CN100499952C - 单色及白色有机电致发光器件制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单色及白色有机电致发光器件制备方法，包括：在基板上形成等间隔相互平行的第一电极；在所述基板和第一电极上涂布APX-K1薄膜；在所述APX-K1薄膜上涂布负性光刻胶并曝光；加热APX-K1薄膜并显影所述APX-K1薄膜和负性光刻胶，形成倒梯形隔离柱；在所述隔离柱和第一电极上形成有机功能材料层；在所述有机功能材料层上形成第二电极。该方法无需繁琐的掩膜对准工艺，以隔离柱为掩膜，直接在隔离柱上形成有机功能材料层，工艺简单，可重复性好，降低了生产成本。

Description

单色及白色有机电致发光器件制备方法

技术领域

本发明涉及一种平板显示器件及其制备方法，特别是一种单色及白色有机电致发光器件制备方法。

背景技术

有机电致发光器件又称为有机发光二极管(Organic Light EmittingDiode，OLED)，是一种新型的平板显示器件。与液晶显示器件相比，OLED具有主动发光、高亮度、高对比度、超薄、低功耗、大视角以及工作温度范围宽等诸多优点，被认为是最有可能替代液晶显示器的器件，其中，白色有机电致发光器件(White Organic Light Emitting Diode，WOLED)的研究更是受到广泛关注，它既可用做目前商品化程度很高的液晶显示器(LCD)的背光源，满足其轻、薄、低功耗的要求；又能与成熟的彩色滤光片技术相结合实现宽色域的彩色显示；还可以利用其高发光效率用于平面照明技术。

WOLED器件的结构多种多样，包括利用带多色发光基团的单种化合物发白光、多种颜料掺杂在同一主体中形成单层WOLED器件、使用R、G、B三色发光材料制作多层叠层的WOLED器件结构以及使用R、G、B三色子像素合成WOLED器件的结构等等。

现有技术中的多层或单层的红色、绿色、蓝色等单色及白色有机电致发光器件的制备方法一般如下：在基板上通过刻蚀工艺制备第一电极，第一电极的材料为ITO、ZnO等半导体薄膜或极薄的金、银、铂等金属薄膜，然后在垂直于第一电极的方向上制备一定间隔的隔离柱，再在隔离柱上对准掩膜板，热蒸镀各功能层小分子有机材料形成各像素，包括传输层、发光层、阻挡层、缓冲层等，之后在有机材料层和隔离柱上表面用热蒸发或光层、阻挡层、缓冲层等，之后在有机材料层和隔离柱上表面用热蒸发或溅射工艺制备第二电极薄膜，通过刻蚀工艺形成第二电极，或对准第二电极掩膜，通过热蒸发或溅射工艺直接在有机功能材料表面制备第二电极。图1为现有技术制备的单色及白色有机电致发光器件结构示意图，其中，第一电极03形成在基板04上，隔离柱02位于第一电极03上，掩膜01位于隔离柱02上。

现有技术中单色及白色有机电致发光器件的制备工艺均需要繁琐的掩模板对准以及光刻过程，由于氧和水对OLED有机功能材料有很强的腐蚀作用，将严重影响器件的发光效率和使用寿命，所以掩模对准过程一般都采用在集成多层有机薄膜蒸镀系统内部完成，这对工艺的要求非常高，难以掌握，重复性差，而且成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单色及白色有机电致发光器件制备方法，无需掩膜对准工艺，工艺简单，可重复性好，降低生产成本，提高良品率。

为了实现上述目的，本发明提供了一种单色及白色有机电致发光器件制备方法，包括：

在基板上形成等间隔相互平行的第一电极；

在所述基板和第一电极上涂布APX-K1薄膜；

在所述APX-K1薄膜上涂布负性光刻胶并曝光；

加热形成有所述APX-K1薄膜和负性光刻胶的基板，并显影所述APX-K1薄膜和负性光刻胶，形成倒梯形隔离柱；

在所述隔离柱和第一电极上形成有机功能材料层；

在所述有机功能材料层上形成第二电极。

本发明提供的单色及白色有机电致发光器件制备方法，以隔离柱为掩膜，直接在隔离柱和第一电极上形成有机功能材料层，无需繁琐的掩膜对准工艺，工艺简单，可重复性好，降低了生产成本。

