剂，来洗脱而移除。
依据本发明的形成高分子有机电激发光组件发光层的方法，其中掺混不同色光发光材料的主材料，依序将该发光层形成于预定的子像素图案上，如此可实现全彩化显示。
依据本发明的形成高分子有机电激发光组件发光层的方法，以旋涂法将掺混有小分子发光材料的高分子导电主材料形成于多个子像素图案上。
依据本发明的一具体实施方式
，该有机电激发光组件包含基板；第一电极，形成于该基板上；空穴输运层，形成于该第一电极上；发光层，形成于该空穴输运层上，其中该发光层包含高分子导电主材料，该主材料的主链或侧链官能团具有光交联基团，因而在预定的子像素图案上可照光交联固化而在其余部位上可被移除，且该发光层含至少一小分子发光材料，该发光材料可接收被激发的主材料的能量，从而提供实质上主要的发光机制；空穴阻隔层，形成于该发光层上；电子输运层，形成于该空穴阻隔层上；电子注入层，形成于该电子输运层上；及第二电极，形成于该电子注入层上。
依据本发明的有机电激发光组件的该具体实施方式
，该小分子发光材料以重量计占发光层材料的约0.001％至约50％。
依据本发明的有机电激发光组件的该具体实施方式
，该发光层可进一步掺混其它材料，用以匹配能阶或提供较佳的热稳定性及成膜性。
依据本发明的有机电激发光组件的该具体实施方式
，该电子输运层的材料可用以匹配能阶或提供较佳的热稳定性及成膜性。
本发明的这些和其它特征、态样及优点，通过以下实施例说明、随附的权利要求书和附图，将获更好的了解。
图1为依据本发明的一具体实施方式
的有机电激发光组件结构的剖面示意图；图2A-2I显示图1的具体实施方式
应用于显示器基板10，与多个子像素对应的各有机电激发光组件的各颜色发光层制程。
附图标记说明10 基板 12第一电极13 像素开口 13′绝缘壁14 空穴输运层15绿光材料15′红光材料 15″蓝光材料15a绿发光层 15b红发光层15c蓝发光层 16发光层18 空穴阻隔层20电子输运层22 电子注入层24第二电极具体实施方式
请参考图1，其表示本发明一具体实施方式
的结构，其中第一电极12形成于基板10上，空穴输运层14形成于第一电极12上，发光层16形成于空穴输运层14上，空穴阻隔层18形成于发光层16上，电子输运层20形成于空穴阻隔层18上，电子注入层22形成于电子输运层20上，且第二电极24形成于电子注入层22上。
根据本发明，基板10是用合适的玻璃，诸如石英玻璃或钠钙玻璃，或可挠曲材料所制。第一电极12所用材料诸如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铝锌氧化物(AZO)，及类似物，厚度在约50纳米至约600纳米范围内。空穴输运层14则选用合适的高分子导电材料，如聚苯胺、拜耳(BayerAG)产品PEDOT/PSS(即，聚3，4-乙烯二氧基噻吩/聚苯乙烯基磺酸的水性分散体)，及类似物，厚度在约0.5纳米至约250纳米范围内。
发光层16的主材料可采用聚对苯亚乙烯(PPV)、聚乙烯咔唑(PVK)、聚2，7-(9.9-二烷基)芴，或聚烷基噻吩的衍生物，皆为单层导电高分子而在主链或侧链官能团中有光交联基团。发光层16的发光材料可采用一种或多于一种小分子发光染料，诸如蓝光材料DPAVBi(即，4，4′-双{2-[4-(N，N-二二苯胺)苯基]乙烯基}联苯)、Idemitsu(日本)出品的IDE 102，及类似物；绿光材料C545T(即，10-(2-苯并噻唑)-2，3，6，7-四氢-1，1，7，7，-四甲基1-1H，5H，11H-[1]苯并吡喃[6，7，8-ij]喹嗪-11-酮)，及类似物；及红光材料DCJTB(即，4-氰亚甲基-2-叔丁基-6-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定基-9-烯炔基-4H-吡喃))，及类似物。该主材料和该发光材料可掺混于溶剂中，特别是有机溶剂中。目前技艺水平下的红光材料色纯度都不理想，例如，DCJTB即偏橘色，对此可辅以黄光材料红荧烯，使光色向红位移。发光层可进一步掺混其它诸如三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)、1，2，4-三唑(TAZ)、双(2-甲基-8-羟基喹啉-N1，O8)-(1，1′-二苯基-4-)羟基铝(BAlq)、2-(4-二苯基)-5-(4-特丁基苯基)-1，3，4-恶二唑(PBD)，用以匹配能阶或提供较佳的热稳定性及成膜性。在本发明的形成高分子有机电激发光组件发光层的方法中，该经掺混的主材料的未固化的部分可通过溶剂，特别是有机溶剂，来洗脱而移除。发光层16的厚度在约0.5纳米至约250纳米范围内。该发光材料以重量计占发光层材料的约0.001％至约50％。
