專利名稱：：一種獲得聚合物電致發(fā)光材料成膜條件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及電致發(fā)光器件技術(shù)，特別是涉及一種在聚合物電致發(fā)光器件領(lǐng)域中能較快獲得聚合物電致發(fā)光材料成膜條件的方法。
背景技術(shù)：
：有機(jī)電致發(fā)光是有機(jī)材料在電流或電場(chǎng)激發(fā)作用下發(fā)光的現(xiàn)象。比較起其他的顯示技術(shù)，具有對(duì)比度高、重量輕、厚度薄、工藝簡(jiǎn)單、溫度范圍廣、可選擇材料范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。從材料方面來(lái)說(shuō)，有機(jī)電致發(fā)光(0LED)可以分為小分子電致發(fā)光和聚合物電致發(fā)光(PLED)。材料不同對(duì)應(yīng)不同的制備工藝，小分子發(fā)光材料的成膜一般采用真空蒸鍍方法，真空蒸鍍法是發(fā)展比較成熟的成膜技術(shù)，但由于要求高真空條件而造成設(shè)備成本高，另外對(duì)面板尺寸也有很大限制，并且還要求材料熱穩(wěn)定性好。聚合物發(fā)光材料具有良好的溶解性能，所以可以采用簡(jiǎn)便易行的溶液成膜法。目前用于沉積聚合物薄膜的方法有旋涂法、噴墨打印(InkJetPrinting,IJP)、絲網(wǎng)印刷(ScreenPrinting)、激光熱轉(zhuǎn)寫(xiě)法(LaserTranscriptionMethod)、凸版凹版印刷法(ReliefandIntaglioPrinting)等方法，其中旋涂法目前因其操作簡(jiǎn)便而在實(shí)際中得到了廣泛的應(yīng)用。在聚合物溶液成膜過(guò)程中，操作條件對(duì)成膜過(guò)程、薄膜形貌甚至最終器件的光電性能都有至關(guān)重要的影響。比如溶劑的選擇，聚合物材料在不同性質(zhì)的溶劑中溶解能力不同，大分子鏈與溶劑分子的相互作用不同，分子鏈的構(gòu)象或形態(tài)也會(huì)有很大差別，因此在成膜之后，其光學(xué)性能勢(shì)必受到影響。但是，基于溶液方法的特殊性，聚合物材料不象小分子材料真空蒸鍍成膜一樣，可以在成膜過(guò)程中精確控制成膜速率和膜厚，而事實(shí)上對(duì)于有機(jī)電致發(fā)光器件，有機(jī)材料的形貌和厚度對(duì)器件的效率和壽命等性能都有很大影響。因此，掌握聚合物成膜過(guò)程的內(nèi)在規(guī)律，使其更加可控以提高成膜均一性和器件發(fā)光性能，是目前在PLED應(yīng)用中的關(guān)鍵因素之一。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種節(jié)省時(shí)間，節(jié)約成本的獲得聚合物電致發(fā)光材料成膜條件的方法。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所提供的一種獲得聚合物電致發(fā)光材料成膜條件的方法，其特征在于，方法的步驟包括l)采用正交設(shè)計(jì)方法，以包括溶劑種類、溶液濃度、旋涂初始加速度、旋涂速率、旋涂時(shí)間等影響聚合物電致發(fā)光材料成膜的參數(shù)為正交因素；2)取所述參數(shù)各不同的取值為各因素水平，連同所考察的薄膜形貌參數(shù)(如厚度)，填入正交矩陣表；3)根據(jù)正交理論中的直觀分析法，分析計(jì)算所述參數(shù)對(duì)響應(yīng)值(薄膜形貌參數(shù))的影響程度，可以得到因素之間的重要性次序；4)根據(jù)這個(gè)重要性次序設(shè)置成膜參數(shù)，對(duì)各成膜條件進(jìn)行適當(dāng)改變，能較快得到所需的聚合物材料薄膜。進(jìn)一步的，所述直觀分析法對(duì)正交矩陣的計(jì)算主要包括三個(gè)步驟①計(jì)算每個(gè)因素每個(gè)水平所對(duì)應(yīng)的響應(yīng)值總和；②計(jì)算每個(gè)因素每個(gè)水平每次實(shí)驗(yàn)的平均響應(yīng)值；③計(jì)算極差y。W=maxU,2,3}—minU，2，3}，數(shù)字1,2,3代表某個(gè)因素在步驟②所得到的結(jié)果；R代表了這個(gè)因素對(duì)響應(yīng)值的影響。進(jìn)一步的，所述直觀分析法對(duì)于混合型正交設(shè)計(jì)(即矩陣中幾個(gè)因素的水平數(shù)不同)，直接比較極差值y并不能正確地反映出影響因素的相對(duì)影響大??