專利名稱：用于生產(chǎn)有機(jī)發(fā)光二極管的部件層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于研磨用于制備有機(jī)發(fā)光二極管的部件層(component layer)的一種方法。本發(fā)明進(jìn)一步涉及具有通過此方法制備的一個(gè)部件層的一種發(fā)光裝置。背景當(dāng)今，正在積極地對(duì)不同的顯示裝置進(jìn)行研究和發(fā)展，特別是那些基于來自有機(jī)材料的電致發(fā)光(EL)的裝置。與光致發(fā)光(即由于通過一種激發(fā)態(tài)的放射性衰變的光吸收和馳豫而來自一種活性材料中的光發(fā)射)相比，EL是指向一種基底物施加一個(gè)電場而引起的一種不發(fā)熱的光生成。在EL的情況下，激發(fā)是在外部電路的存在下通過注入一種有機(jī)半導(dǎo)體中的異號(hào)電荷的電荷載體(電子和空穴)的重組來完成的。一種有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)的一個(gè)簡單的模型(即一種單層0LED)典型地是由夾在兩個(gè)電極之間的一種活性有機(jī)材料制成的一層薄膜構(gòu)成。一個(gè)電極需要是半透明的以便觀察來自該有機(jī)層的光發(fā)射。典型地，使用涂覆了一種銦錫氧化物(ITO)的玻璃基片作為陽極。為了從活性有機(jī)材料制造一個(gè)薄膜，主要是通過一個(gè)蒸汽或溶液相的方法進(jìn)行沉積。對(duì)于小分子以及低聚物使用真空沉積，并且因?yàn)榘嘿F的設(shè)備和低的沉積生產(chǎn)量而有些成本高昂，但是生產(chǎn)出的膜具有高的場效應(yīng)遷移率以及開/關(guān)比。使用此方法沉積的有機(jī)材料膜的例子是低聚噻吩以及低聚芴衍生物、金屬酞菁類以及并苯類，如并五苯以及并四苯。在OLED制造過程中廣泛使用的真空沉積作用/構(gòu)圖的方法比溶液法(如印制、噴墨以及旋涂)更昂貴，并且不適合于制造超出17英寸的寬闊面積的玻璃板，因?yàn)閷掗熋娣e的玻璃板的中部在其生產(chǎn)過程中發(fā)生彎曲。因此，已經(jīng)對(duì)溶液法進(jìn)行了研究，因?yàn)樗梢钥朔陨嫌涗浀恼婵粘练e作用/構(gòu)圖過程的問題并且增加了裝置的效率。對(duì)于溶液可溶的有機(jī)半導(dǎo)體類，兩種形式的沉積是可供使用的從一個(gè)溶液中沉積有機(jī)半導(dǎo)體的可溶性前體隨后是到最終薄膜的一個(gè)后續(xù)的轉(zhuǎn)化，或者從溶液中的直接沉積。使用可溶性前體的動(dòng)機(jī)在于大多數(shù)共軛的低聚物和聚合物在普通的溶劑中是不可溶的，除非在分子結(jié)構(gòu)中結(jié)合了側(cè)鏈取代物。加入側(cè)鏈可以干擾分子堆積或增加分子間η-η 堆疊的距離，從而減少載荷子的移動(dòng)性，但是，當(dāng)恰當(dāng)使用時(shí)，可以將其結(jié)合以促進(jìn)更好的分子堆積，如在區(qū)域規(guī)則的(regioregular)聚(3-己基噻吩)(P3HT)的情況下。然而，確定處理溫度可以是有挑戰(zhàn)性的，因?yàn)閷?duì)于同低成本的塑料基片相容而言從前體到半導(dǎo)體的轉(zhuǎn)化溫度可能過高。此外，前體轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的半導(dǎo)體需要至少一個(gè)附加的處理步驟。旋涂和溶液涂覆是直接溶液沉積的兩種普通的方法并且經(jīng)常用于聚合物類，如區(qū)域規(guī)則的P3HT或不同的可溶性低聚物。此外，小分子類(如基于酞菁的材料)已經(jīng)被用于濕法中，如旋涂和溶劑流延技術(shù)。
