專利名稱：對(duì)潮氣或氧敏感的oled器件的原位制造方法
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本發(fā)明引用了Phillips等人的共同轉(zhuǎn)讓美國專利申請(qǐng)系列號(hào)10/021,410，2001年12月12日提交，題目為“使有機(jī)材料從給體實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)印而形成OLED器件的層的設(shè)備”，以及Boroson等人的共同轉(zhuǎn)讓美國專利申請(qǐng)系列號(hào)10/033/459，2001年12月27日提交，題目為“OLED器件的原位真空制造方法”，在此就其公開內(nèi)容參考引入。
一般而言，電致發(fā)光象素是通過投影掩蔽方法在顯示器上形成的，比如參見US-A-5,742,129。雖然該方法很有效，但是它有許多缺點(diǎn)。很難采用投影掩蔽法獲得高分辨率的象素尺寸。而且，存在著基材與投影掩膜對(duì)準(zhǔn)難的問題，還必須注意象素是否是在適當(dāng)?shù)奈恢蒙闲纬傻?。如果想要提高基材尺寸，則很難調(diào)整投影掩膜而形成適當(dāng)定位的象素。該投影掩膜法的另一缺點(diǎn)是，掩膜孔洞可能會(huì)隨著時(shí)間而被堵塞。堵塞的掩膜孔會(huì)在EL顯示器上形成不起作用的象素，這是所不希望的。
Grande等人的共同轉(zhuǎn)讓US-A-5,851,709公開了一種使高分辨率OLED顯示器成圖案的適宜方法，該方法包括如下步驟序列1)提供基材，它有相反的第一和第二表面；2)在基材的第一表面上形成透光的絕熱層；3)在絕熱層上形成吸光層；4)在基材上提供開孔陣列，這些開孔從第二表面延伸到絕熱層；5)提供可轉(zhuǎn)印的成色有機(jī)給體層，它是在吸光層上形成的；6)按基材上的開孔與器件上相應(yīng)的彩色象素定位的方式使給體基材與顯示器基材精確對(duì)準(zhǔn)；并且7)利用輻射源在開孔之上的吸光層中產(chǎn)生足夠的熱，使給體基材上的有機(jī)層轉(zhuǎn)印到顯示器基材上。Grande等人的方法存在的問題是，需要在給體基材上形成開孔陣列的圖案。這會(huì)面臨許多與投影掩膜法同樣的問題，包括需要精確機(jī)械對(duì)準(zhǔn)給體基材和顯示器基材。還一個(gè)問題是，給體圖案是固定的，不太容易更換。
利用未成圖案給體元件和精密光源，比如激光，可以消除已成圖案的給體所存在的一些問題。Littman和Tang(共同轉(zhuǎn)讓US-A-5,688,551)公開到，從未成圖案給體片材上以圖案方式將有機(jī)EL材料轉(zhuǎn)印到EL基材上。Wolk等人的一系列專利(US-A-6,114,088；US-A-6,140,009；US-A-6,214,520；和US-A-6,221,553)公開了通過激光束加熱給體的選定部位將EL器件的發(fā)光層從給體元件轉(zhuǎn)印到基材上的方法。
Tang的共同轉(zhuǎn)讓US-A-5,935,272公開了在薄膜晶體管(TFT)陣列基材上通過EL材料汽相淀積法形成多色象素(比如紅、綠、藍(lán)亞象素)圖案的方法。借助支持體上的給體涂層以及多孔(aperture)掩膜，將EL材料按選定的圖案淀積在基材上。多孔掩膜可以是給體層和基材之間一個(gè)獨(dú)立的整體(參見前述專利中的

圖1)，或者結(jié)合到給體層中(參見前述專利中的圖4、5和6)。
EL材料的轉(zhuǎn)印優(yōu)選在低氧和/或水的條件下進(jìn)行，采用的是Tang在前述專利中所述的室。給體層(和多孔層，如果它是獨(dú)立的的話)和基材必須緊密接觸。舉例而言，Tang給出的是緊鄰或處于鈍化層之上的多孔層或給體層，使給體層與底部電極的給體預(yù)定點(diǎn)之間有優(yōu)選的距離。使用真空或低壓可有助于EL材料從給體轉(zhuǎn)印到基材上。轉(zhuǎn)印過程中使用這類條件也是適宜的，因?yàn)槟承〦L材料對(duì)氧和/或潮氣敏感。比如，OLED器件中所用的羥基喹啉鋁(Alq)已知可與水發(fā)生反應(yīng)。除此之外，小分子和聚合物EL器件上所用的電極材料在空氣中極不穩(wěn)定。轉(zhuǎn)印步驟過程中使用低氧和/或水條件可有助于降低OLED器件的廢品率。另外，在Littman、Tang和Wolk所述的方法中，也會(huì)因?yàn)榻o體材料在向基材轉(zhuǎn)印之前發(fā)生降解而使OLED器件報(bào)廢。給體材料一般是從制造場所運(yùn)輸?shù)交霓D(zhuǎn)印地點(diǎn)的。給體在此過程中可能會(huì)遭受氧、潮氣、和/或其他大氣組分的污染。這可能會(huì)降低從給體制造OLED器件的產(chǎn)率。
本發(fā)明的另一目的是提供一種方法，該方法采用給體元件但消除了因在距離使用地點(diǎn)很遠(yuǎn)的場所提供給體元件而且還要在不污染或破壞給體元件的條件下運(yùn)輸給體元件所產(chǎn)生的問題。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是提供改進(jìn)的非投影掩膜法，它能有效地產(chǎn)生全彩色OLED顯示器。
該目的是通過至少部分制造對(duì)潮氣或氧敏感的OLED器件的原位方法實(shí)現(xiàn)的，該方法包括下步驟a)向受控氣氛涂布機(jī)中提供構(gòu)成部分OLED器件的接收體元件；b)向受控氣氛涂布機(jī)中提供給體支持體元件并且涂布該給體支持體元件，以產(chǎn)生帶有形成整個(gè)或部分OLED器件所需的一個(gè)或多個(gè)層的給體元件；c)控制受控氣氛涂布機(jī)中的氣氛，使水蒸汽含量低于1000ppm但高于0ppm或者使氧含量低于1000ppm但高于0ppm，或者水蒸汽含量及氧含量均低于1000ppm但高于0ppm；d)使給體元件的涂布側(cè)按材料轉(zhuǎn)印關(guān)系與待涂布的接收體元件定位；并且e)對(duì)給體元件施加輻射，從給體元件向接收體元件選擇性地轉(zhuǎn)印一個(gè)或多個(gè)層。
本發(fā)明所述方法的優(yōu)點(diǎn)是，制造OLED器件時(shí)不會(huì)引入潮氣、氧或其他大氣組分并且不使用投影掩膜。
根據(jù)本發(fā)明，制造給體元件時(shí)與將材料由給體元件轉(zhuǎn)印至OLED接收體元件時(shí)所用的是同一個(gè)受控氣氛涂布機(jī)。這可提供許多好處，包括減少了對(duì)給體貯存和運(yùn)輸?shù)男枰?，并且降低了隨之所帶來的污染；減少或消除了因給體側(cè)與給體支持體側(cè)發(fā)生接觸而致的損壞和污染；減少了給體的保存需要；并且提高了OLED器件的產(chǎn)率。
還一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，該方法可以全自動(dòng)進(jìn)行，包括給體和基材介質(zhì)的操作。本發(fā)明特別適宜在含有多個(gè)有待經(jīng)該方法成型的OLED顯示器件的大面積內(nèi)形成有機(jī)層，由此提高了生產(chǎn)量。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，給體元件可以被清潔并重新使用。
再一個(gè)優(yōu)點(diǎn)(與真空基技術(shù)有關(guān))是，涂布時(shí)可采用其他技術(shù)，包括溶劑基涂布法比如旋轉(zhuǎn)涂布法、幕涂法、噴涂法、凹版印刷輪涂法等。為了便于材料的轉(zhuǎn)印可采用其他技術(shù)，比如真空固定法。為了清潔給體可采用其他技術(shù)，比如溶劑清潔法。在該環(huán)境中也更容易設(shè)置輻射源。還更容易在基材上提供給體的真空基定位效果。
圖6c是涂有一層以上涂布材料的給體元件其結(jié)構(gòu)橫截面示意圖。
因?yàn)槠骷Y(jié)構(gòu)尺寸比如層厚度一般處于亞微米范圍，因此這些附圖是經(jīng)過放大的，旨在便于觀看而并未考慮到尺寸的精確性。