；對(duì)于這種情況，應(yīng)乘以一個(gè)校正系數(shù)^(附表2);校正后的極差v'=r1/2XfXd，r是每個(gè)因素每個(gè)水平在矩陣中出現(xiàn)的次數(shù)，對(duì)于非混合型正交設(shè)計(jì)，r和d都相同；此時(shí)，/'代表這個(gè)因素對(duì)響應(yīng)值的影響。利用本發(fā)明提供的獲得聚合物電致發(fā)光材料成膜條件的方法，由于采用正交設(shè)計(jì)方法，避免了實(shí)際操作中為了得到所需要的一定薄膜參數(shù)的薄膜而進(jìn)行多次試驗(yàn)，造成對(duì)聚合物材料和基板的浪費(fèi)。本發(fā)明提供的方法通過(guò)計(jì)算得到每個(gè)因素對(duì)薄膜形貌參數(shù)的影響，可以有針對(duì)性的對(duì)主要因素取值進(jìn)行改動(dòng)來(lái)大致確定形貌參數(shù)的范圍，然后對(duì)次要因素進(jìn)行改動(dòng)來(lái)小范圍調(diào)整形貌參數(shù)。極大的節(jié)省了時(shí)間，并且節(jié)約成本。所述正交設(shè)計(jì)(OrthogonalDesign)是篩選實(shí)驗(yàn)中的重要方法之一，其優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)較少的計(jì)算步驟可以考慮較多的影響因素，同時(shí)識(shí)別出其中的決定因素。在正交設(shè)計(jì)中，所有的因素和它們各自的水平(即某個(gè)量的不同取值)在正交矩陣中呈正交分布。對(duì)于幾個(gè)相關(guān)因素，如果某個(gè)因素在不同水平對(duì)應(yīng)的平均響應(yīng)值的極差越大，那么該因素對(duì)響應(yīng)值的影響也就越顯著，因此它在響應(yīng)過(guò)程中就越具有決定或支配的地位。這是正交設(shè)計(jì)理論中的直觀分析法的思路。圖1是本發(fā)明實(shí)施例中MEH-PPV的分子式的示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例2中對(duì)不同因素的極差(i)之間的直觀比較圖。具體實(shí)施例方式以下結(jié)合對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不用于限制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明提供的一種獲得聚合物電致發(fā)光材料成膜條件的方法。利用統(tǒng)計(jì)學(xué)中的正交設(shè)計(jì)法，在所用的成膜手段中，選擇影響薄膜形貌的幾個(gè)主要因素，設(shè)計(jì)正交矩陣，進(jìn)行成膜試驗(yàn)。根據(jù)正交理論中的直接分析法，對(duì)正交矩陣中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以得到各個(gè)因素對(duì)響應(yīng)值(薄膜形貌參數(shù))的影響程度。根據(jù)所得到的結(jié)論，對(duì)各成膜條件進(jìn)行適當(dāng)改變，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜形貌的粗調(diào)和微調(diào)。這種方法避免了實(shí)際操作中為了得到所需要的一定薄膜參數(shù)的薄膜而進(jìn)行多次試驗(yàn)，造成對(duì)聚合物材料和基板的浪費(fèi)。本發(fā)明的一種獲得聚合物電致發(fā)光材料成膜條件的方法。應(yīng)用正交理論，考察影響成膜各因素(正交設(shè)計(jì)中的"因素")取不同數(shù)值(正交設(shè)計(jì)中的"水平")時(shí)對(duì)薄腐形貌參數(shù)(如厚度，對(duì)應(yīng)正交設(shè)計(jì)中的"響應(yīng)值")的不同影響程度。根據(jù)正交設(shè)計(jì)中的直觀分析法，對(duì)正交矩陣的計(jì)算主要包括三個(gè)步驟(1)計(jì)算每個(gè)因素每個(gè)水平所對(duì)應(yīng)的響應(yīng)值總和；(2)計(jì)算每個(gè)因素每個(gè)水平每次實(shí)驗(yàn)的平均響應(yīng)值；(3)計(jì)算極差A(yù)y=maxU,2,3}—minU,2,3}，數(shù)字1,2,3代表某個(gè)因素在步驟(2)所得到的結(jié)果。R代表了這個(gè)因素對(duì)響應(yīng)值的影響。