CN111584768A - 一种有机电致发光器件薄膜制备方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种有机电致发光器件薄膜制备方法及装置，方法包括：将有机材料溶于有机溶剂A中并将包含有机材料的有机溶剂A滴在有机溶剂B上；有机溶剂A挥发后形成有机薄膜；将基底正面蘸取所述有机薄膜并进行加热退火。装置包括：混合单元，用于将有机材料溶于有机溶剂A中并将包含有机材料的有机溶剂A滴在有机溶剂B上；挥发单元，用于有机溶剂A挥发后形成有机薄膜；蘸取加热单元，用于将基底正面蘸取所述有机薄膜并进行加热退火。本发明具有材料利用率高、成本低、可大面积制备、易于加工的优点。

Description

一种有机电致发光器件薄膜制备方法及装置

技术领域

本发明涉及显示照明技术领域，尤其涉及一种有机电致发光器件薄膜制备方法及装置。

背景技术

近年来，有机电致发光器件在平板显示及照明领域都发挥着重要作用，其相比于LED显示、液晶显示，有机电致发光器件具有主动发光、响应速度快、能耗低、视角广、原材料绿色无毒等优点。商业化有机电致发光器件多采用真空热蒸镀有机小分子的方式进行制备，其设备成本高、材料浪费严重、良品率低，导致相关显示照明产品价格居高不下。相比之下，利用包括旋涂、喷墨、丝网印刷在内的溶液法进行有机电致发光器件的制备，优点在于加工方式简单、成本低、材料利用率高、可实现大面积柔性器件制备。

目前溶液法制备有机电致发光器件遇到的问题为：发光层与电子传输层因溶剂互溶而导致膜层破坏。采用的解决方法分：一是利用溶剂极性不同制备膜层，例如采取水性聚合物PEDOT:PSS作为空穴注入层，有机溶液作为发光层；二是利用交联反应制备发光层。交联反应常为热交联或者化学交联，大量分子相互键合交联成网络结构的较稳定分子，以此提高其耐溶剂性，进而使膜层免受溶剂破坏。但是由于目前有机半导体材料在有机溶剂中的溶解性相似，且可用于交联反应的材料选择少，因此两种方法均无法完美解决器件膜层界面完整性问题，限制了溶液法有机电致发光器件进一步性能提升。

因此，亟需一种更合理的有机电致发光器件膜层的制备方法。

发明内容

本发明实施例提供一种有机电致发光器件薄膜制备方法及装置，能够制备有机电致发光器件且不会破坏相邻膜层界面。

为实现上述目的，本发明实施例提供一种有机电致发光器件薄膜制备方法，包括：

将有机材料溶于有机溶剂A中并将包含有机材料的有机溶剂A滴在有机溶剂B上；

有机溶剂A挥发后形成有机薄膜；

将基底正面蘸取所述有机薄膜并进行加热退火。

进一步的，在所述将基底正面蘸取所述有机薄膜并进行加热退火之前，还包括：

对基底的表面进行清洗；

相对应的，所述将基底正面蘸取所述有机薄膜并进行加热退火，包括：

将清洗后的基底正面蘸取所述有机薄膜并进行加热退火。

其中，所述对基底的表面进行清洗，包括：

将基底分别浸泡于基片洗涤剂、去离子水、无水乙醇中，采用超声波清洗仪对浸泡后的基底进行清洗；

采用氮气对清洗后的基底进行吹干并进行氧等离子体进行处理。

其中，所述有机溶剂A的挥发性大于有机溶剂B的挥发性。

其中，所述有机材料可溶于有机溶剂A，不溶于有机溶剂B

其中，所述基底为硬质基底或柔性基底；所述硬质基底为玻璃、二氧化硅或石英；所述柔性基底为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯或聚酰亚胺。