現(xiàn)在參照?qǐng)D1，可看到本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的橫截面示意圖，其中在同一個(gè)受控氣氛室中涂布給體支持體元件30并完成涂布材料向接收體元件42的轉(zhuǎn)印。受控氣氛涂布機(jī)10是本文所述的密閉式設(shè)備，它可實(shí)現(xiàn)OLED器件的原位制造方法，就是說它能在受控氣氛條件下使給體支持體元件30能通過比如幕涂法、噴涂法、凹版印刷涂布法和旋轉(zhuǎn)涂布法實(shí)現(xiàn)涂布并且使涂布材料能夠通過比如熱轉(zhuǎn)印法而隨后轉(zhuǎn)印到OLED基材比如接收體元件42上。受控氣氛條件指的是水蒸汽含量優(yōu)選1000ppm或更低，或氧含量優(yōu)選1000ppm或更低，或者二者均如此，而總壓力高于1torr。雖然存在著將水蒸汽和/或氧的量完全降低至0的可能性，但受控氣氛條件可將這些組分的量降低至極低或難以察覺的水平，比如0.001ppm。氣氛控制可通過各種已知方法實(shí)現(xiàn)，比如氧或水蒸汽滌氣器，或者使用經(jīng)過純化的氣體。受控氣氛涂布機(jī)10可包括一個(gè)室，或任意多個(gè)室，這些室之間經(jīng)由裝載鎖合裝置或有類似功能的裝置比如通道或緩沖室連通，由此使給體元件和接收體元件在輸送時(shí)不暴露至潮氣和/或氧。受控氣氛涂布機(jī)10中的條件是通過受控氣氛源12來維持的。受控氣氛涂布機(jī)10包括裝載鎖合裝置14，它的作用是向室中加載給體支持體元件30。受控氣氛涂布機(jī)10也包括裝載鎖合裝置16，其作用是卸載用過的給體元件31。裝載鎖合裝置14和16是從受控氣氛涂布機(jī)10裝卸材料而不使內(nèi)部條件受外界環(huán)境污染的裝置。受控氣氛涂布機(jī)10內(nèi)部包括涂布工作站20、除溶劑工作站22和轉(zhuǎn)印工作站24。涂布工作站20是受控氣氛涂布機(jī)10內(nèi)使給體支持體元件30能通過比如幕涂法、噴涂法、凹版印刷涂布法和旋轉(zhuǎn)涂布法實(shí)現(xiàn)涂布的場所。除溶劑工作站22是受控氣氛涂布機(jī)10內(nèi)除去涂布操作過程中所用的任何溶劑的場所。轉(zhuǎn)印工作站24是受控氣氛涂布機(jī)10內(nèi)便于涂布材料通過比如熱轉(zhuǎn)印法轉(zhuǎn)印至接收體元件42的場所。
給體支持體元件30是經(jīng)由裝載鎖合裝置14引入到受控氣氛涂布機(jī)10中的。給體支持體元件30是能通過比如幕涂法、噴涂法、凹版印刷涂布法和旋轉(zhuǎn)涂布法接收涂層并且隨后能通過比如熱轉(zhuǎn)印法轉(zhuǎn)印全部或部分涂層的元件。給體支持體元件30任選由給體支持體32所承載。給體支持體元件30是借助機(jī)械手段輸送到涂布工作站20的。涂布工作站20包括涂布設(shè)備34。涂布設(shè)備34由能將材料在給體支持體元件30上涂布成準(zhǔn)確厚度的均一涂層的任何裝置構(gòu)成。涂布給體支持體元件30的適宜方法的實(shí)例包括幕涂法、噴涂法、溶液涂布法、液面(meniscus)涂布法、浸涂法、絲網(wǎng)涂布法以及對(duì)輥式涂布法。采用任何一種方法都很容易大批量地制造出經(jīng)預(yù)定厚度的所需可轉(zhuǎn)印有機(jī)給體材料涂布的支持體。對(duì)于有機(jī)發(fā)光器件而言，在柔性給體支持體元件上制備給體涂層的優(yōu)選方法是對(duì)輥式涂布法，因?yàn)槟軌蚓_控制支持體上涂層的厚度和均一度，精度可高于幾個(gè)百分點(diǎn)。另外，可在不同的時(shí)候在受控氣氛涂布機(jī)10中使用多個(gè)材料源，從而在給體支持體元件30或在接收體元件42上涂布不同的層，或者用以涂布另外的給體支持體元件30。運(yùn)行涂布設(shè)備34，然后用材料均勻地涂布給體支持體元件30，使之成為給體元件31。給體元件31是涂布有一個(gè)或多個(gè)構(gòu)成部分或整個(gè)OLED器件所需的涂層并且可隨后通過比如熱轉(zhuǎn)印法整個(gè)或部分轉(zhuǎn)印的元件。
給體支持體元件30可以由至少滿足如下條件的任意多種材料或這些材料的組合制成給體支持體元件30必須有足夠的柔韌性并且有足夠的拉伸強(qiáng)度，從而可承受本發(fā)明實(shí)施過程中的涂布步驟和支持體的對(duì)輥式或疊片式輸送。在輻射致熱轉(zhuǎn)印步驟中在單側(cè)施壓時(shí)，以及在任何旨在除去揮發(fā)性成分比如水蒸汽的預(yù)熱步驟中，給體支持體元件30必須能夠保持其結(jié)構(gòu)完整性。另外，給體支持體元件30的某一表面必須能夠接收相當(dāng)薄的材料涂層，并且在已涂布支持體的預(yù)期貯存期間內(nèi)能夠保持該涂層而不致?lián)p壞。滿足這些條件的支持體材料包括，比如金屬箔、塑料箔和纖維增強(qiáng)的塑料箔。雖然可根據(jù)已知的工程方法來選取適宜的支持體材料，但可取的是在選作本發(fā)明實(shí)施過程中所用的給體支持體元件30時(shí)還要進(jìn)一步考慮所選支持體材料的某些優(yōu)勢特性。比如，給體支持體元件30在涂布材料之前可能需要進(jìn)行多步清潔和表面準(zhǔn)備處理。如果支持體材料是輻射透過性材料，那么如果采用的是來自適宜的輻射源的閃光輻射，比如來自適宜的激光器的激光，向給體支持體元件30中或其表面上引入輻射吸收性材料就適合于更能有效地加熱給體支持體元件30并且相應(yīng)地增強(qiáng)材料從給體元件31向接收體元件42的轉(zhuǎn)印。
典型的OLED器件含有以下層，一般按此次序陽極、空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、陰極。涂布在給體支持體元件30上的材料可以是空穴注入材料、空穴傳輸材料、電子傳輸材料、發(fā)光材料、主體材料、陽極材料、陰極材料、輻射吸收性材料或任何這些材料的組合。該材料對(duì)潮氣和/或氧敏感，就是說該材料的性能或質(zhì)量會(huì)因?yàn)樗?、水蒸汽或氧的存在而受到不利影響?？昭ㄗ⑷?HI)材料雖然并不總是必要的，但一般有用的是在有機(jī)發(fā)光顯示器中提供空穴注入層。空穴注入材料的作用是改善后續(xù)有機(jī)層的成膜性能并且有助于空穴向空穴傳輸層中的注入。空穴注入層適宜采用的材料包括但是并不限于，共同轉(zhuǎn)讓US-A-4,720,432所述的卟啉化合物，以及共同轉(zhuǎn)讓US-A-6,208,075所述的等離子體沉積氟碳聚合物。據(jù)報(bào)道可用于有機(jī)EL器件中的其他空穴注入材料是EP 0 891 121 A1和EP 1 029909 A1所述的。空穴傳輸(HT)材料可用作涂布材料的空穴傳輸材料是已知的，可包括以下化合物，比如芳香族叔胺，其中要將后者理解成含有至少一個(gè)僅與碳原子鍵合的三價(jià)氮原子的化合物，其中至少有一個(gè)在芳香環(huán)上。一種形式的芳香族叔胺是芳基胺，比如單芳基胺、二芳基胺、三芳基胺或者聚合芳基胺。單體三芳基胺的實(shí)例參見Klupfel等人的US-A-3,180,730。被一個(gè)或多個(gè)乙烯基基團(tuán)所取代和/或包含至少一個(gè)含活性氫基團(tuán)的其他適宜的三芳基胺參見Brantley等人的共同轉(zhuǎn)讓US-A-3,567,450和US-A-3,658,520。
一類更為優(yōu)選的芳香族叔胺是包括至少兩個(gè)芳香族叔胺部分的那些，如共同轉(zhuǎn)讓US-A-4,720,432和US-A-5,601,569所述。這類化合物包括由結(jié)構(gòu)式(A)代表的那些。 其中Q1和Q2是獨(dú)立選擇的芳香族叔胺部分，而G是碳碳鍵合的連接基比如亞芳基、亞環(huán)烷基或者亞烷基。在一個(gè)實(shí)施方案中，Q1或Q2中至少有一個(gè)含有多環(huán)稠合的環(huán)結(jié)構(gòu)，比如亞萘基。如果G是芳基，它適宜地是亞苯基、亞聯(lián)苯基或者亞萘基部分。
滿足結(jié)構(gòu)式(A)并且含有兩個(gè)三芳基胺部分的一類有用的三芳基胺由結(jié)構(gòu)式(B)代表 其中R1和R2每個(gè)獨(dú)立地代表氫原子、芳基或烷基，或者R1和R2共同代表構(gòu)成環(huán)烷基的原子；并且R3和R4每個(gè)獨(dú)立地代表芳基，其進(jìn)一步可被結(jié)構(gòu)式(C)所示的二芳基取代的氨基所取代 其中R5和R6是獨(dú)立選擇的芳基。在一個(gè)實(shí)施方案中，R5或R6中至少有一個(gè)含有多環(huán)稠合的環(huán)結(jié)構(gòu)，比如亞萘基。
另一類芳香族叔胺是四芳基二胺。適宜的四芳基二胺包括通過亞芳基連接的兩個(gè)二芳基氨基基團(tuán)，比如結(jié)構(gòu)式(C)所示的。有用的四芳基二胺包括結(jié)構(gòu)式(D)所代表的。 其中每個(gè)Are是獨(dú)立選擇的亞芳基，比如亞苯基或者亞蒽基部分，n是1～4的整數(shù)，并且Ar、R7、R8和R9是獨(dú)立選擇的芳基。