空穴阻隔层18可用的材料诸如小分子材料BCP(即，2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-二氮杂菲)、TPBI(即，2，2′，2″-(1，3，5苯)三(1-苯基-1H-苯并咪唑))，及类似物，或大分子材料如F8/TFB(即，聚(2，7-9，9-二-n-辛芴)/聚(2，7-9，9-二-n-辛芴)-(1，4-苯-((4-仲丁基苯基)亚氨)-1，4-苯))，及类似物。厚度在约0.5纳米至约100纳米范围内。
电子输运层20可用的材料诸如三(8-羟基喹啉)铝、1，2，4-三唑、双(2-甲基-8-羟基喹啉-N1，O8)-(1，1′-二苯基-4-)羟基铝、2-(4-二苯基)-5-(4-特丁基苯基)-1，3，4-恶二唑，及类似物，用以匹配能阶或提供较佳的热稳定性及成膜性。厚度在约0.5纳米至约200纳米范围内。
电子注入层22所用的材料可为氟化锂、氟化锶、锶、锂，及类似物。厚度在约0.01纳米至约200纳米范围内。
第二电极24所用材料可为单层结构包含诸如铝、银等，或多层结构包含诸如钙/铝、钡/铝、钙/镁铝、钡/镁铝等。
实施例依据上述具体实施方式
的结构，全彩化显示装置可由以下步骤来制作(请参照图2A-2I)清洗基板10和其上所形成的第一电极12有机溶剂及去离子水超声波震荡；氮气吹干；真空烘干，温度在约80℃至约200℃范围内；紫外光臭氧清净；氧等离子体(oxygen plasma)清净。
形成像素图案在基板10和第一电极12上涂布感光高分子绝缘材料，透过光阻图案而形成所需的像素开口13及间隔的绝缘壁13’图案，每一子像素图案对应一有机电激发光组件。
形成空穴输运层14以旋涂法涂布PEDOT/PSS，在惰性气体环境中进行烘烤。
形成发光层16在空穴输运层14上以旋涂法涂布溶于适量二甲苯的绿光材料15，其组成如下聚乙烯咔唑；C545T，做为发光材料，以重量计占发光层材料的约2％；及三(8-羟基喹啉)铝，用以匹配能阶并提供较佳的热稳定性及成膜性，以重量计占发光层材料的约20％(请参照图2A)。接着，透过光罩，以紫外光照射该涂层，使绿光材料15在预定的子像素图案上交联固化(请参照图2B)。然后，以二甲苯将未固化部分洗除而形成绿光发光层15a(请参照图2C)。以同样方式，可在已有绿发光层15a形成的结构上形成红发光层15b(请参照图2D-2F)，次而形成蓝发光层15c(请参照图2G-2I)。红光材料15’的组成如下聚乙烯咔唑；DCJTB和红荧烯，做为发光材料，以重量计占发光层材料分别约3.5％和15％；及三(8-羟基喹啉)铝，用以匹配能阶并提供较佳的热稳定性及成膜性，以重量计占发光层材料的约15％。蓝光材料15″的组成如下聚乙烯咔唑；IDE 102，做为发光材料，以重量计占发光层材料的约5％；及晶宜化学(台湾苗栗)所出品的TC1552，用以匹配能阶，以重量计占发光层材料约15％。完后成，在惰性气体环境中进行烘烤。
形成接续各层以蒸镀法，依序形成空穴阻隔层18、电子输运层20、电子注入层22，及第二电极24。空穴阻隔层18材料为TBPI。电子输运层20材料为三(8-羟基喹啉)铝。电子注入层22材料为氟化锂。第二电极24材料为铝。
封装在第二电极24上方蒸镀隔水和氧的薄膜。再于其上方配置玻璃盖板，盖板与基板所构成的侧边覆以框胶，经加热而固化。
测试及测试结果本具体实施例的结果是以辉度计(PhotoResearchPR650)读取数据，再经典型的有激发光二极管(OLED)光电特性测量软件来计算分析。
测试结果如下绿光组件辉度达8,000坎德拉/平方米；在电流密度50毫安/平方厘米下，其发光效率以所产生光通量对所消耗电功率之比值计约6.5流明/瓦(lm/W)；且CIE色度坐标为(0.30，0.63)。红光组件辉度达2,500坎德拉/平方米；在电流密度50毫安/平方厘米下，其发光效率以所产生光通量对所消耗电功率之比值计约1.9流明/瓦(lm/W)；且CIE色度坐标为(0.65，0.35)。蓝光组件辉度达4,000坎德拉/平方米；在电流密度50毫安/平方厘米下，其发光效率以所产生光通量对所消耗电功率之比值计约3.1流明/瓦(lm/W)；且CIE色度坐标为(0.15，0.27)。