美國專利號(hào):3,775，149,4, 371，642,5, 716，435 和 5，859，237 以及 PCT 國際公開號(hào)WO 05/123844A1披露了通過用研磨介質(zhì)研磨或捏合而用于生產(chǎn)顏料類(如酞菁以及它們的分散體)的不同的方法。例如，美國專利號(hào)3，775，149披露了一種方法，其中一種酞菁顏料被制成至少百分之80處于β顏料的形式，這是通過將一種粗制顏料的分散的懸浮體在一種水性介質(zhì)中(優(yōu)選與在含有從百分之5到10的一種表面活性劑的水性介質(zhì)中不可溶的微粒研磨成分一起)進(jìn)行研磨直至該顏料絮凝。美國專利申請公開號(hào)US 2001/00969認(rèn)以及美國專利號(hào)6，023，371披露了用于制造一個(gè)顯示裝置的方法，該方法包括將包括一種熒光染料以及一種主體基質(zhì)的墨通過噴墨印制而沉積到一個(gè)基片上，連同不同的熒光染料和主體基質(zhì)，如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、 聚丁二烯等。美國專利號(hào)6，087，196也描述了通過噴墨印制而將有機(jī)材料在一種溶劑中沉積而在一個(gè)基片上形成圖案的方法并且披露了將聚乙烯咔唑膜和發(fā)光染料在一種溶劑中通過噴墨印制而沉積到一個(gè)基片上，連同用于控制它們的溶液濃度以適合噴墨印制的一種方法。在美國專利申請公開號(hào)US 2004/097101Α中，披露了不同材料，如酞菁銅、三-(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)等作為發(fā)光材料以用于利用一種溶劑法(如噴墨印制以及旋涂)來形成有機(jī)材料層。已經(jīng)對(duì)其他類型的材料(如傳導(dǎo)材料)進(jìn)行了研究。美國專利號(hào)6，366，017 以及美國專利申請公開號(hào) US 2003/054579Α、US 2003/222250Α、US 2005/029932Α 和 US 2007/031700Α披露了涉及將一種發(fā)光材料(如聚苯乙炔衍生物類(例如MEH-PPV))以及一種傳導(dǎo)性聚合物進(jìn)行旋涂來制備一個(gè)發(fā)射層的不同的實(shí)例。然而，這些實(shí)例僅利用發(fā)光材料(特別是聚合物材料)對(duì)一種溶劑的溶解而不利用研磨，以制備發(fā)光材料的溶液/分散體。其他專利，如日本專利公布的公開號(hào)JP2007157349A2、JP2007207591A2、 JP2007207592A2和JP2007207593A2以及中國專利公開號(hào)CN1819303A也披露了不同的有機(jī)發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)以及通過將可溶材料(例如，MEH-PPV)進(jìn)行溶解或?qū)鲗?dǎo)性聚合物與用于摻雜的小分子進(jìn)行混合而獲得的它們的部件層。然而，制備小的有機(jī)材料的一種懸浮體或分散體非常困難并且有時(shí)不適合制備用于OLED器件的高質(zhì)量的膜。因此，令人希望的是開發(fā)出可以滿足以上所有需求的一種用于制備此類懸浮體或分散體的方法。附圖簡要說明

圖1是本發(fā)明的包含有機(jī)發(fā)光器件的一個(gè)顯示裝置的截面圖。圖2是一個(gè)涂料振動(dòng)器的前視圖。圖3示出了使用本發(fā)明的分散體的一種旋涂方法的示意圖。發(fā)明詳細(xì)描述本發(fā)明涉及用于制備有機(jī)發(fā)光二極管的一個(gè)部件層的方法，該方法如以下所述可以導(dǎo)致所生成的層的表面質(zhì)量上的改進(jìn)。本發(fā)明提供了用于制備有機(jī)發(fā)光二極管的一個(gè)部件層的一種方法，該方法包括將一種組合物進(jìn)行研磨，該組合物包括至少一種部件材料，該部件材料是選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成空穴傳輸材料、電子傳輸材料、空穴注入材料、電子注入材料、以及發(fā)光材料；一種溶劑；以及一種粘合劑。