對(duì)于混合型正交設(shè)計(jì)(即矩陣中幾個(gè)因素的水平數(shù)不同)，直接比較極差值f并不能正確地反映出影響因素的相對(duì)大小。對(duì)于這種情況，要乘以一個(gè)校正系數(shù)"(附表2)。校正后的極差y'=/2XvXd/是每個(gè)因素每個(gè)水平在矩陣中出現(xiàn)的次數(shù)(對(duì)于非混合型正交設(shè)計(jì)，r和d都相同)。此時(shí)，^代表這個(gè)因素對(duì)響應(yīng)值的影響。本發(fā)明提供的一種獲得聚合物電致發(fā)光材料成膜條件的方法。該方法也適用于在主要因素的取值確定的情況下，對(duì)剩余的因素繼續(xù)進(jìn)行正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)，得出它們的重要性次序，進(jìn)一步調(diào)整這些因素的取值，從而快速有效的得到所需要的形貌。本發(fā)明提供的一種快速得到聚合物電致發(fā)光材料成膜條件的方法。利用本發(fā)明所說(shuō)的方法適用于溶液成膜的多種手段，如旋涂法中選擇主要因素為溶劑、溶液濃度、旋涂速率、旋涂時(shí)間等，噴墨打印成膜中選擇溶劑、溶液濃度、液滴大小、液滴速率為考慮因素等。對(duì)于不同體系，選擇不同的參數(shù)和正交設(shè)計(jì)，可以得到在此方法中的參數(shù)關(guān)系，最后根據(jù)這個(gè)關(guān)系確定具體的成膜條件。下面通過(guò)具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。MEH-PPV(圖1)是一種被廣泛研究的用于PLED發(fā)光的聚合物材料，實(shí)施例中用其來(lái)進(jìn)行旋涂法成膜。實(shí)施例1:1)首先以溶液濃度、旋涂速率、旋涂時(shí)間為考察因素，應(yīng)用正交設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)了—種正交矩陣，L8(4X22)(表1),應(yīng)用于用氯仿(CHCl3)溶解的MEH-PPV溶液體系；表1:樣品因素A，濃度(mg/ml)因素B，旋涂速率(rpm)因素C，旋涂時(shí)間(s)薄膜厚度(A)Cl1.5300030200C21.5500050200C32.5300030779C42.5500050370C53.5300050855C63.5500030657C75.03000501516C85.050003012332)根據(jù)表l,對(duì)各個(gè)條件的MEH-PPV溶液進(jìn)行旋涂。各個(gè)樣品除表中各因素設(shè)置不同之外，其余條件均相同。并利用橢偏儀測(cè)得薄膜的厚度；3)應(yīng)用正交理論的直觀分析法，對(duì)表l進(jìn)行分析計(jì)算，由于正交矩陣U(4X22)是混合矩陣(即矩陣中幾個(gè)因素的水平數(shù)不同)，應(yīng)用校正系數(shù)"(表2)比較yT值，計(jì)算得到的各值如表3,從而得到三個(gè)因素對(duì)薄膜厚度的重要性次序溶液濃度>旋涂速率〉旋涂時(shí)間；表2:水平數(shù)2345678910轉(zhuǎn)換系數(shù)(g50.710.520.450.400.370.350.340.320.31表3:因素A因素B因素c整體響應(yīng)值a400335028691149246029411512——2749一一7平均響應(yīng)值b837.5717.3574.5615735.3756——1374.5—一極差/1174.5222.518校正極差W747.531625.64)根據(jù)步驟3)得到的因素重要性次序，可以得出本體系中，在根據(jù)厚度確定旋涂條件時(shí)，溶液濃度是厚度的最主要決定因素，用于確定膜厚的主要范圍，而旋涂速率和旋涂時(shí)間可用來(lái)膜厚的微調(diào)。實(shí)施例2:1)以溶液濃度、旋涂速率、旋涂時(shí)間和溶劑為考察因素，應(yīng)用正交設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)正交矩陣L8(24)(表4),應(yīng)用于同時(shí)考慮兩種溶劑(氯仿和四氫呋喃(THF))的MEH-PPV溶液體系；表4:C3TlC4T2C7T3C8T42.52.52.52.55.05.05.05.0300030005000500030003000500050003030505050503030CHC13THFCHC13THFCHC13THFCHC13THF77930037022515162375123319002)根據(jù)表4，對(duì)各個(gè)條件的MEH-PPV溶液進(jìn)行旋涂和膜厚測(cè)試。