在典型的實(shí)施方案中，Ar、R7、R8和R9中至少有一個(gè)是多環(huán)稠合的環(huán)結(jié)構(gòu)，比如亞萘基。
每個(gè)前述結(jié)構(gòu)式(A)、(B)、(C)、(D)的各個(gè)烷基、亞烷基、芳基和亞芳基部分均可進(jìn)一步被取代。典型的取代基包括烷基、烷氧基、芳基、芳氧基以及鹵素比如氟、氯和溴。各個(gè)烷基和亞烷基部分典型地含有約1～6個(gè)碳原子。環(huán)烷基部分可以含有3～約10個(gè)碳原子，但是典型地含有5、6或7個(gè)環(huán)碳原子——比如環(huán)戊基、環(huán)己基和環(huán)庚基環(huán)結(jié)構(gòu)。芳基和亞芳基部分一般是苯基和亞苯基部分。
空穴傳輸層可以由單一一種芳香族叔胺化合物或者由芳香族叔胺化合物的混合物形成。具體而言，三芳基胺，比如滿足結(jié)構(gòu)式(B)的三芳基胺，可以與四芳基二胺，比如結(jié)構(gòu)式(D)所示的四芳基二胺組合使用。如果三芳基胺與四芳基二胺組合使用，后者位于三芳基胺與電子注入和傳輸層之間而成層。有用的芳香族叔胺的實(shí)例如下1，1-雙(4-二對(duì)甲苯基氨基苯基)環(huán)己烷1，1-雙(4-二對(duì)甲苯基氨基苯基)-4-苯基環(huán)己烷4，4′-雙(二苯基氨基)四聯(lián)苯雙(4-二甲基氨基-2-甲基苯基)-苯基甲烷N，N，N-三(對(duì)甲苯基)胺4-(二-對(duì)甲苯基氨基)-4′-[4-(二對(duì)甲苯基氨基)-苯乙烯基]茋N，N，N′，N′-四對(duì)甲苯基-4，4′-二氨基聯(lián)苯N，N，N′，N′-四苯基-4，4′-二氨基聯(lián)苯N-苯基咔唑聚(乙烯基咔唑)，和N，N′-二-1-萘基-N，N′-二苯基-4，4′-二氨基聯(lián)苯。
4，4′-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯4，4″-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]對(duì)三聯(lián)苯4，4′-雙[N-(2-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯4，4′-雙[N-(3-苊基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯1，5-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]萘4，4′-雙[N-(9-蒽基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯4，4″-雙[N-(1-蒽基)-N-苯基氨基]-對(duì)三聯(lián)苯4，4′-雙[N-(2-菲基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯4，4′-雙[N-(8-熒蒽基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯4，4′-雙[N-(2-芘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯4，4′-雙[N-(2-并四苯基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯4，4′-雙[N-(2-苝基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯4，4′-雙[N-(1-暈苯基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯2，6-雙(二對(duì)甲苯基氨基)萘2，6-雙[二-(1-萘基)氨基]萘2，6-雙[N-(1-萘基)-N-(2-萘基)氨基]萘N，N，N′，N′-四(2-萘基)-4，4″-二氨基-對(duì)三聯(lián)苯4，4′-雙{N-苯基-N-[4-(1-萘基)-苯基]氨基}聯(lián)苯4，4′-雙[N-苯基-N-(2-芘基)氨基]聯(lián)苯
2，6-雙[N，N-二(2-萘基)胺]芴1，5-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]萘其他一類有用的空穴傳輸材料包括多環(huán)芳香族化合物，參見EP 1009 041。除此之外，可以采用高分子空穴傳輸材料，比如聚(N-乙烯基咔唑)(PVK)、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺，以及共聚物比如聚(3，4-亞乙基二氧噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸鹽)，也稱為PEDOT/PSS。發(fā)光材料可用作涂布材料的發(fā)光材料是已知的。有機(jī)EL元件的發(fā)光層(LEL)包含發(fā)光或熒光材料，其中電致發(fā)光是通過該區(qū)域中電子空穴對(duì)的重組而產(chǎn)生的，更為全面的信息參見共同轉(zhuǎn)讓US-A-4,769,292和US-A-5,935,721。發(fā)光層可以由單一一種材料構(gòu)成，但是更常見的是由摻雜有一種或多種客體化合物的主體材料構(gòu)成，其中光發(fā)射主要來自摻雜劑并且可以是任何色彩的。發(fā)光層中的主體材料可以是如下定義的電子傳輸材料、以上定義的空穴傳輸材料，或者支持空穴電子重組的其他材料。摻雜劑通常選自除磷光化合物以外的高熒光染料，比如WO 98/55561、WO 01/18851、WO 00/57676和WO 00/70655所述的過渡金屬配合物也是有用的。摻雜劑典型地按0.01～10重量％涂布到主體材料中。
選擇染料作為摻雜劑時(shí)一個(gè)重要的思量是對(duì)比帶隙勢，帶隙勢指的是分子的最高占據(jù)分子軌道與最低未占據(jù)分子軌道之間的能量差。為了從主體向摻雜劑分子有效地傳遞能量，必要的條件是，摻雜劑的帶隙比主體材料的小。
已知有用的主體和發(fā)光分子包括但是不限于，共同轉(zhuǎn)讓US-A-4,768,292、US-A-5,141,671、US-A-5,150,006、US-A-5,151,629、US-A-5,294,870、US-A-5,405,709、US-A-5,484,922、US-A-5,593,788、US-A-5,645,948、US-A-5,683,823、US-A-5,755,999、US-A-5,928,802、US-A-5,935,720、US-A-5,935,721和US-A-6,020,078所述的。
8-羥基喹啉和類似衍生物的金屬配合物(結(jié)構(gòu)式E)構(gòu)成一類能夠支持電致發(fā)光的有用的主體化合物，并且特別適用于發(fā)射波長大于500nm的光，比如綠、黃、橙和紅。 其中M代表金屬；n是1～3的整數(shù)；并且Z在每種情況下獨(dú)立地代表完整構(gòu)成具有至少兩個(gè)稠合芳香環(huán)的核的原子。
從前述明顯可以看出，金屬可以是一價(jià)、二價(jià)、三價(jià)金屬。金屬比如可以是堿金屬，比如鋰、鈉或鉀；堿土金屬，比如鎂或鈣；或者土金屬，比如硼或鋁。一般可以采用已知可用作螯合金屬的任何一價(jià)、二價(jià)、三價(jià)金屬。
Z完整構(gòu)成了含有至少兩個(gè)稠合芳香環(huán)的雜環(huán)核，稠合環(huán)中至少有一個(gè)是吡咯或吖嗪環(huán)。根據(jù)需要，其他環(huán)，包括脂肪族和芳香族環(huán)，可以與這兩個(gè)必需的環(huán)稠合。為了避免增加分子體積而對(duì)功能卻沒有裨益，環(huán)原子的數(shù)目一般保持在18個(gè)或更少。