本發(fā)明尤其是提供了制備用于有機(jī)發(fā)光二極管的一個(gè)部件層的一種方法，該方法包括研磨一種組合物，該組合物包括(a)至少一種選自下組的有機(jī)部件材料，該組由以下項(xiàng)組成空穴傳輸材料、電子傳輸材料、空穴注入材料、電子注入材料、以及發(fā)光材料，(b) 一種溶劑，以及(C) 一種粘合劑，其中所述研磨是在至少兩個(gè)步驟中進(jìn)行，其中(i)首先將該粘合劑與該溶劑一起研磨，并且(ii)加入該部件材料。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，將該部件材料加入從步驟(i)得到的混合物中，同時(shí)繼續(xù)研磨。在所述第一實(shí)施方案中，該研磨是在至少兩個(gè)步驟中進(jìn)行的，其中，(a)首先將該粘合劑在一種研磨介質(zhì)的存在下在一種溶劑中進(jìn)行研磨，并且然后(b)加入至少一種選自下組的部件材料，同時(shí)繼續(xù)進(jìn)行研磨，該組由以下各項(xiàng)組成空穴傳輸材料、電子傳輸材料、空穴注入材料、電子注入材料、以及發(fā)光材料。在另一個(gè)實(shí)施方案中，停止在步驟(i)中進(jìn)行的研磨，將該部件材料加入步驟(i) 的經(jīng)研磨的混合物中并且將所產(chǎn)生的混合物進(jìn)一步研磨。在所述第二實(shí)施方案中，該研磨在至少三個(gè)步驟中進(jìn)行，其中，(a)首先將該粘合劑在一種研磨介質(zhì)的存在下在一種溶劑中進(jìn)行研磨，(b)加入至少一種上述部件材料以形成一種混合物，并且然后(C)將所產(chǎn)生的混合物進(jìn)一步研磨。在某些特別的實(shí)施方案中，在步驟⑴和(ii)之后，可以進(jìn)行另外的稀釋和重復(fù)該研磨的步驟直至經(jīng)研磨的混合物的粘度是在從約1至約50CP的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中，進(jìn)一步進(jìn)行稀釋和重復(fù)該研磨，直至經(jīng)研磨的混合物的粘度適合于旋涂，并且將該混合物進(jìn)行旋涂以制備一個(gè)部件層。在本發(fā)明中，該部件材料優(yōu)選是一種有機(jī)部件材料。對(duì)于該粘合劑而言，優(yōu)選從不會(huì)熄滅熒光的材料中作出選擇，尤其是通過篩網(wǎng)印刷、照相平板印刷或類似技術(shù)來形成精細(xì)構(gòu)圖(finely patterned)的材料。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，該粘合劑是一種聚合物材料，確切地是一種傳導(dǎo)性聚合物材料，更確切地是一種選自下組的聚合物，該組由以下各項(xiàng)組成由含有以下各項(xiàng)的單體制成的聚合物類乙烯基基團(tuán)如聚(乙烯醇縮丁醛)，醇基團(tuán)如聚(乙二醇)，丙烯酸酯基團(tuán)如聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(丙烯酸酯)、聚(丙烯腈)，鄰苯二甲酸酯基團(tuán)如聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)，硫醚基團(tuán)如聚(砜)、聚(1，4_ 二苯硫醚)，苯乙烯基團(tuán)如聚(苯乙烯-共-丁二烯)， 共軛的雙鍵，以及它們的混合物；以及它們的共聚物類；以及它們的混合物。至于溶劑，在此所使用的有機(jī)溶劑取決于所使用的粘合劑以及有待溶解在其中的部件材料可以選自多種已知的合適的有機(jī)溶劑。例如，可以使用鹵化的溶劑類，如一氯苯、二氯甲烷、二氯化乙烯、1，2_ 二氯苯以及四氯甲烷；雜環(huán)的溶劑類，如二氧戊環(huán)以及四氫呋喃；醇類，如甲醇、乙醇、丙醇、辛醇、異丙醇以及苯酚；酮類，如環(huán)己酮、甲基乙基酮、 丙酮、甲基異丁基酮以及N-甲基吡咯烷酮；乙酸酯類，如丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)以及乙酸乙酯；芳香族溶劑類，如甲苯和苯；胺類，如三乙胺、異丙基胺類以及苯胺；烴類，如 己烷和環(huán)己烷；酰胺類，如N，N’ - 二甲基甲酰胺；腈類，如乙腈。