其中，所述有机材料为非掺杂形式的高分子聚合物或者掺杂形式的有机小分子与高分子聚合物。

本发明实施例提供一种有机电致发光器件薄膜制备装置，包括：

混合单元，用于将有机材料溶于有机溶剂A中并将包含有机材料的有机溶剂A滴在有机溶剂B上；

挥发单元，用于有机溶剂A挥发后形成有机薄膜；

蘸取加热单元，用于将基底正面蘸取所述有机薄膜并进行加热退火。

进一步的，还包括：

清洗单元，用于对基底的表面进行清洗；

相对应的，所述蘸取加热单元包括：

蘸取加热子单元，用于将清洗后的基底正面蘸取所述有机薄膜并进行加热退火。

其中，所述清洗单元包括：

清洗子单元，用于将基底分别浸泡于基片洗涤剂、去离子水、无水乙醇中，采用超声波清洗仪对浸泡后的基底进行清洗；

吹干子单元，用于采用氮气对清洗后的基底进行吹干并进行氧等离子体进行处理。

本发明实施例提供的有机电致发光器件薄膜制备方法及装置，利用溶解性及挥发性不同的两种溶剂，将有机材料溶于较易挥发的有机溶剂A中，把有机溶液A滴落在不易挥发的有机溶剂B上，静置至上层有机溶剂A挥发，有机膜层在有机溶剂B上成膜，随后用基底蘸取有机薄膜，利用分子间作用力将有机薄膜从水面上转移至基底上来完成有机电致发光器件薄膜的制备。同时，本发明的产品具有材料利用率高、成本低、可大面积制备、易于加工的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的有机电致发光器件薄膜制备方法第一流程示意图；

图2为本发明实施例提供的有机电致发光器件薄膜制备方法第二流程示意图；

图3为本发明实施例提供的有机电致发光器件薄膜制备方法第三流程示意图；

图4为本发明实施例提供的有机电致发光器件薄膜制备装置第三结构示意图；

图5为本发明实施例提供的有机电致发光器件薄膜制备装置第三结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种有机电致发光器件薄膜制备方法，参见图1，该有机电致发光器件薄膜制备方法具体包括：

S101：将有机材料溶于有机溶剂A中并将包含有机材料的有机溶剂A滴在有机溶剂B上；

在本步骤中，将有机材料溶于有机溶剂A中，在培养皿中加入适量有机溶剂B以使有机溶剂B能够铺满培养皿底部，用移液枪取适量有机溶剂A并将有机溶剂A滴在有机溶剂B上。

可以理解的是，移液枪采取的有机溶剂A中含有有机材料。

在本实施例中，有机溶剂A的挥发性大于有机溶剂B的挥发性。有机材料可溶于有机溶剂A，不溶于有机溶剂B；有机溶剂A及有机溶剂B的溶解性不同。有机材料为非掺杂形式的高分子聚合物或者掺杂形式的有机小分子与高分子聚合物。

需要说明的是，有机材料若为高分子聚合物，按4-10mg/ml的浓度溶于氯苯与添加剂以10：1混合的有机溶剂A中；若为有机小分子和高分子聚合物，分别按4-10mg/ml的浓度溶于氯苯与添加剂以10：1混合的有机溶剂A中，再进行混合。

其中，添加剂选取为添加剂DIO或添加剂CN。

其中，基底为硬质基底或柔性基底；所述硬质基底为玻璃、二氧化硅或石英；所述柔性基底为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯或聚酰亚胺。

S102：有机溶剂A挥发后形成有机薄膜；

在本步骤中，将有机溶剂A滴在有机溶剂B上后，静置至有机溶剂A挥发，有机溶剂A在有机溶剂B上挥发后形成的膜为有机膜层，该有机膜层即为有机薄膜。

S103：将基底正面蘸取所述有机薄膜并进行加热退火。

在本步骤中，用真空吸盘吸住基底的背面，正面蘸取有机薄膜，利用分子间作用力，将有机薄膜转移至基底上，然后放在70摄氏度的加热台上退火20分钟得到有机电致发光器件薄膜。

从上述描述可知，本发明实施例提供的有机电致发光器件薄膜制备方法，利用溶解性及挥发性不同的两种溶剂，将有机材料溶于较易挥发的有机溶剂A中，把有机溶液A滴落在不易挥发的有机溶剂B上，静置至上层有机溶剂A挥发，有机膜层在有机溶剂B上成膜，随后用基底蘸取有机薄膜，利用分子间作用力将有机薄膜从水面上转移至基底上来完成有机电致发光器件薄膜的制备。同时，本发明的产品具有材料利用率高、成本低、可大面积制备、易于加工的优点。

在本发明的一实施例中，参见图2，所述有机电致发光器件薄膜制备方法的步骤S103之前还包含有步骤S104，具体包含有如下内容：

S104：对基底的表面进行清洗；

相对应的，步骤S103包括：

S1031：将清洗后的基底正面蘸取所述有机薄膜并进行加热退火。

在本步骤中，将基底分别浸泡于基片洗涤剂、去离子水、无水乙醇中，采用超声波清洗仪对浸泡后的基底进行清洗；通过超声清洗可以有效去除基底表面的有机物、杂质等，从而利于形成均匀的有机薄膜。

