專利名稱：一種有機高分子電致發(fā)光顯示器件及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬有機電致發(fā)光顯示器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種有機高分子電致發(fā)光顯示器件及其制備方法。
背景技術(shù)：
自1987年KODAK公司的C.W.TANG等人實現(xiàn)了可商業(yè)化的有機電致發(fā)光顯示器件(Organic light-emitting display，OLED)以來，由于其響應(yīng)速度快、可輕薄化、功耗低、無視角限制等優(yōu)勢，在3G通信、壁掛電視與電腦顯示器、軍事與特殊用途等領(lǐng)域得到了巨大的發(fā)展，從而成為下一代顯示器件的焦點。進入21世紀后，OLED得到飛速發(fā)展，各大跨國公司大大加快了實用化的產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)進程，已經(jīng)相繼有產(chǎn)品面世。但產(chǎn)品主要是一些小屏幕器件上，如手機、PDA、剃須刀、汽車音響等領(lǐng)域。
高分子有機電致發(fā)光顯示器件(Ployrner Light Emitting Diode，PLED)作為OLED的重要分支之一，相對于小分子有機電致發(fā)光顯示器件(AM-OLED)而言，高分子有機電致發(fā)光顯示器件(Ploymer Light Emitting Diode，PLED)以其器件制作工藝簡單、設(shè)備投入小、易于實現(xiàn)大面積顯示等特點，使其為越來越多的學者、科研院所、各大跨國公司所關(guān)注和研究。
圖1.給出了傳統(tǒng)PLED顯示器件的結(jié)構(gòu)示意圖。這種發(fā)光顯示器件10，包括了基板11，陽極12，空穴注入層13、空穴傳輸層14、高分子有機分子發(fā)光層15、電子傳輸層16、陰極17、以及吸氣干燥劑18、后封蓋19?；?1是透明的玻璃或有機塑料基體。陽極12是銦錫氧化物導(dǎo)電層(Indium Tin Oxide，ITO)。陰極17是金屬或其他高功函數(shù)之導(dǎo)電物質(zhì)。
其工作原理是從陽極注入空穴、從陰極注入電子，兩者通過傳輸層傳輸后在發(fā)光層結(jié)合，產(chǎn)生輻射復(fù)合而激發(fā)發(fā)光層物質(zhì)發(fā)光，光透過透明基板射出。
然而，傳統(tǒng)的PLED顯示器件的發(fā)光單元層同時具有空穴注入層、空穴傳輸層和電子傳輸層、電子注入層等功能層，且各層分別使用不同物質(zhì)形成。由于目前這幾種材料主要是依賴國外進口，加之長期以來歐美、日本等發(fā)達國家在高端領(lǐng)域?qū)ξ覈鴮嵭蟹怄i，所以材料價格十分昂貴。功能層的增加不但是材料成本上升，更使得工藝參數(shù)控制變得復(fù)雜，技術(shù)人員需投入大量的精力、時間來優(yōu)化工藝，還得考慮與其他功能層的匹配等問題，更是增加了生產(chǎn)制造的成本。而且由于相關(guān)功能層結(jié)構(gòu)的增加，及基板表面光發(fā)射等原因，PLED顯示器件的對比度等顯示性能一直難以提高，使得PLED顯示器件的實用化大大受限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型有機高分子電致發(fā)光顯示器件及其制作方法。該有機高分子電致發(fā)光顯示器件可有效減少功能層及其材料，減少顯示屏表面由于鏡面反射等原因引起的反光現(xiàn)象，并可大大簡化PLED顯示器件的制作工藝，降低PLED顯示屏的制作成本，提高顯示效果。
本發(fā)明提出的有機高分子電致發(fā)光顯示器件(Ploymer Light Emitting Diode，PLED)，由基板、高分子電致發(fā)光結(jié)構(gòu)單元及其它顯示功能層組成。其中高分子電致發(fā)光結(jié)構(gòu)單元至少包括陽極、高分子電致發(fā)光功能層、陰極等，其中高分子電致發(fā)光功能層至少包括電子傳輸層、高分子電致發(fā)光/空穴層，其中高分子電致發(fā)光/空穴層同時具有空穴傳輸、電子阻擋、電致放光等功能，以一層功能結(jié)構(gòu)層代替?zhèn)鹘y(tǒng)的三大功能結(jié)構(gòu)層。陽極置于基扳上，高分子電致發(fā)光功能層置于陽極上，陰極置于高分子電致發(fā)光功能層上。最后加裝吸氣干燥劑及封蓋，形成PLED顯示器件。