附图说明

图1为现有技术制备的单色及白色有机电致发光器件结构示意图；

图2为本发明单色及白色有机电致发光器件制备方法流程图；

图3为本发明一实施例在基板上形成的阳极结构示意图；

图4为本发明另一实施例中倒梯形隔离柱的结构示意图；

图5为本发明又一实施例在隔离柱上蒸镀有机功能材料层的结构示意图；

图6为本发明再一实施例的结构示意图。

具体实施方式

图2为本发明单色及白色有机电致发光器件制备方法流程图，具体步骤为：

步骤11、在基板上形成等间隔相互平行的第一电极；

步骤12、在所述基板和第一电极上涂布APX-K1薄膜；

步骤13、在所述APX-K1薄膜上涂布负性光刻胶并曝光；

步骤14、加热APX-K1薄膜并显影所述APX-K1薄膜和负性光刻胶，形成倒梯形隔离柱；

步骤15、在所述隔离柱和第一电极上形成有机功能材料层；

步骤16、在所述有机功能材料层上形成第二电极。

在步骤11中，第一电极可以是阳极也可以是阴极。下面以第一电极是阳极为例说明在基板上形成阳极的过程。图3为本发明一实施例在基板上形成的阳极结构示意图，首先在玻璃基板1上制备透明导电薄膜，基板可以是玻璃或塑料，本实施例选用玻璃作为基板；透明导电薄膜可以是ITO、ZnO、InZnO₃等半导体材料，或极薄的金属膜，如金、银、铂等，本实施例选用厚度为50纳米到200纳米的ITO薄膜作为透明导电薄膜；然后涂布光刻胶，预烘烤，曝光，显影，刻蚀ITO薄膜，在玻璃基板1表面形成相互平行的条状像素图案作为阳极2。

第一电极为阴极时，制备阴极的方法与在基板上制备阳极的方法类似，此处不再赘述，阴极材料可以是铝、银或其他稳定的金属或其合金。

步骤12中，在玻璃基板和第一电极上涂布APX-K1薄膜。APX-K1为BrewerScience，Inc公司开发的材料薄膜，这种薄膜具有较强的粘合作用，在加热的情况下能释放出一种胺基化合物，并将该化合物扩散至负性光刻胶中，可以增加负性光刻胶的显影速度，关于APX-K1的详细介绍参见美国专利US6221563。本发明中，涂布APX-K1薄膜采用旋转涂覆的方法，APX-K1薄膜的厚度为0.1纳米～5纳米，这样就得到了第一电极和基板与隔离柱的联接层。

步骤13中，在APX-K1薄膜表面涂布负性光刻胶，负性光刻胶的厚度为0.2微米～2微米，然后对APX-K1薄膜及负性光刻胶进行初次烘烤，并在垂直于第一电极的方向曝光。

图4为本发明另一实施例中倒梯形隔离柱的结构示意图。步骤14中，加热APX-K1薄膜3并显影APX-K1薄膜和负性光刻胶，形成倒梯形隔离柱4。具体地，从玻璃基板1一侧对APX-K1薄膜3进行加热，温度控制在90摄氏度到130摄氏度，加热时间为1分钟到2分钟，使得APX-K1薄膜3中的胺基分子释放出来并扩散到APX-K1薄膜3上的负性光刻胶中；然后显影负性光刻胶和APX-K1薄膜3，形成倒梯形隔离柱4；APX-K1薄膜3位于负性光刻胶的下层，APX-K1薄膜3中的胺基分子从下向上向负性光刻胶中扩散，并且越往负性光刻胶的上部，胺基分子的浓度越低，负性光刻胶上下部分之间分布的胺基分子有浓度差，由于胺基分子可以加速负性光刻胶的显影速度，所以负性光刻胶下部(即靠近APX-K1薄膜的部分)显影速度快，上部(即远离APX-K1薄膜的部分)显影速度慢，这样就形成了具有倒梯形形状的负性光刻胶，该倒梯形负性光刻胶即为隔离柱。该倒梯形隔离柱4的宽边上底边和窄边下底边的长度比例应控制在2:1～10:1时较佳，如果倒梯形的上下底边长度比例小，隔离柱上薄膜容易与第一电极上薄膜导通。

图5为本发明又一实施例在隔离柱上蒸镀有机功能材料层的结构示意图，步骤15中，在隔离柱4和阳极2上形成有机功能材料层9。具体地，将玻璃基板送入集成真空腔中，以倒梯形隔离柱为掩膜，在隔离柱和阳极上连续蒸镀有机材料薄膜，形成有机功能材料层；有机材料薄膜可以为单层，如单色有机电致发光化合物，或单层发白光的单种化合物，或在具有超宽带隙的主体材料中掺杂红光染料、绿光染料或蓝光染料等作为单层有机材料，有机材料薄膜也可以是多层，如制备红绿蓝三色重叠合成结构。

步骤16中，在有机功能材料层上形成第二电极。第二电极为相对于第一电极的阴极或阳极，如果第一电极为阳极，则第二电极为阴极，如果第一电极为阴极，则第二电极为阳极，下面以第二电极为阴极为例来说明在有机功能材料层上形成阴极的过程。具体地，在真空腔体中在有机功能材料层上蒸镀金属材料作为阴极，金属材料可以是铝、银或其他稳定的金属或其合金。在有机功能材料层上制备阳极的方法与制备阴极的方法类似，此处不再赘述。