有用的螯合類喔星化合物實(shí)例如下CO-1三喔星鋁[別名，三(8-喹啉醇合)鋁(III)]CO-2二喔星鎂[別名，雙(8-喹啉醇合)鎂(II)]CO-3雙[苯并{f}-8-喹啉醇合]鋅(II)CO-4雙(2-甲基-8-喹啉醇合)鋁(III)-μ-氧代-雙(2-甲基-8-喹啉醇合)鋁(III)CO-5三喔星銦[別名，三(8-喹啉醇合)銦]CO-6三(5-甲基喔星)鋁[別名，三(5-甲基-8-喹啉醇合)鋁(III)]CO-7喔星鋰[別名，(8-喹啉醇合)鋰(I)]9，10-二-(2-萘基)蒽衍生物(結(jié)構(gòu)式F)構(gòu)成一類能夠支持電致發(fā)光的有用的主體，并且特別適宜用于發(fā)射波長大于400nm的光，比如藍(lán)、綠、黃、橙或者紅。 其中R1、R2、R3和R4代表每個(gè)環(huán)上的一個(gè)或多個(gè)取代基，其中每個(gè)取代基獨(dú)立地選自如下基團(tuán)基團(tuán)1氫，或者1～24個(gè)碳原子的烷基；基團(tuán)25～20個(gè)碳原子的芳基或取代芳基；基團(tuán)3完整構(gòu)成蒽基的稠合芳香環(huán)所必需的4～24個(gè)碳原子；芘基、苝基；基團(tuán)45～24個(gè)碳原子的雜芳基或取代的雜芳基，而完整構(gòu)成呋喃基、噻吩基、吡啶基、喹啉基或其他雜環(huán)系統(tǒng)的稠合雜芳環(huán)；基團(tuán)51～24個(gè)碳原子的烷氧基氨基、烷基氨基或芳基氨基；以及基團(tuán)6氟、氯、溴或氰基。
吲哚衍生物(結(jié)構(gòu)式G)構(gòu)成另一類能夠支持電致發(fā)光的有用的主體，并且特別適宜用于發(fā)射波長大于400nm的光，比如藍(lán)、綠、黃、橙和紅。 其中n是3～8的整數(shù)；Z是O、NR或S；并且R′是氫；1～24個(gè)碳原子的烷基，比如丙基、叔丁基、庚基等；5～20個(gè)碳原子的芳基或雜原子取代的芳基，比如苯基和萘基、呋喃基、噻吩基、吡啶基、喹啉基以及其他雜環(huán)系統(tǒng)；或者鹵素，比如氯、氟；或者完整構(gòu)成稠合芳香環(huán)所必需的原子；L是由烷基、芳基、取代烷基或取代芳基構(gòu)成的連接單元，它將多個(gè)吲哚共軛或非共軛地連接在一起。
有用的吲哚的實(shí)例是2，2′，2″-(1，3，5-亞苯基)三[1-苯基-1H-苯并咪唑]。
有用的熒光摻雜劑包括蒽、并四苯、占噸、苝、紅熒烯、香豆素、若丹明、喹吖啶、二氰基亞甲基吡喃化合物、噻喃化合物、多次甲基化合物、吡喃鎓或噻喃鎓化合物以及喹諾酮化合物的衍生物。有用的摻雜劑的示意性實(shí)例包括但是不限于以下 其他的有機(jī)發(fā)光材料可以是聚合物，比如聚亞苯基亞乙烯基衍生物、二烷氧基聚亞苯基亞乙烯基、聚對(duì)亞苯基衍生物和聚芴衍生物，參見Wolk等人的共同轉(zhuǎn)讓US-A-6,194,119B1及其參考文獻(xiàn)。電子傳輸(ET)材料本發(fā)明有機(jī)EL器件中優(yōu)選采用的電子傳輸材料是金屬螯合的類喔星化合物，包括喔星本身(通常也稱為8-喹啉醇或8-羥基喹啉)的螯合物。這類化合物有助于電子的注入和傳輸并且在兩方面均顯示出高水平的性能，而且容易制造成薄膜形式。預(yù)期的類喔星化合物的實(shí)例是滿足前述結(jié)構(gòu)式(E)的那些。
其他電子傳輸材料包括共同轉(zhuǎn)讓US-A-4,356,429所述的各種丁二烯衍生物以及共同轉(zhuǎn)讓US-A-4,539,507所述的各種雜環(huán)光學(xué)增白劑。滿足結(jié)構(gòu)式(G)的吲哚也是有用的電子傳輸材料。
其他電子傳輸材料可以是聚合物，比如聚亞苯基亞乙烯基衍生物、聚對(duì)亞苯基衍生物、聚芴衍生物、聚噻吩、聚乙炔和其他導(dǎo)電性有機(jī)聚合物，比如參見《導(dǎo)電性分子和聚合物手冊(cè)》，第1-4卷，H.S.Nalwa主編，John Wiley and Sons，Chichester(1997)。
在某些情況下，單一的層可起到既支持光發(fā)射又支持電子傳輸?shù)墓δ?，因此?huì)包括發(fā)光材料和電子傳輸材料。陽極材料導(dǎo)電性陽極層是在基材上形成的，并且如果通過陽極來觀察EL發(fā)射時(shí)，該陽極對(duì)有關(guān)發(fā)射而言應(yīng)該是透明的或者基本上是透明的?？稍诒景l(fā)明中使用的常見的透明陽極材料是氧化銦錫和氧化錫，但是其他金屬氧化物也適用，包括但是并不限于，鋁或銦摻雜的氧化鋅、氧化鎂銦和氧化鎳鎢。除了這些氧化物以外，金屬氮化物比如氮化鎵，和金屬硒化物比如硒化鋅，以及金屬硫化物比如硫化鋅也可以用作陽極材料。對(duì)于通過頂電極觀察EL發(fā)射的應(yīng)用，陽極材料的透射特性就不重要了，并且可以采用任何導(dǎo)電性材料，透明性、不透明性或反射性均可。針對(duì)該應(yīng)用的導(dǎo)體實(shí)例包括但是并不限于，金、銥、鉬、鈀或鉑。典型的陽極材料，無論透光與否，其功函為4.1eV或更高。一般可通過任何適宜的方法比如蒸發(fā)法、濺射法、化學(xué)氣相淀積法或者電化學(xué)方法來沉積所需的陽極材料?？梢圆捎霉墓饪涛g法來使陽極材料成圖案。陰極材料如果光發(fā)射穿過陽極，那么陰極材料幾乎可以由任何導(dǎo)電性材料構(gòu)成。適宜的材料具有良好的成膜性能，以確保與其下有機(jī)層的良好接觸、促進(jìn)低電壓下的電子注入并且具有良好的穩(wěn)定性。有用的陰極材料一般含有低逸出功金屬(＜4.0eV)或金屬合金。一種優(yōu)選的陰極材料由Mg∶Ag合金構(gòu)成，其中銀的百分?jǐn)?shù)是1～20％，參見共同轉(zhuǎn)讓US-A-4,885,221。另一類適宜的陰極材料包括雙層，它由以較厚的導(dǎo)電性金屬層封閉的低逸出功金屬或金屬鹽薄層構(gòu)成。一種這類陰極由LiF薄層構(gòu)成，然后是較厚的Al層，參見共同轉(zhuǎn)讓US-A-5,677,572。其他有用的陰極材料包括但是不限于，共同轉(zhuǎn)讓US-A-5,059,861；US-A-5,059,862和US-A-6,140,763所述的。
當(dāng)通過陰極觀察光發(fā)射時(shí)，陰極必須是透明的或者幾近透明的。對(duì)于這類應(yīng)用，金屬必須很薄或者必須采用透明的導(dǎo)電性氧化物，或者這些材料的組合。光學(xué)透明性陰極更具體地參見共同轉(zhuǎn)讓US-A-5,776,623。陰極材料可以通過蒸發(fā)法、濺射法或者化學(xué)氣相淀積法沉積。根據(jù)需要，可以通過許多已知的方法來實(shí)現(xiàn)圖案化，這些方法包括但是不限于，透掩膜淀積法、共同轉(zhuǎn)讓US-A-5,276,380和EP 0 732868所述的整體投影掩蔽法、激光燒蝕法和選擇性化學(xué)氣相淀積法。輻射吸收性材料輻射吸收性材料可以是染料，比如共同轉(zhuǎn)讓US-A-5,578,416中所述的染料，顏料比如碳，或者金屬比如鎳、鉻、鈦等。
在多種涂布方法中，包括旋轉(zhuǎn)涂布法、噴涂法和凹版印刷涂布法，可以將涂布材料溶解在溶劑中以便于涂布。隨后除去溶劑。給體元件31是借助機(jī)械手段從涂布工作站20輸送到除溶劑工作站22的。加熱器50充分加熱給體元件31以蒸發(fā)溶劑，然后經(jīng)由除蒸汽設(shè)備52除去之，但是所施加的熱量還不足以除去任何所需的涂布材料。
接收體元件42經(jīng)由裝載鎖合裝置16引入受控氣氛涂布機(jī)10中，然后借助機(jī)械手段輸送到轉(zhuǎn)印設(shè)備36中。這可在引入給體支持體元件30之前、之后或其間進(jìn)行。轉(zhuǎn)印設(shè)備36可以由能便于給體元件31上的涂布材料響應(yīng)于熱或致熱輻射而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)印的任何設(shè)備構(gòu)成。作為轉(zhuǎn)印設(shè)備36的一個(gè)實(shí)例，它的構(gòu)造以及它與給體元件31和接收體元件42間的操作方式參見Phillips等人的前述共同轉(zhuǎn)讓美國專利申請(qǐng)系列號(hào)10/021,310，本文就其內(nèi)容參考引入。為了方便，所示的轉(zhuǎn)印設(shè)備36是封閉式構(gòu)造，但是該設(shè)備也可以是開放式構(gòu)造，給體元件31和接收體元件42在其中進(jìn)行加載和卸載。借助機(jī)械手段將給體元件31從除溶劑工作站22輸送至轉(zhuǎn)印工作站24。給體元件31和接收體元件42按材料轉(zhuǎn)印關(guān)系定位，就是說，給體元件31的涂布側(cè)緊密接觸接收體元件42的接收表面并且借助比如壓力室44中的流體壓力而固定在此位置，參見Phillips等人的公開內(nèi)容。然后利用所施加的輻射，比如來自激光器38的激光束40，透過透明部分46輻照給體元件31。按預(yù)定圖案對(duì)給體元件31進(jìn)行輻照可將一個(gè)或多個(gè)涂布材料層從給體元件31有選擇性地轉(zhuǎn)印至接收體元件42，以此將材料涂布在接收體元件42的選定部分上，參見Phillips等人的公開內(nèi)容。