下表1比较本结果与Becker等人于SID 03 Digest第1286-1289页的报告。
表1
单位lm/W在电流密度50毫安/平方厘米下由上说明，本发明的有机电激发光组件，其发光层的主材料实质上非主要的发光来源，故其分子量分布不影响该有机电激发光组件的光色纯度，此外，该主材料的导电性实质上不因照光交联而有所改变；再者，该至少一发光材料可通过能量转移或载子捕获而接收被激发的主材料的能量，从而进行发光过程，发光效率则高出公知的高分子导电材料。
虽然本发明已就其一定的具体实施方式
做了详尽的说明，其它的实施方式也属可行。本发明并不受限于该经说明的实施方式，任何本领域技术人员，在不脱离本发明专利申请范围的精神和范围之下，对本发明可作各种更动与修改。
权利要求
1.一种有机电激发光组件，包含基板、第一电极、有机发光体及第一电极，该第一电极形成于该基板上，该有机发光体形成于该第一电极上并至少包含一发光层，该第二电极则形成于该有机发光体上，其特征在于所述发光层包含高分子导电主材料，其主链或侧链官能团带有光交联基团；及至少一发光材料，该发光材料掺混入该主材料。
2.根据权利要求1所述的有机电激发光组件，其特征在于所述有机发光体包含空穴输运层，配置在所述第一电极与所述发光层之间；空穴阻隔层，配置在所述发光层上；电子输运层，配置在所述空穴阻隔层上；及电子注入层，配置在所述电子输运层上。
3.根据权利要求1所述的有机电激发光组件，其特征在于所述主材料包含聚对苯亚乙烯、聚乙烯咔唑、聚2，7-(9.9-二烷基)芴，或聚烷基噻吩的衍生物。
4.根据权利要求1所述的有机电激发光组件，其特征在于所述发光材料为绿光材料。
5.根据权利要求4所述的有机电激发光组件，其特征在于所述绿光材料包含10-(2-苯并噻唑)-2，3，6，7-四氢-1，1，7，7，-四甲基1-1H，5H，11H-[1]苯并吡喃[6，7，8-ij]喹嗪-11-酮。
6.根据权利要求1所述的有机电激发光组件，其特征在于所述发光材料为红光材料。
7.根据权利要求6所述的有机电激发光组件，其特征在于所述红光材料包含4-氰甲烯基-2-叔丁基-6-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定基-9-烯炔基-4H-吡喃)。
8.根据权利要求6所述的有机电激发光组件，其特征在于所述红光材料包含红荧烯。
9.根据权利要求1所述的有机电激发光组件，其特征在于所述发光材料为蓝光材料。
10.根据权利要求9所述的有机电激发光组件，其特征在于所述蓝光材料包含4，4′-双{2-[4-(N，N-二二苯胺)苯基]乙烯基}联苯。
11.根据权利要求1所述的有机电激发光组件，其特征在于所述发光材料以重量计占发光层材料的约0.001％至约50％。
12.一种形成有机电激发光组件的方法，其特征在于该方法包含下列步骤将掺混了小分子发光材料的高分子导电主材料配置于多个子像素图案上，该主材料的主链或侧链官能团带有光交联基团，其中每一子像素图案对应一有机电激发光组件；照光交联固化在预定的子像素图案上的该主材料；及移除该经掺混的主材料的未固化的部分。
13.根据权利要求12所述的形成有机电激发光组件的方法，其特征在于所述主材料和所述发光材料掺混于溶剂中。
14.根据权利要求12所述的形成有机电激发光组件的方法，其特征在于所述经掺混的主材料的未固化的部分通过溶剂洗脱而移除。
15.根据权利要求12所述的形成有机电激发光组件的方法，其特征在于该方法掺混各不同色光发光材料的主材料，依序将所述发光层形成于预定的子像素图案上。
16.根据权利要求12所述的形成有机电激发光组件的方法，其特征在于所述经掺混的主材料以旋涂法涂布于多个子像素图案上。
17.根据权利要求13或14所述的形成有机电激发光组件的方法，其特征在于所述溶剂是有机溶剂。
全文摘要
本发明是关于一种有机电激发光组件，具有发光层，该发光层包含可经照光交联而固化的高分子导电主材料，适合以旋涂法来有效实施全彩化显示，且该发光层包含至少一小分子发光材料而能实现高发光效率。本发明组件在发光色纯度上不受该发光层高分子主材料的分子量分布所限制。
文档编号H05B33/14GK101087012SQ200610083130
公开日2007年12月12日 申请日期2006年6月5日 优先权日2006年6月5日
发明者林芠瑄, 林国森, 陈奇民, 马维山 申请人:胜华科技股份有限公司