為進一步提高PLED顯示器件的顯示性能，還可通過增加相關(guān)功能層如在基板背面制作黑層，在高分子電致發(fā)光/空穴層與電子傳輸層之間增加性能提高層，在陽極與高分子電致/空穴層之間增加光學干涉層等。
本發(fā)明還提出了上述高分子電致發(fā)光顯示器件的制造方法，其步驟為提供一基板；形成第一陽極層于該基板上；交替形成光學干涉層與第二陽極層于第一陽極層上；形成一高分子電致發(fā)光/空穴層于第二干涉層上；形成一電子傳輸層于高分子電致發(fā)光/空穴層上；形成一陰極于電子傳輸層上；最后加裝吸氣干燥劑及封蓋，形成所述顯示器件。
本發(fā)明還提出了上述高分子電致發(fā)光顯示器件的另一制造方法，其步驟為提供一基板；形成一陽極于該基板上；形成一黑層于基板另一面上；形成一高分子電致發(fā)光/空穴層于陽極層上；形成一性能提高層于高分子電致發(fā)光/空穴層上；形成一電子傳輸層于性能提高層上，形成一陰極層于電子傳輸層上；最后加裝吸氣干燥劑及封接蓋，形成所述顯示器件。
本發(fā)明中，高分子電致發(fā)光/空穴層采用下述功能材料A，其結(jié)構(gòu)單元如下
其中，R1、R2、R3為烷基，TPD為芳香多胺類空穴傳輸材料。


圖1經(jīng)典高分子電致發(fā)光顯示器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2依照本發(fā)明實施例一的一種高分子電致發(fā)光顯示器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3依照本發(fā)明實施例二的一種高分子電致發(fā)光顯示器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標號11為基板，12為陽極，13為空穴注入層，14為空穴傳輸層，15為高分子有機發(fā)光層，16為電子傳輸層，17為陰極，18為吸氣干燥劑，19為后封蓋，100為本發(fā)明的一種器件結(jié)構(gòu)圖示，110為基板，120、130為陽極層，141、142為光學干涉層，150為高分子電致發(fā)光/空穴層，160為電子傳輸層，170為陰極層，180為吸氣干燥劑，190為密封蓋；200為本發(fā)明的另一種器件結(jié)構(gòu)圖示，210為基板，220為黑層，230為陽極，240為高分子電致發(fā)光/空穴層，250為功能提高層，260為電子傳輸層，270為陰極，280為吸氣干燥劑，290為密封蓋。
具體實施例方式
本發(fā)明主要是通過使用新型多功能高分子材料，即運用空穴(電子)傳輸、電子(空穴)阻擋、高分子發(fā)光等三種功能合并為一的新型材料，增加相關(guān)功能層，制作得到工藝簡單、低成本、性能高的新型PLED顯示器件。
本發(fā)明提出的新型高分子發(fā)光顯示器件(Polymer Light Emitting Diode，PLED)包括基板及高分子電致發(fā)光結(jié)構(gòu)單元。高分子電致發(fā)光結(jié)構(gòu)單元主要包括陽極、高分子電致發(fā)光功能層、陰極以及其他如光學干涉層、性能提高層等，其中高分子電致發(fā)光功能層至少包括電子(空穴)傳輸層，高分子電致發(fā)光/空穴(電子)層。透明導(dǎo)電陽極置于基板上。高分子電致發(fā)光結(jié)構(gòu)單元置于基板上。陰極形成于高分子電致發(fā)光功能層上。
實施例1圖2給出了本發(fā)明實施例一的一種高分子電致發(fā)光顯示器件的側(cè)視圖。在高分子顯示器件結(jié)構(gòu)100中，基板110上有一陽極及光學干涉層120、141、130、142，高分子電致發(fā)光/空穴層150形成于第二光學干涉層142上，電子傳輸層160形成于高分子電致發(fā)光/空穴層150之上，陰極層170形成于電子傳輸層160上。最后再封裝上密封蓋190及吸氣干燥劑180，形成PLED顯示器件。
高分子顯示器件結(jié)構(gòu)100中，陰極電極層170，盡可能的使用低逸出功的金屬薄膜或金屬氧化物導(dǎo)電物質(zhì)，即既可由不透明的金屬厚膜形成，亦可由透明導(dǎo)電層，如一層金屬薄膜(如Ag、Mg、Al等金屬或合金)，或者是一層金屬薄膜與一層或多層透明金屬氧化物導(dǎo)電薄膜(如ITO薄膜)的復(fù)合層。另外，陰極電極層170的厚度在50-200nm之間，這樣有利于電子的注入及后續(xù)元件的激活。
高分子顯示器件結(jié)構(gòu)100中，陽極層120、130，使用透明的導(dǎo)電物質(zhì)薄膜，并使用高逸出功的材料，如一層銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)或其他薄膜，陽極層的總厚度在100-200納米之間。相對應(yīng)的陽極120、130及與高分子電致發(fā)光/空穴層150對齊。