接收體元件42可以是有機(jī)固體、無機(jī)固體或者有機(jī)和無機(jī)固體的組合，它提供了接收來自給體的發(fā)光材料的表面。接收體元件42可以是剛性或柔性的，并且可以以獨(dú)立的單個(gè)材質(zhì)的形式進(jìn)行加工，比如片材或薄片，或者以連續(xù)卷軸的形式。典型的接收體元件材料包括玻璃、塑料、金屬、陶瓷、半導(dǎo)體、金屬氧化物、半導(dǎo)體氧化物、半導(dǎo)體氮化物或其組合。接收體元件42可以是材料的均相混合物、材料的復(fù)合體、或者材料的多層。接收體元件42可以是OLED基材，該基材是制備OLED器件時(shí)常用的基材，比如有源矩陣低溫聚硅TFT基材。接收體元件42可以是透光或不透明的，取決于光發(fā)射的目標(biāo)方向。如果通過接收體元件42來觀察EL發(fā)射，那么就需要透光性能。此時(shí)常用的是透明的玻璃或塑料。對(duì)于通過頂部電極觀察EL發(fā)射的情況，接收體元件42的透射特性就不重要了，因此它可以是透光、吸光或反光的。此時(shí)可用的接收體元件包括但不限于，玻璃、塑料、半導(dǎo)體材料、陶瓷和電路板材料。接收體元件42在進(jìn)行本文所述方法之前可以用一個(gè)或多個(gè)前述材料(比如陽極材料、陰極材料、空穴傳輸材料等)的涂布層進(jìn)行處理。接收體元件42在進(jìn)行完本文所述方法之后可進(jìn)一步用一個(gè)或多個(gè)前述材料(比如陽極材料、陰極材料、電子傳輸材料等)的涂布層以及用保護(hù)層進(jìn)行處理。這些處理可以在受控氣氛涂布機(jī)10之外進(jìn)行或者在受控氣氛涂布機(jī)10內(nèi)部在涂布工作站20處進(jìn)行。
輻照結(jié)束后，打開轉(zhuǎn)印設(shè)備36，經(jīng)由裝載鎖合裝置16取出給體元件31和接收體元件42?；蛘撸瑢⒔邮阵w元件42留在轉(zhuǎn)印工作站24處。在涂布工作站20處涂布另外的給體支持體元件31，在除溶劑工作站22處進(jìn)行干燥、調(diào)節(jié)位置使其與接收體元件42呈材料轉(zhuǎn)印關(guān)系，然后按照之前所述通過施加的輻射輻照之。該方法可將附加的一個(gè)或多個(gè)涂布材料層轉(zhuǎn)印到接收體元件42上，制造出對(duì)潮氣或氧敏感的或者對(duì)潮氣和氧敏感的整個(gè)或部分器件。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2，看到的是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案的橫截面示意圖，其中在同一個(gè)受控氣氛室中以一個(gè)以上的層涂布給體支持體元件并完成向接收體元件的轉(zhuǎn)印。受控氣氛涂布機(jī)10中的條件是通過受控氣氛源12來維持的。受控氣氛涂布機(jī)10包括裝載鎖合裝置14，它的作用是向室中加載新的給體支持體元件。受控氣氛涂布機(jī)10也包括裝載鎖合裝置16，其作用是卸載用過的給體元件。受控氣氛涂布機(jī)10內(nèi)部包括涂布工作站20、除溶劑工作站22、涂布工作站27、除溶劑工作站28和轉(zhuǎn)印工作站24。
給體支持體元件30是經(jīng)由裝載鎖合裝置14引入到受控氣氛涂布機(jī)10中的。給體支持體元件30任選由給體支持體32所承載。給體支持體元件30是借助機(jī)械手段轉(zhuǎn)移到涂布工作站20的，該工作站包括涂布設(shè)備34。運(yùn)行涂布設(shè)備34，然后用涂布材料均勻地涂布給體支持體元件30，使之成為給體元件31。
如果為了便于涂布而將涂布材料溶解在溶劑中，那么隨后就要除去溶劑。給體元件31是借助機(jī)械手段從涂布工作站20輸送到除溶劑工作站22的。加熱器50充分加熱給體元件31以蒸發(fā)溶劑，然后經(jīng)由除蒸汽設(shè)備52除去之，但是所施加的熱量還不足以除去任何所需的涂布材料。
給體元件31是借助機(jī)械手段從除溶劑工作站22輸送到涂布工作站27的，該工作站包括涂布設(shè)備，本文以凹版印刷輪48為例。運(yùn)行該涂布設(shè)備，以另外的涂布材料層均勻地涂布給體元件31。
如果為了便于涂布而將涂布材料溶解在溶劑中，那么隨后就要除去溶劑。給體元件31是借助機(jī)械手段從涂布工作站27輸送到除溶劑工作站28的。加熱器54充分加熱給體元件31以蒸發(fā)溶劑，然后經(jīng)由除蒸汽設(shè)備56除去之，但是所施加的熱量還不足以除去任何所需的涂布材料。
接收體元件42經(jīng)由裝載鎖合裝置16引入受控氣氛涂布機(jī)10中，然后借助機(jī)械手段輸送至轉(zhuǎn)印設(shè)備36。這可在引入給體支持體元件30之前、之后或其間進(jìn)行。為了方便，所示的轉(zhuǎn)印設(shè)備36是封閉式構(gòu)造，但是該設(shè)備也可以是開放式構(gòu)造，給體元件和基材在其中進(jìn)行加載和卸載。借助機(jī)械手段將給體支持體元件31從除溶劑工作站28輸送至轉(zhuǎn)印工作站24。給體元件31和接收體元件42按材料轉(zhuǎn)印關(guān)系定位，就是說，給體元件31的涂布側(cè)緊密接觸接收體元件42的接收表面并且借助壓力室44中的流體壓力而固定在此位置，參見Phillips等人的公開內(nèi)容。然后利用所施加的輻射，比如來自激光器38的激光束40，透過透明部分46輻照給體元件31。按預(yù)定圖案對(duì)給體元件31進(jìn)行輻照可將一個(gè)或多個(gè)涂布材料層從給體元件31有選擇性地轉(zhuǎn)印至接收體元件42，以此將材料涂布在接收體元件42的選定部分上，參見Phillips等人的公開內(nèi)容。
輻照結(jié)束后，打開轉(zhuǎn)印設(shè)備36，經(jīng)由裝載鎖合裝置16取出給體元件31和接收體元件42。
雖然該實(shí)施方案描述的是兩層的涂布和轉(zhuǎn)印，但是本領(lǐng)域熟練人員很容易就明了，按此方式可涂布和轉(zhuǎn)印三層或多層。
或者，可利用圖2的實(shí)施方案在不同的成圖案方式轉(zhuǎn)印過程中向接收體元件上轉(zhuǎn)印一個(gè)以上的層。根據(jù)此方法，向受控氣氛涂布機(jī)10中引入多個(gè)給體支持體元件30，由此為涂布工作站20和27各自提供獨(dú)個(gè)的給體支持體元件30。每個(gè)給體支持體元件30經(jīng)其各自的涂布設(shè)備均勻地用涂布材料被涂布，由此使每個(gè)均成為獨(dú)個(gè)的給體元件31。
在該實(shí)施方案中，隨后借助機(jī)械手段將每個(gè)給體元件31從其各自的涂布工作站(20或27)輸送至其各自的除溶劑工作站(22或28)，然后輸送至轉(zhuǎn)印工作站24。接收體元件42經(jīng)由裝載鎖合裝置16引入受控氣氛涂布機(jī)10中，然后借助機(jī)械手段輸送至轉(zhuǎn)印設(shè)備36。這可在引入給體支持體元件30之前、之后或其間進(jìn)行。為了方便，所示的轉(zhuǎn)印設(shè)備36是封閉式構(gòu)造，但是該設(shè)備也可以是開放式構(gòu)造，給體元件和基材在其中進(jìn)行加載和卸載。給體元件31和接收體元件42按材料轉(zhuǎn)印關(guān)系定位，就是說，給體元件31的涂布側(cè)緊密接觸接收體元件42的接收表面并且借助壓力室44中的流體壓力而固定在此位置，參見Phillips等人的公開內(nèi)容。然后利用所施加的輻射，比如來自激光器38的激光束40，透過透明部分46輻照給體元件31。按圖案方式輻照給體元件31可將涂布材料從給體元件31轉(zhuǎn)印至接收體元件42，參見Phillips等人的公開內(nèi)容。
輻照結(jié)束后，打開轉(zhuǎn)印設(shè)備36，經(jīng)由裝載鎖合裝置16取出給體元件31。借助機(jī)械手段將第二個(gè)給體元件31輸送至轉(zhuǎn)印工作站24，并且重復(fù)轉(zhuǎn)印過程。多個(gè)轉(zhuǎn)印操作中的轉(zhuǎn)印過程可依照相同的激光輻照?qǐng)D案，或者每個(gè)轉(zhuǎn)印過程可以采用不同的激光輻照?qǐng)D案進(jìn)行。