這些部件層的實(shí)例包括含有空穴注入材料的(HIM) —個(gè)空穴注入層(HIL)、含有空穴傳輸材料(HTM)的一個(gè)空穴傳輸層(HTL)、含有發(fā)光材料(EM)的一個(gè)發(fā)射層(EML)、含有電子傳輸材料(ETM)的一個(gè)電子傳輸層(ETL)，含有電子注入材料(EIM)的一個(gè)電子注入層(EIL)。該發(fā)射層或發(fā)光層具有注入空穴以及電子、將它們傳輸、并且將它們進(jìn)行重組以產(chǎn)生激發(fā)子(這導(dǎo)致光發(fā)射)的功能。該空穴注入層(有時(shí)稱之為電荷注入層)具有利于從陽極注入空穴的功能，而該空穴傳輸層(經(jīng)常稱為電子傳輸層)具有傳輸空穴和阻擋電子傳輸?shù)墓δ?。?dāng)用在發(fā)光層中的化合物具有相對(duì)低的電子注入和傳輸功能時(shí)，可以提供功能為利于從陰極注入電子，傳輸電子并且阻擋空穴傳輸?shù)碾娮幼⑷牒蛡鬏攲印Ｖ劣谠摽昭▊鲗?dǎo)發(fā)射層，可以在發(fā)射層和電子輸送層之間有一個(gè)激發(fā)子阻擋層， 特別是一個(gè)空穴阻擋層(HBL)。至于該電子傳導(dǎo)發(fā)射層，可以在發(fā)射層和空穴輸送層之間有一個(gè)激發(fā)子阻擋層，特別是一個(gè)電子阻擋層(EBL)。該發(fā)射層還可以具有空穴傳輸層(在這種情況下激發(fā)子阻擋層在陽極附近或在陽極上)或電子傳輸層(在這種情況下激發(fā)子阻擋層在陰極附近或在陰極上)的作用。在一個(gè)部件層中所使用的某些化合物取決于它們的工作功能可以與在其他有機(jī)發(fā)光二極管部件層中所起的作用不同。例如，Alq3已經(jīng)被用作一種綠色發(fā)射體，但是它可以同時(shí)在某些發(fā)藍(lán)光的有機(jī)器件中被用在一個(gè)電子傳輸層中。對(duì)于發(fā)光材料，優(yōu)選地是使用對(duì)電子和空穴載體二者都具有高的熒光量子效率和穩(wěn)定性的那些發(fā)光材料。該發(fā)光材料還可以是選自下組中的至少一種，該組由以下各項(xiàng)組成(A)金屬絡(luò)合物類，如8-喹啉金屬絡(luò)合物和Ir絡(luò)合物；(B)熒光的有機(jī)染料類，如具有熒光部分(moieties)的烴類；以及(C)傳導(dǎo)性聚合物類。確切地說，族A的發(fā)光材料可以是選自或其衍生物中的至少一種，其中d是指8-羥基喹啉酸鹽以及Ir絡(luò)合物；族B的發(fā)光材料可以是選自4，4'-雙(2，2-聯(lián)苯基-乙烯-1-基)聯(lián)苯(DPVBi)、香豆素6以及二萘嵌苯中的至少一種；并且族C的發(fā)光材料可以是選自聚苯乙炔、聚噻吩以及它們的衍生物中的至少一種。對(duì)于某些發(fā)射材料，為得到更好的純度可以進(jìn)行一個(gè)另外的純化步驟， 如真空升華。由電子傳輸材料形成的一個(gè)層有利地是用于將電子傳輸至包含該發(fā)光材料和 (可任選的)主體材料的發(fā)射層。主體材料是指在空穴或電子傳輸層中存在的用于層的形成的一種主體基質(zhì)，如惰性聚合物，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚丁二烯。該電子傳輸材料可以是一種電子傳輸基質(zhì)，該基質(zhì)是選自下組，該組的構(gòu)成為金屬喹啉化物類(例如Alq3、Liq)、噁二唑類以及三唑類。電子傳輸材料的一個(gè)例子是具有化學(xué)式[“Alq3”]的三-(8-羥基喹啉)鋁。
權(quán)利要求