高分子顯示器件結(jié)構(gòu)100中，高分子電致發(fā)光/空穴層150使用上述功能材料A，該功能材料的制備方法如下以硅PPV材料為發(fā)光材料的主體，引進雜原子及側(cè)鏈共軛，并以空穴傳輸材料為聚合分子主鏈。
(a)中間體的合成中間體1 其合成路線如下 中間體2
其合成路線如下 (b)單體的合成單體1 其合成路線如下 單體2 單體2的合成路線及工藝與單體1的相類同。
(c)材料的合成 在中間體1和中間體2的合成中，都是利用格氏試劑與溴代物偶合反應(yīng)，其產(chǎn)物提純則利用柱分離。
(d)材料的分級提純運用分級分離技術(shù)進行聚合物的提純。
高分子顯示器件結(jié)構(gòu)100中，封蓋190，既可使用玻璃材料制品，也可使用金屬材料(如Ni/Cr合金)制品，其與基板之間使用粘接劑，如環(huán)氧膠等，通過曝光而使其與基板結(jié)合。
高分子顯示器件結(jié)構(gòu)100中，吸氣干燥劑180，主要用于吸氣干燥器件內(nèi)部及外界滲進的水汽及氧氣，一般使用無機、有機物，如氧化鈣粉末等。
在實際制程中，高分子顯示器件100的制作方法包括步驟提供一基板110，形成第一透明陽極120，在其上形成第一光學層141，再形成第二透明電極層142，形成高分子電致發(fā)光/空穴層150于第二透明電極層142上，形成一電子傳輸層160于高分子電致發(fā)光/空穴層150之上，形成一陰極電極層170于電子傳輸層160之上，最后加裝密封蓋190及干燥劑180，成PLED顯示器件。
實施例2本實施實例之高分子電致發(fā)光顯示器件之組件及其發(fā)光顯示單元與實例一的器件結(jié)構(gòu)、各功能層之形成位置均不同，相應(yīng)的制程也不盡相同。
圖3給出了本發(fā)明另一種高分子電致發(fā)光顯示器件的側(cè)視圖。在高分子顯示器件結(jié)構(gòu)200中，基板210上有一導(dǎo)電陽極230，基板210之另一面為黑層220，高分子電致發(fā)光/空穴層240形成于陽極230上，功能提高層250沉積于高分子發(fā)光/空穴層240上，再形成電子傳輸層260于功能提高層250上，陰極電極層270形成于電子傳輸層260之上，最后再封裝上密封蓋290及吸氣干燥劑280，形成PLED顯示器件。
高分子顯示器件結(jié)構(gòu)200中，陰極電極層270，應(yīng)盡可能的使用低逸出功的金屬薄膜(如Ag、Mg、Al等金屬或合金)或金屬氧化物導(dǎo)電物質(zhì)，即既可由不透明的金屬厚膜形成，亦可由透明導(dǎo)電層，一層金屬薄膜或者是一層金屬薄膜與一層或幾層透明、金屬氧化物導(dǎo)電薄膜(如ITO薄膜)的復(fù)合導(dǎo)電層。另外，陰極電極層270的厚度比較小，在50-200nm，這樣有利于電子的注入及后續(xù)元件的激活。
高分子顯示器件結(jié)構(gòu)200中，高分子電致發(fā)光/空穴層240使用與實施例1相同的功能材料A。
高分子顯示器件結(jié)構(gòu)200中，性能提高層采用Li，厚度0.01-1nm。
高分子顯示器件結(jié)構(gòu)200中，陽極層230應(yīng)使用透明的導(dǎo)電物質(zhì)薄膜，并使用高逸出功的材料，如一層銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)或其他薄膜，陽極層的厚度在100-200nm之間。
高分子顯示器件結(jié)構(gòu)200中，黑層220使用無機氧化物，如Cr的多元氧化物等。
高分子顯示器件結(jié)構(gòu)200中，封蓋190既可使用玻璃材料制品，也可使用金屬材料制品(如Ni/Cr合金等)，其與基板之間使用光致粘接劑，如環(huán)氧膠等，通過曝光而結(jié)合。
高分子顯示器件結(jié)構(gòu)200中，吸氣干燥劑280，主要用于吸氣干燥器件內(nèi)部及外界滲進的水汽及氧氣，可以是無機、有機物，如硅膠等。
在實際制程中，高分子顯示器件200的制作方法包括步驟提供一基板210，形成一透明陽極230，形成一黑層220于基板的另一面，形成一高分子電致發(fā)光/空穴層240于陽極230上，形成一性能提高層于高分子電致發(fā)光/空穴層240上，形成電子傳輸層260于性能提高層250之上，形成一陰極電極層270于電子傳輸層260之上，最后再加裝密封蓋290及吸氣干燥劑280，封裝成PLED顯示器件。