本領(lǐng)域熟練人員明顯可知，可采用該方法來制造全彩色顯示器件，比如全彩色OLED器件。這類器件一般由紅、綠和藍(lán)亞象素構(gòu)成。比如，可采用帶有三個(gè)涂布工作站的受控氣氛涂布機(jī)10從提供給受控氣氛涂布機(jī)10的三個(gè)給體支持體元件30制備出三個(gè)給體元件31。每個(gè)給體元件31都帶上了不同有機(jī)發(fā)光層的涂層，用以反射所需的輸出色彩或色調(diào)，就是說帶有紅、藍(lán)或綠發(fā)光層的涂層。每個(gè)給體元件31隨后借助機(jī)械手段從其各自的涂布工作站輸送至各自的除溶劑工作站，然后輸送至轉(zhuǎn)印工作站24，隨后與接收體元件42按材料轉(zhuǎn)印關(guān)系定位，就是說，給體元件31的涂布側(cè)隨后緊密接觸接收體元件42的接收表面，然后借助比如來自激光器38的激光束40透過透明部分46施加輻射。按圖案方式輻照給體元件31可將一個(gè)或多個(gè)涂布材料層從給體元件31按圖案方式轉(zhuǎn)印至接收體元件42，參見Phillips等人的公開內(nèi)容。比如，將發(fā)紅光材料按圖案方式轉(zhuǎn)印至所需的紅亞象素，將發(fā)藍(lán)光材料按圖案方式轉(zhuǎn)印至所需的藍(lán)亞象素，而將發(fā)綠光材料按圖案方式轉(zhuǎn)印至所需的綠亞象素。接收體元件42在進(jìn)行本文所述方法之前可以用一個(gè)或多個(gè)材料(比如陽極材料、陰極材料、空穴傳輸材料等)的層進(jìn)行處理。接收體元件42在進(jìn)行完本文所述方法之后可進(jìn)一步用一個(gè)或多個(gè)材料(比如陽極材料、陰極材料、電子傳輸材料等)的層以及用保護(hù)層進(jìn)行處理。這些處理可以在受控氣氛涂布機(jī)10之外進(jìn)行或者在受控氣氛涂布機(jī)10內(nèi)部在涂布工作站20處進(jìn)行。
現(xiàn)在參照?qǐng)D3，可以看到本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案的橫截面示意圖，其中在同一個(gè)受控氣氛涂布機(jī)中涂布給體支持體元件、完成向基材的轉(zhuǎn)印和除去給體元件上殘留的涂布材料。受控氣氛涂布機(jī)10中的受控氣氛條件是通過受控氣氛源12來維持的。受控氣氛涂布機(jī)10包括裝載鎖合裝置14，它的作用是向室中加載新的給體支持體元件。受控氣氛涂布機(jī)10也包括裝載鎖合裝置16，其作用是卸載用過的給體元件。受控氣氛涂布機(jī)10內(nèi)部包括涂布工作站20、除溶劑工作站22、轉(zhuǎn)印工作站24和清潔工作站26。
給體支持體元件30是經(jīng)由裝載鎖合裝置14引入到受控氣氛涂布機(jī)10中的。給體支持體元件30任選由給體支持體32所承載。給體支持體元件30是借助機(jī)械手段轉(zhuǎn)移到涂布工作站20的，該工作站包括涂布設(shè)備34。運(yùn)行涂布設(shè)備34(比如，加熱所需涂布材料使其蒸發(fā))，然后將涂布材料均勻地涂布給體支持體元件30，使之成為給體元件31。
在多種涂布方法中，包括旋轉(zhuǎn)涂布法、噴涂法和凹版印刷涂布法，涂布材料可以溶解在溶劑中以便于涂布。隨后除去溶劑。給體元件31是借助機(jī)械手段從涂布工作站20輸送到除溶劑工作站22的。加熱器50充分加熱給體元件31以蒸發(fā)溶劑，然后經(jīng)由除蒸汽設(shè)備52除去之，但是所施加的熱量還不足以除去任何所需的涂布材料。
接收體元件42經(jīng)由裝載鎖合裝置14或裝載鎖合裝置16引入受控氣氛涂布機(jī)10中，然后借助機(jī)械手段輸送至轉(zhuǎn)印設(shè)備36。這可在引入給體支持體元件30之前、之后或其間進(jìn)行。為了方便，所示的轉(zhuǎn)印設(shè)備36是封閉式構(gòu)造，但是該設(shè)備也可以是開放式構(gòu)造，給體元件和基材在其中進(jìn)行加載和卸載。借助機(jī)械手段將給體支持體元件31從除溶劑工作站22輸送至轉(zhuǎn)印工作站24。給體元件31和接收體元件42按材料轉(zhuǎn)印關(guān)系定位，就是說，給體元件31的涂布側(cè)緊密接觸接收體元件42的接收表面并且借助壓力室44中的流體壓力而固定在此位置，參見Phillips等人的公開內(nèi)容。然后利用所施加的輻射，比如來自激光器38的激光束40，透過透明部分46輻照給體元件31。按預(yù)定圖案對(duì)給體元件31進(jìn)行輻照可將一個(gè)或多個(gè)涂布材料層從給體元件31有選擇性地轉(zhuǎn)印至接收體元件42，以此將材料涂布在接收體元件42的選定部分上，參見Phillips等人的公開內(nèi)容。
輻照結(jié)束后，打開轉(zhuǎn)印設(shè)備36，經(jīng)由裝載鎖合裝置16或裝載鎖合裝置14取出接收體元件42。借助機(jī)械手段將給體元件31輸送至清潔工作站26。清潔工作站26位于受控氣氛涂布機(jī)10中，其作用是清潔給體元件31，就是說從給體元件31上除去涂布材料從而使給體支持體元件30能夠重新使用和重新涂布。清潔工作站26包括加熱器54或輻射源比如閃光燈51和除蒸汽設(shè)備56。清潔時(shí)，以加熱器54或輻射源比如閃光燈51加熱給體元件31，就是說，加熱或輻照使給體元件31的涂布材料蒸發(fā)或升華，然后由除蒸汽設(shè)備56除去之。除蒸汽設(shè)備56比如是真空入口、冷阱、活動(dòng)罩等。給體元件31此時(shí)變成給體支持體元件30，并且可借助機(jī)械手段經(jīng)由裝載鎖合裝置16取出了?；蛘?，借助機(jī)械手段將給體支持體元件30輸送至涂布工作站20進(jìn)行重新涂布和重新利用。
這些操作在不同的工作站處可以同時(shí)進(jìn)行。比如，給體元件31可在轉(zhuǎn)印工作站24處進(jìn)行輻照致轉(zhuǎn)印過程，而先前輸送的給體元件31則在清潔工作站26處進(jìn)行加熱或輻照，同時(shí)在涂布工作站20處涂布未經(jīng)涂布的給體支持體元件30。
現(xiàn)在參照?qǐng)D4，可以看到本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案的橫截面示意圖，其中在不同的連接室中涂布給體支持體元件和完成向基材的轉(zhuǎn)印過程。獨(dú)立的室可以是本文所述的受控氣氛室或受控氣氛涂布機(jī)，或者可以是之前引用的Boroson等人的共同轉(zhuǎn)讓美國專利申請(qǐng)系列號(hào)10/033,459在先所述的真空室或真空涂布機(jī)，在此就其內(nèi)容參考引入。該實(shí)施方案中的受控氣氛涂布機(jī)10包括涂布室10a和轉(zhuǎn)印室10b。其中一個(gè)室，比如涂布室10a，是通過受控氣氛源12來維持受控氣氛條件的，因此它是受控氣氛涂布機(jī)，而另一個(gè)室，比如轉(zhuǎn)印室10b，是通過真空泵58維持真空的，因此它是真空涂布機(jī)。受控氣氛條件指的是水蒸汽含量優(yōu)選1000ppm或更低，或者氧含量優(yōu)選1000ppm或更低，或者二者均如此?？赏ㄟ^各種已知的方法來實(shí)現(xiàn)氣氛控制，比如氧或水蒸汽滌氣器，或者采用純化過的氣體。真空指的是壓力為1torr或更低。各室經(jīng)由裝載鎖合裝置18連接。受控氣氛涂布機(jī)10包括裝載鎖合裝置14，它的作用是向室中加載新的未涂布的給體支持體元件30。受控氣氛涂布機(jī)10也包括裝載鎖合裝置16，其作用是卸載用過的給體元件。受控氣氛涂布機(jī)10內(nèi)部包括涂布室10a中的涂布工作站20、除溶劑工作站22、以及轉(zhuǎn)印室10b中的轉(zhuǎn)印工作站24。
給體支持體元件30是經(jīng)由裝載鎖合裝置14引入到涂布室10a中的。給體支持體元件30任選由給體支持體32所承載。給體支持體元件30是借助機(jī)械手段轉(zhuǎn)移到涂布工作站20的，該工作站包括涂布設(shè)備34。運(yùn)行涂布設(shè)備34(比如，加熱所需涂布材料使其蒸發(fā))，并且用制造整個(gè)或部分0LED器件所需的涂布材料層均勻地涂布給體30，使之成為給體元件31。
在多種涂布方法中，包括旋轉(zhuǎn)涂布法、噴涂法和凹版印刷涂布法，涂布材料可以溶解在溶劑中以便于涂布。隨后除去溶劑。給體元件31是借助機(jī)械手段從涂布工作站20輸送到除溶劑工作站22的。加熱器50充分加熱給體元件31以蒸發(fā)溶劑，然后經(jīng)由除蒸汽設(shè)備52除去之，但是所施加的熱量還不足以除去任何所需的涂布材料。
重復(fù)涂布和干燥步驟，可在給體元件31上形成另外的材料層。