在以上步骤均完成的基础上，对该有机电致发光器件进行封装，在显示区域外涂胶，将和显示区域大小相称的玻璃或金属的后封盖附在胶上然后固化。

图6为本发明再一实施例的结构示意图，该实施例是经过上述步骤制备好的白色有机电致发光器件。本实施例白色有机电致发光器件的玻璃基板1上有多条ITO阳极2，与该ITO阳极2垂直交叉的多条金属阴极8，ITO阳极2和金属阴极8形成像素矩阵，其中条形ITO阳极2和条形金属阴极8的交点即为显示像素，在垂直于ITO阳极2的方向上制备倒梯形隔离柱4，以该倒梯形隔离柱为掩膜蒸镀红光发光薄膜5、绿光发光薄膜6、蓝光发光薄膜7以及金属阴极8。

现有技术中在蒸镀有机功能材料的过程中均需使用掩膜，将掩膜与隔离柱对准蒸镀有机功能材料和阴极，有机功能材料蒸镀过程中必须保持在真空环境中进行，由于对准工艺复杂，重复性低，所以良品率低，成本高，本实施例省略了有机功能材料制备过程中的掩膜对准工艺，利用APX-K1材料的特殊性能，制备上下边宽度比例巨大的倒梯形隔离柱作为掩膜，将掩膜集成在基板上，直接在隔离柱上蒸镀有机功能材料和金属阴极，提高了工艺的可重复性，提高了产业化生产的良品率，降低了成本，提高了器件性能。

除了可以用上述方法制备白色有机电致发光器件，还可以以隔离柱为掩膜在隔离柱和第一电极上蒸镀发红光、蓝光或绿光的有机功能材料来分别制备红光有机电致发光器件、蓝光有机电致发光器件或绿光有机电致发光器件。对于单色以及白色有机电致发光器件，由于像素显示区域蒸镀的是同一种颜色的有机功能材料，所以可以去掉掩膜对准工艺，直接在隔离柱上蒸镀有机功能材料层，对于彩色的有机电致发光器件，由于像素显示区域蒸镀的是不同颜色的有机功能材料，不能去掉掩膜对准工艺，必须通过掩膜对准工艺达到在不同的显示区域蒸镀不同颜色的有机功能材料层的目的，所以本发明所述方法不适用于制备直接以红、绿、蓝三色有机发光材料为子像素的彩色有机电致发光器件，但本发明所述方法可以制备以红、绿、蓝三色有机发光材料垂直叠加结构形成的白光有机电致发光器件，将该白色有机电致发光器件与彩色滤光片相结合，可以制备彩色有机电致发光器件。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1、一种单色及白色有机电致发光器件制备方法，其特征在于，包括：

在基板上形成等间隔相互平行的第一电极；

在所述基板和第一电极上涂布APX-K1薄膜；

在所述APX-K1薄膜上涂布负性光刻胶并曝光；

加热形成有所述APX-K1薄膜和负性光刻胶的基板，并显影所述APX-K1薄膜和负性光刻胶，形成倒梯形隔离柱；

在所述隔离柱和第一电极上形成有机功能材料层；

在所述有机功能材料层上形成第二电极。

2、根据权利要求1所述的单色及白色有机电致发光器件制备方法，其特征在于，在所述基板和第一电极上涂布APX-K1薄膜具体为：在所述基板和第一电极上涂布厚度为0.1纳米～5纳米的APX-K1薄膜。

3、根据权利要求1或2所述的单色及白色有机电致发光器件制备方法，其特征在于，在所述基板和第一电极上涂布APX-K1薄膜具体为：在所述基板和第一电极上以旋转涂覆方法涂布APX-K1薄膜。

4、根据权利要求1或2所述的单色及白色有机电致发光器件制备方法，其特征在于，在所述APX-K1薄膜上涂布负性光刻胶并曝光具体为：在所述APX-K1薄膜上涂布厚度为0.5微米～2微米的负性光刻胶并曝光。

5、根据权利要求1所述的单色及白色有机电致发光器件制备方法，其特征在于，加热形成有所述APX-K1薄膜和负性光刻胶的基板，并显影所述APX-K1薄膜和负性光刻胶具体为：采用90摄氏度～130摄氏度的加热温度加热形成有所述APX-K1薄膜和负性光刻胶的基板1分钟～2分钟，并显影所述APX-K1薄膜和负性光刻胶。

6、根据权利要求1所述的单色及白色有机电致发光器件制备方法，其特征在于，在所述隔离柱和第一电极上形成有机功能材料层具体为：在所述隔离柱和第一电极上形成由分别发红光、绿光、蓝光的有机功能材料垂直层叠组成的发白光的有机功能材料层。

7、根据权利要求1所述的单色及白色有机电致发光器件制备方法，其特征在于，在所述隔离柱和第一电极上形成有机功能材料层具体为：在所述隔离柱和第一电极上形成发红光的有机功能材料层。

8、根据权利要求1所述的单色及白色有机电致发光器件制备方法，其特征在于，在所述隔离柱和第一电极上形成有机功能材料层具体为：在所述隔离柱和第一电极上形成发绿光的有机功能材料层。

9、根据权利要求1所述的单色及白色有机电致发光器件制备方法，其特征在于，在所述隔离柱和第一电极上形成有机功能材料层具体为：在所述隔离柱和第一电极上形成发蓝光的有机功能材料层。

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