1.一種制備用于有機(jī)發(fā)光二極管的部件層的方法，所述方法包括研磨組合物，所述組合物包含(a)至少一種選自以下的有機(jī)部件材料空穴傳輸材料、電子傳輸材料、空穴注入材料、電子注入材料、以及發(fā)光材料，(b)溶劑，以及(c)粘合劑，其中所述研磨在至少兩個(gè)步驟中進(jìn)行，其中(i)將所述粘合劑首先與所述溶劑一起研磨，并且( )加入所述部件材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述部件材料加入從步驟(i)產(chǎn)生的混合物中， 同時(shí)繼續(xù)所述研磨。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中終止在步驟(i)中進(jìn)行的所述研磨，將所述部件材料加入步驟(i)的研磨的混合物中并且進(jìn)一步研磨所產(chǎn)生的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，還包括利用所述溶劑稀釋并且重復(fù)所述研磨直至所述研磨的混合物具有從1到50cp，優(yōu)選地從5到25cp的粘度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括旋涂所述研磨的混合物以制備部件層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述粘合劑是選自以下的聚合材料 由含乙烯基、醇基、丙烯酸酯基、鄰苯二甲酸酯基、硫醚基、苯乙烯基、共軛雙鍵、以及它們的混合物的單體所制成的聚合物；它們的共聚物；以及它們的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述研磨是在氧化鋯或玻璃球作為研磨介質(zhì)存在時(shí)進(jìn)行的球磨。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述發(fā)光材料是至少一種金屬絡(luò)合物，優(yōu)選選自及其衍生物或Ir絡(luò)合物的金屬絡(luò)合物，其中q是指8-羥基喹啉酸鹽。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述發(fā)光材料是至少一種熒光有機(jī)染料，優(yōu)選選自以下的熒光有機(jī)染料4，4'-雙(2，2-聯(lián)苯基-乙烯-1-基)聯(lián)苯(DPVBi)、 香豆素6以及二萘嵌苯。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述發(fā)光材料是至少一種導(dǎo)電性聚合物，優(yōu)選選自以下的導(dǎo)電性聚合物聚苯乙炔、聚噻吩以及它們的衍生物。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述空穴注入材料是基于酞菁的材料，特別是酞菁銅(CuPc)。
全文摘要
本發(fā)明涉及制備用于有機(jī)發(fā)光二極管的一個(gè)部件層的一種方法，該方法包括研磨一種包含以下物質(zhì)的組合物至少一種選自下組的部件材料，該組的構(gòu)成為空穴傳輸材料、電子傳輸材料、空穴注入材料、電子注入材料、以及發(fā)光材料；一種溶劑；以及一種粘合劑。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用研磨來制備一種分散體或懸浮體時(shí)，所產(chǎn)生的部件層的表面質(zhì)量可以得到改進(jìn)，由此顯著地改進(jìn)了有機(jī)發(fā)光器件的性能。本發(fā)明還提供了包括通過以上制備方法制備的部件層的有機(jī)發(fā)光器件。
文檔編號(hào)H01L51/00GK102265421SQ200980152410
公開日2011年11月30日 申請日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月23日
發(fā)明者崔一朝, 鄭恩河, 鄭賢錫, 鄭起碩, 金東潤, 韓尚旻 申請人:索爾維公司