各個(gè)樣品除表中各因素設(shè)置不同之外，其余條件均相同；3)應(yīng)用直觀分析法，對(duì)表4進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如表5，圖2是對(duì)不同因素的極差(/)之間的直觀比較。從而得到四個(gè)影響因素的重要性次序溶液濃度〉旋涂速率〉溶劑>旋涂時(shí)間；樣品因素A，濃因素B，旋涂速因素C，旋涂時(shí)因素D，溶度率間劑(mg/ml)(rpm)(s〉厚膜度s薄表5:<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>4)根據(jù)步驟3)得到的因素影響次序，可以得出本體系中，在根據(jù)厚度要求確定旋涂條件時(shí)，溶液濃度和轉(zhuǎn)速是膜厚的主要決定因素，用于確定膜厚的主要范圍，而溶劑的選擇和旋涂時(shí)間可用來(lái)膜厚的微調(diào)。權(quán)利要求1、一種獲得聚合物電致發(fā)光材料成膜條件的方法，其特征在于，方法的步驟包括1)采用正交設(shè)計(jì)方法，以包括溶劑種類、溶液濃度、旋涂初始加速度、旋涂速率、旋涂時(shí)間的影響聚合物電致發(fā)光材料成膜的參數(shù)為正交因素；2)取所述參數(shù)各不同的取值為各因素水平，連同所考察的薄膜形貌參數(shù)(如厚度)，填入正交矩陣表；3)根據(jù)正交理論中的直觀分析法，分析計(jì)算所述參數(shù)對(duì)響應(yīng)值(薄膜形貌參數(shù))的影響程度，能得到因素之間的重要性次序；4)根據(jù)這個(gè)重要性次序設(shè)置成膜參數(shù)，對(duì)各成膜條件進(jìn)行適當(dāng)改變，能較快得到所需的聚合物材料薄膜。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的獲得聚合物電致發(fā)光材料成膜條件的方法，其特征在于所述直觀分析法對(duì)正交矩陣的計(jì)算主要包括三個(gè)步驟①計(jì)算每個(gè)因素每個(gè)水平所對(duì)應(yīng)的響應(yīng)值總和；②計(jì)算每個(gè)因素每個(gè)水平每次實(shí)驗(yàn)的平均響應(yīng)值；③計(jì)算極差/。/=max{l,2，3}—min{l，2，3}，數(shù)字1,2，3代表某個(gè)因素在步驟②所得到的結(jié)果；R代表了這個(gè)因素對(duì)響應(yīng)值的影響。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的獲得聚合物電致發(fā)光材料成膜條件的方法，其特征在于所述直觀分析法對(duì)于混合型正交設(shè)計(jì)，應(yīng)乘以一個(gè)校正系數(shù)"校正后的極差f=/2Xyxdr是每個(gè)因素每個(gè)水平在矩陣中出現(xiàn)的次數(shù)，對(duì)于非混合型正交設(shè)計(jì)，r和d都相同；其中，/'代表這個(gè)因素對(duì)響應(yīng)值的影響。全文摘要一種獲得聚合物電致發(fā)光材料成膜條件的方法，涉及電致發(fā)光器件
技術(shù)領(lǐng)域：
；所要解決的是較快確定所需成膜條件的技術(shù)問(wèn)題；該方法的步驟包括1)采用正交設(shè)計(jì)方法，以包括溶劑種類、溶液濃度、旋涂初始加速度、旋涂速率、旋涂時(shí)間影響聚合物電致發(fā)光材料成膜的參數(shù)為正交因素；2)取所述參數(shù)各不同取值為各因素水平，連同所考察的薄膜形貌參數(shù)，填入正交矩陣表；3)根據(jù)正交理論中的直觀分析法，分析計(jì)算所述參數(shù)對(duì)響應(yīng)值(薄膜形貌參數(shù))的影響程度，能得到因素之間的重要性次序；4)根據(jù)這個(gè)重要性次序設(shè)置成膜參數(shù)，對(duì)各成膜條件進(jìn)行適當(dāng)改變，能較快得到所需的聚合物材料薄膜。本發(fā)明具有能較快確定所需成膜條件，節(jié)省時(shí)間，節(jié)約成本的特點(diǎn)。文檔編號(hào)H01L51/50GK101483223SQ20081003254公開(kāi)日2009年7月15日申請(qǐng)日期2008年1月11日優(yōu)先權(quán)日2008年1月11日發(fā)明者峰余,暢劉,吳歡榮,敏汪申請(qǐng)人:上海廣電電子股份有限公司