接收體元件42經(jīng)由裝載鎖合裝置16引入轉(zhuǎn)印室10b中，然后借助機(jī)械手段輸送至轉(zhuǎn)印設(shè)備36。這可在引入給體支持體元件30之前、之后或其間進(jìn)行。為了方便，所示的轉(zhuǎn)印設(shè)備36是封閉式構(gòu)造，但是該設(shè)備也可以是開放式構(gòu)造，給體元件和基材在其中進(jìn)行加載和卸載。借助機(jī)械手段將給體支持體元件31經(jīng)由裝載鎖合裝置18從除溶劑工作站22輸送至轉(zhuǎn)印工作站24。給體元件31和接收體元件42按材料轉(zhuǎn)印關(guān)系定位，就是說，給體元件31的涂布側(cè)緊密接觸接收體元件42的接收表面并且借助比如壓力室44中的流體壓力而固定在此位置，參見Phillips等人的公開內(nèi)容。然后利用所施加的輻射，比如來自激光器38的激光束40，透過透明部分46輻照給體元件31。按預(yù)定圖案對(duì)給體元件31進(jìn)行輻照可將一個(gè)或多個(gè)涂布材料層從給體元件31有選擇性地轉(zhuǎn)印至接收體元件42，以此將材料涂布在接收體元件42的選定部分上，參見Phillips等人的公開內(nèi)容。
輻照結(jié)束后，打開轉(zhuǎn)印設(shè)備36，經(jīng)由裝載鎖合裝置16取出給體元件31和接收體元件42?；蛘?，可經(jīng)由裝載鎖合裝置16取出給體元件31，而將接收體元件42留在其中。然后可以采用接收體元件42和新的給體元件31重復(fù)進(jìn)行轉(zhuǎn)印過程。
很明顯可對(duì)該程序進(jìn)行改變。可以在涂布工作站20處涂布接收體元件42并且根據(jù)需要在除溶劑工作站22處干燥之，使之帶有制造OLED時(shí)有用的另外的材料層。該涂布過程可在輻射致轉(zhuǎn)印過程之前、之后進(jìn)行或之前和之后均進(jìn)行。比如，接收體元件42可以相繼地在涂布工作站20處施涂空穴傳輸材料、在轉(zhuǎn)印工作站24處施涂發(fā)光材料然后在涂布工作站20處施涂電子傳輸材料。
可以調(diào)換各室中的條件。就是說，涂布室10a保持真空，由此構(gòu)成真空涂布機(jī)，而轉(zhuǎn)印室10b則維持在受控氣氛條件下，由此構(gòu)成受控氣氛涂布機(jī)。因此，給體支持體元件30就在真空涂布機(jī)中進(jìn)行涂布，而從給體元件31向接收體元件42的轉(zhuǎn)印則在受控氣氛涂布機(jī)中進(jìn)行。
各室也可以有其他的構(gòu)造。比如，涂布室10a和轉(zhuǎn)印室10b可以是不相連的室，參見之前引用的Boroson等人的共同轉(zhuǎn)讓美國專利申請(qǐng)系列號(hào)10/033,459，在此就其內(nèi)容參考引入。該構(gòu)造可包括能夠維持受控氣氛或真空或者二者兼能的輸送室。
現(xiàn)在參照?qǐng)D5，可以看到本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案的橫截面示意圖，其中給體元件是連續(xù)的可移動(dòng)卷材的一部分，就是說在同一個(gè)涂布機(jī)中涂布它所構(gòu)成的連續(xù)片材、完成向基材的轉(zhuǎn)印和除去給體元件上殘留的涂布材料。受控氣氛涂布機(jī)10中的受控氣氛條件是通過受控氣氛源12來維持的。受控氣氛涂布機(jī)10包括裝載鎖合裝置16，其作用是加載和卸載基材。受控氣氛涂布機(jī)10內(nèi)部包括可移動(dòng)卷材60，它是給體支持體元件30的連續(xù)片材?？梢苿?dòng)卷材60被固定在按運(yùn)行方向64旋轉(zhuǎn)的輪62上。受控氣氛涂布機(jī)10內(nèi)部也包括沿可移動(dòng)卷材60行程方向排列的涂布工作站20、除溶劑工作站22、轉(zhuǎn)印工作站24和清潔工作站26。受控氣氛涂布機(jī)10可分成兩個(gè)或多個(gè)室，比如涂布室10a、轉(zhuǎn)印室10b和清潔室10c。分開的各個(gè)室可用來進(jìn)行各個(gè)操作或者使一部分過程在受控氣氛下進(jìn)行而另一部分則在真空下進(jìn)行。分開的各個(gè)室可經(jīng)由裝載鎖合裝置18、66和68連接，這些鎖合裝置允許可移動(dòng)卷材60在各室之間運(yùn)行。
當(dāng)轉(zhuǎn)印設(shè)備36是開放式構(gòu)造時(shí)，可移動(dòng)卷材60借助輪62實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)?？梢苿?dòng)卷材60的未涂布部分運(yùn)行進(jìn)入涂布工作站20，該工作站包括涂布設(shè)備34。運(yùn)行涂布設(shè)備34(比如，加熱所需涂布材料使其蒸發(fā))，然后用涂布材料均勻地涂布一部分可移動(dòng)卷材60。從而使一部分可移動(dòng)卷材60成為給體元件31。
在多種涂布方法中，包括旋轉(zhuǎn)涂布法、噴涂法和凹版印刷涂布法，涂布材料可以溶解在溶劑中以便于涂布。隨后除去溶劑?？梢苿?dòng)卷材60借助輪62實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，使可移動(dòng)卷材60的已涂布部分從涂布工作站20運(yùn)行至除溶劑工作站22。加熱器50充分加熱可移動(dòng)卷材60以蒸發(fā)溶劑，然后經(jīng)由除蒸汽設(shè)備52除去之，但是所施加的熱量還不足以除去任何所需的涂布材料。
接收體元件42經(jīng)由裝載鎖合裝置16引入受控氣氛涂布機(jī)10中，然后借助機(jī)械手段輸送至轉(zhuǎn)印設(shè)備36。為了方便，所示的轉(zhuǎn)印設(shè)備36是封閉式構(gòu)造，但是該設(shè)備也可以是開放式構(gòu)造，給體元件和基材在其中進(jìn)行加載和卸載。當(dāng)轉(zhuǎn)印設(shè)備36是開放式構(gòu)造時(shí)，可移動(dòng)卷材60借助輪62實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，使可移動(dòng)卷材60的涂布部分從除溶劑工作站22運(yùn)行至轉(zhuǎn)印工作站24。這可在引入接收體元件42之前、其間或之后進(jìn)行。可移動(dòng)卷材60的涂布側(cè)與接收體元件42在轉(zhuǎn)印工作站24處按材料轉(zhuǎn)印關(guān)系定位，就是說，可移動(dòng)卷材60與接收體元件42緊密接觸并且借助壓力室44中的流體壓力而固定在此位置，參見Phillips等人的公開內(nèi)容。然后利用所施加的輻射，比如來自激光器38的激光束40，透過透明部分46輻照可移動(dòng)卷材60。按預(yù)定圖案對(duì)可移動(dòng)卷材60的涂布部分以激光束40進(jìn)行輻照可將一個(gè)或多個(gè)涂布材料層從可移動(dòng)卷材60有選擇性地轉(zhuǎn)印至接收體元件42，以此將材料涂布在接收體元件42的選定部分上，參見Phillips等人的公開內(nèi)容。
輻照結(jié)束后，打開轉(zhuǎn)印設(shè)備36，經(jīng)由裝載鎖合裝置16取出接收體元件42。當(dāng)轉(zhuǎn)印設(shè)備36是開放式構(gòu)造時(shí)，可移動(dòng)卷材60借助輪62實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，使可移動(dòng)卷材60的已用過的涂布部分從轉(zhuǎn)印工作站24運(yùn)行至清潔工作站26。清潔工作站26包括加熱器50或輻射源比如閃光燈51和除蒸汽設(shè)備52。以加熱器54或輻射源比如閃光燈51加熱一部分可移動(dòng)卷材60來清潔之，就是說，使可移動(dòng)卷材60涂布部分的涂布材料蒸發(fā)或升華，然后由除蒸汽設(shè)備56除去之。當(dāng)轉(zhuǎn)印設(shè)備36是開放式構(gòu)造時(shí)，可移動(dòng)卷材60借助輪62實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，使可移動(dòng)卷材60此時(shí)的未涂布部分從清潔工作站26運(yùn)行至涂布工作站20進(jìn)行重新涂布和重新利用。
這些操作可以在不同的工作站處同時(shí)進(jìn)行。比如，一部分可移動(dòng)卷材60可在轉(zhuǎn)印工作站24處進(jìn)行輻照致轉(zhuǎn)印過程，而先前輸送的一部分可移動(dòng)卷材60則在清潔工作站26處進(jìn)行加熱或輻照，同時(shí)在涂布工作站20處涂布可移動(dòng)卷材60的未涂布部分。