本發(fā)明上述實施例所展示的高分子電致發(fā)光顯示器件包括陽極、高分子發(fā)光功能層、陰極以及吸氣干燥劑、封蓋等，其中高分子發(fā)光功能層同時具有空穴(電子)傳輸、電子(空穴)阻擋、電致發(fā)光等三大功能，以一層功能結(jié)構(gòu)層代替?zhèn)鹘y(tǒng)的三大功能結(jié)構(gòu)層，從而大大簡化了生產(chǎn)制造工藝，極大地降低了生產(chǎn)制造之原材料、人力等的成本，同時提高了顯示性能。傳統(tǒng)的PLED顯示器件制作中，在相鄰功能層的形成過程中，不僅要考慮各層的厚度及其形成方法，更需考慮各相鄰層之間的匹配性問題。加之PLED顯示器件各功能層形成大都以溶液形式形成，這就使得在各層形成時溶液的配置、溶劑的選擇等物質(zhì)的匹配尤其重要，且即使在各層形成后，界面控制仍十分重要。本發(fā)明的實施實例則徹底消除了空穴(電子)傳輸層、電子(空穴)阻擋層及高分子電致發(fā)光層之間的界面效應(yīng)及其制作過程中的溶劑效應(yīng)等問題，使得PLED顯示器件的生產(chǎn)工藝大大簡化。另一方面，本發(fā)明之實施節(jié)省了兩層材料，使得生產(chǎn)成本大大降低。
權(quán)利要求
1.一種有機高分子電致發(fā)光顯示器件，由基板和高分子電致發(fā)光結(jié)構(gòu)單元和其它顯示功能層組成，其特征在于高分子電致發(fā)光結(jié)構(gòu)單元包括陽極、高分子電致發(fā)光功能層和陰極，其中，高分子電致發(fā)光功能層至少由電子傳輸層、高分子電致發(fā)光/空穴層組成；陽極置于基板上，高分子電致發(fā)光功能層置于陽極上，陰極置于高分子電致發(fā)光層上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機高分子電致發(fā)光顯示器件，其特征在于陽極與高分子電致發(fā)光功能層之間增加有光學干涉層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機高分子電致發(fā)光顯示器件，其特征在于在基板背面制作有黑層，在高分子電致發(fā)光/空穴層與電子傳輸層之間設(shè)有性能提高層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的有機高分子電致發(fā)光顯示器件，其特征在于所述高分子電致發(fā)光/空穴層采用如下功能材料A，其結(jié)構(gòu)單元為 其中，R1、R2、R3為烷基，TPD為芳香多胺類空穴傳輸材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的有機高分子電致發(fā)光顯示器件，其特征在于所述黑層采用無機氧化物，所述性能提高層采用Li，厚度為0.01-1nm。
6.一種如權(quán)利要求1所述的有機高分子電致發(fā)光顯示器件的制備方法，其特征在于具體步驟如下提供一基板；形成第一陽極層于該基板上；交替形成光學干涉層與第二陽極層于第一陽極層上；形成一高分子電致發(fā)光/空穴層于第二干涉層上；形成一電子傳輸層于高分子電致發(fā)光/空穴層上；形成一陰極于電子傳輸層上；最后加裝吸氣干燥劑及封蓋，形成所述顯示器件。
7.一種如權(quán)利要求1所述的有機高分子電致發(fā)光顯示器件的制備方法，其特征在于具體步驟為提供一基板；形成一陽極于該基板上；形成一黑層于基板另一面上；形成一高分子電致發(fā)光/空穴層于陽極層上；形成一性能提高層于高分子電致發(fā)光/空穴層上；形成一電子傳輸層于性能提高層上，形成一陰極層于電子傳輸層上；最后加裝吸氣干燥劑及封接蓋，形成所述顯示器件。
全文摘要
本發(fā)明屬有機電致發(fā)光顯示器件技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種有機高分子電致發(fā)光顯示器件及其制備方法。該顯示器件由基板、高分子電致發(fā)光結(jié)構(gòu)單元及其它顯示功能層組成，其中高分子電致發(fā)光結(jié)構(gòu)單元至少包括陽極、陰極、電子傳輸層、高分子電致發(fā)光/空穴層等，該高分子電致發(fā)光/空穴層同時具有空穴傳輸、電子阻擋、電致發(fā)光等功能。該顯示器件可有效減少功能層及其材料，減少顯示屏表面的反光現(xiàn)象，并可大大簡化器件制作工藝，降低制作成本，提高顯示效果。
文檔編號H05B33/14GK1728898SQ200510027978
公開日2006年2月1日 申請日期2005年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月21日
發(fā)明者徐良衡, 高蕓, 趙博選, 姚紅兵 申請人:徐良衡