在可選的實(shí)施方案中，可移動(dòng)卷材60可以是長而非連續(xù)的片材。在各個(gè)工作站之前和之后采用倒卷和收卷的卷軸就可實(shí)現(xiàn)之。
現(xiàn)在參照?qǐng)D6a，可以看到未涂布給體元件其結(jié)構(gòu)的橫截面示意圖的一個(gè)實(shí)例。給體支持體元件30至少包括柔性支持體70，該支持體包括非轉(zhuǎn)印表面78。柔性支持體70已均勻地涂布有輻射-熱轉(zhuǎn)化層72。輻射-熱轉(zhuǎn)化層72包括能吸收有關(guān)波長輻射并放熱的材料。
現(xiàn)在參照?qǐng)D6b，可以看到涂布有一層涂布材料的給體元件其結(jié)構(gòu)的橫截面示意圖的一個(gè)實(shí)例。給體元件31包括柔性支持體70，該支持體包括非轉(zhuǎn)印表面78。柔性支持體70已均勻地涂布有輻射-熱轉(zhuǎn)化層72。輻射-熱轉(zhuǎn)化層72包括能吸收有關(guān)波長輻射并放熱的材料。柔性支持體70進(jìn)一步均勻地涂布以涂布材料74。涂布材料74包括給體元件31的涂布側(cè)80。
現(xiàn)在參照?qǐng)D6c，可以看到涂布有一層以上涂布材料的給體元件其結(jié)構(gòu)的橫截面示意圖的一個(gè)實(shí)例。給體元件31包括柔性支持體70，該支持體包括非轉(zhuǎn)印表面78。柔性支持體70已均勻地涂布有輻射-熱轉(zhuǎn)化層72。輻射-熱轉(zhuǎn)化層72包括能吸收有關(guān)波長輻射并放熱的材料。柔性支持體70進(jìn)一步均勻地涂布以涂布材料74和涂布材料76。涂布材料76包括給體元件31的涂布側(cè)80。
本發(fā)明的其他特征包括以下。
該方法進(jìn)一步包括清潔給體元件使其可重新涂布的步驟。
該方法進(jìn)一步包括以所需數(shù)目的涂布層涂布接收體元件。
該方法進(jìn)一步包括提供每個(gè)均作為可移動(dòng)卷材的一部分的給體元件的步驟，該可移動(dòng)卷材運(yùn)行至與接收體元件呈材料轉(zhuǎn)印關(guān)系。
該方法進(jìn)一步包括清潔給體元件使其可重新涂布的步驟。
至少部分制造OLED器件的方法，該器件包括多個(gè)層，其中某些層或所有的層均對(duì)潮氣或氧敏感，該方法包括以下步驟a)提供受控氣氛涂布機(jī)和真空涂布機(jī)以及構(gòu)成部分OLED器件的接收體元件；b)向受控氣氛涂布機(jī)中提供給體支持體元件并且涂布該給體支持體元件，以產(chǎn)生帶有形成整個(gè)或部分OLED器件所需的一個(gè)或多個(gè)層的給體元件；c)向真空涂布機(jī)中提供給體元件和接收體元件；并且d)在真空涂布機(jī)中對(duì)給體元件施加輻射，以便從給體元件向接收體元件有選擇性地轉(zhuǎn)印一個(gè)或多個(gè)層。
該方法進(jìn)一步包括以下步驟控制受控氣氛涂布機(jī)中的氣氛，使水蒸汽含量低于1000ppm但高于0ppm或者使氧含量低于1000ppm但高于0ppm，或者水蒸汽含量及氧含量均低于1000ppm但高于0ppm。
權(quán)利要求
1.一種至少部分制造對(duì)潮氣或氧敏感的OLED器件的原位方法，該方法包括以下步驟a)向受控氣氛涂布機(jī)中提供構(gòu)成部分OLED器件的接收體元件；b)向受控氣氛涂布機(jī)中提供給體支持體元件并且涂布該給體支持體元件，以產(chǎn)生帶有形成整個(gè)或部分OLED器件所需的一個(gè)或多個(gè)層的給體元件；c)控制受控氣氛涂布機(jī)中的氣氛，使水蒸汽含量低于1000ppm但高于0ppm或者使氧含量低于1000ppm但高于0ppm，或者水蒸汽含量及氧含量均低于1000ppm但高于0ppm；d)使給體元件的涂布側(cè)按材料轉(zhuǎn)印關(guān)系與待涂布的接收體元件定位；并且e)對(duì)給體元件施加輻射，以便從給體元件向接收體元件選擇性地轉(zhuǎn)印一個(gè)或多個(gè)層。
2.權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括以下步驟f)借助受控氣氛涂布機(jī)用一個(gè)或多個(gè)構(gòu)成部分OLED器件的層涂布接收體元件。
3.權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括以下步驟f)重復(fù)步驟b)～e)，以制造整個(gè)或部分器件，該器件對(duì)潮氣或氧敏感或者對(duì)潮氣-氧敏感。
4.權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括用所需數(shù)目的涂層涂布接收體元件。
5.權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括以下步驟f)清潔給體元件，使其能重新涂布。
6.權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括提供作為可移動(dòng)卷材一部分的給體元件，該卷材運(yùn)行至與接收體元件呈材料轉(zhuǎn)印關(guān)系。
7.一種用于制造由多個(gè)OLED器件構(gòu)成的全彩色顯示器的原位方法，該顯示器對(duì)潮氣或氧敏感或者對(duì)潮氣-氧敏感，該方法包括以下步驟a)向受控氣氛涂布機(jī)中提供構(gòu)成顯示器一部分的接收體元件；b)向受控氣氛涂布機(jī)中提供多個(gè)給體支持體元件并且用材料涂布這些給體支持體元件，而且其中每個(gè)給體支持體元件具有至少一種與相應(yīng)的OLED器件不同的材料，用以提供不同的輸出色彩；c)控制受控氣氛涂布機(jī)中的氣氛，使水蒸汽含量低于1000ppm但高于0ppm或者使氧含量低于1000ppm但高于0ppm，或者水蒸汽含量及氧含量均低于1000ppm但高于0ppm；d)然后使每個(gè)給體元件的涂布側(cè)按材料轉(zhuǎn)印關(guān)系與待涂布的接收體元件定位；并且e)隨后對(duì)給體元件施加輻射，以便從每個(gè)給體元件向接收體元件中所形成的相應(yīng)OLED器件有選擇性地轉(zhuǎn)印一個(gè)或多個(gè)層。
8.權(quán)利要求7的方法，進(jìn)一步包括以下步驟f)借助受控氣氛涂布機(jī)用一個(gè)或多個(gè)構(gòu)成部分OLED器件的層涂布接收體元件。
9.權(quán)利要求7的方法，進(jìn)一步包括以下步驟f)重復(fù)步驟b)～e)，以制造整個(gè)或部分器件，該器件對(duì)潮氣或氧敏感或者對(duì)潮氣-氧敏感。
10.一種至少部分制造OLED器件的方法，該器件包括多個(gè)層，其中某些層或所有的層均對(duì)潮氣或氧敏感，該方法包括以下步驟a)提供受控氣氛涂布機(jī)和真空涂布機(jī)以及構(gòu)成部分OLED器件的接收體元件；b)向真空涂布機(jī)中提供給體支持體元件并且涂布該給體支持體元件，以產(chǎn)生帶有形成整個(gè)或部分OLED器件所需的一個(gè)或多個(gè)層的給體元件；c)向受控氣氛涂布機(jī)中提供給體元件和接收體元件；并且在受控氣氛涂布機(jī)中對(duì)給體元件施加輻射，以便從給體元件向接收體元件有選擇性地轉(zhuǎn)印一個(gè)或多個(gè)層。
全文摘要
對(duì)潮氣或氧敏感的OLED器件的原位制造方法,至少部分制造對(duì)潮氣或氧敏感的OLED器件的原位方法，該方法包括以下步驟向受控氣氛涂布機(jī)中提供構(gòu)成部分OLED器件的接收體元件；向受控氣氛涂布機(jī)中提供給體支持體元件并且涂布該給體支持體元件，以產(chǎn)生帶有形成整個(gè)或部分OLED器件所需的一個(gè)或多個(gè)層的給體元件；將受控氣氛涂布機(jī)中的氣氛控制在受控條件下；使給體元件的涂布側(cè)按材料轉(zhuǎn)印關(guān)系與待涂布的接收體元件定位；并且對(duì)給體元件施加輻射，以便從給體元件向接收體元件有選擇性地轉(zhuǎn)印一個(gè)或多個(gè)層。
文檔編號(hào)H05B33/10GK1457219SQ03131240
公開日2003年11月19日 申請(qǐng)日期2003年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月8日
發(fā)明者M·L·博羅森, M·W·庫爾弗, L·W·圖特 申請(qǐng)人:伊斯曼柯達(dá)公司