采用氮气对清洗后的基底进行吹干并进行氧等离子体进行处理。去除基底表面附着的固体颗粒，同样有利于形成高质量的均匀的有机薄膜；此外，通过氧等离子体处理基底，可提高聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)在基底表面的浸润性，有利于均匀的有机薄膜的形成。

在本发明的一实施例中，提供另一种有机电致发光器件薄膜的制备方法，参见图3，包括如下的处理步骤：

步骤1：将透明基底分别浸泡于基片洗涤剂、去离子水、无水乙醇中，用超声波清洗仪清洗；

清洗干净后用氮气吹干，将干燥的衬底用氧等离子体处理3分钟；

步骤2：将高分子聚合物材料聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-苯撑乙烯撑](MEH-PPV)以5mg/ml溶于氯苯与添加剂以10：1的混合溶剂中，在60摄氏度下加热搅拌12小时；

其中，添加剂选取为添加剂DIO或添加剂CN。

步骤3：用移液枪取30μl的有机溶液，将有机溶液滴在直径10cm、底部铺满水的培养皿中，静置至有机溶剂挥发，有机材料在水面上成膜。

步骤4：随后用真空吸盘吸住透明基底底部，正面蘸取有机薄膜，利用分子间作用力将有机薄膜从水面上转移至基底上，然后放在70摄氏度的加热台上退火20分钟；以此来完成有机薄膜的制备；实现有机电致发光器件有机功能层全溶液法制备流程。膜转移制备薄膜利用Marangoni效应，即两相界面存在表面张力梯度，当溶质浓度、表面活性剂浓度以及沿界面的温度发生变化时，表面张力梯度方向通常也会随着改变。利用两种溶解性、挥发性有明显差异的溶剂，待上层溶剂挥发后，使有机材料可以在下层溶剂上成膜，且不受下层溶剂的影响；而高分子聚合物材料由共价键重复连接而成，在溶液加工方面有很大优势，制备出的薄膜成网状结构，界面缺陷态少，形貌优良、热稳定性好、不会发生结晶，适用于机械加工；利用基底去蘸取有机薄膜时，基底与有机薄膜的结合力大于有机薄膜与下层溶剂之间的分子间作用力，因此能有效的通过基底将有机薄膜转移。通过上述膜转移方法制备有机电致发光器件膜层，当膜层置于衬底时已为固体薄膜，不含溶剂，不会破坏相邻膜层。即膜层界面接触良好且完整，进而可以完成有机电致发光器件全溶液制备过程。即可制备得到一种通过膜转移法制备的红光聚合物薄膜。

综上所述，本发明实施例提供的一种有机电致发光器件薄膜的制备方法，具有以下优点：

1.本发明采用高分子聚合物或小分子掺杂高分子聚合物制备有机膜层，其具有优秀的成膜性、缺陷态少，与相邻膜层接触良好，有利于载流子的传输及偶极子的辐射发光。

2.本发明较以往的旋涂、喷墨、丝印等方式的溶液法制备有机电致发光器件薄膜，其解决了多膜层界面互溶问题，提高器件性能，并且膜转移可以实现有机电致发光器件全溶液、大面积制备。

3.本发明较蒸镀法制备有机电致发光器件膜层，其具有可低温制备、溶液可旋涂等优势，且可利用有机材料优良的机械性能并运用到柔性器件，大大扩展了其应用领域，特别是可折叠设备。

总体来说，本发明实施例提供的一种有机电致发光器件膜层的制备方法，具有性能优秀、大面积制备、不破坏膜层以及柔韧性良好的显著特点，大大简化了有机电致发光器件膜层的制备，节约材料，扩宽了其在柔性器件这一领域的运用，对提高全溶液法制备有机电致发光器件实用化具有重要意义。

本发明实施例提供一种能够实现所述有机电致发光器件薄膜制备方法中全部内容的有机电致发光器件薄膜制备装置的具体实施方式，参见图4，所述有机电致发光器件薄膜制备装置具体包括如下内容：

混合单元10，用于将有机材料溶于有机溶剂A中并将包含有机材料的有机溶剂A滴在有机溶剂B上；

挥发单元20，用于有机溶剂A挥发后形成有机薄膜；

蘸取加热单元30，用于将基底正面蘸取所述有机薄膜并进行加热退火。

其中，有机溶剂A的挥发性大于有机溶剂B的挥发性。有机材料可溶于有机溶剂A，不溶于有机溶剂B。基底为硬质基底或柔性基底；所述硬质基底为玻璃、二氧化硅或石英；所述柔性基底为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯或聚酰亚胺。有机材料为非掺杂形式的高分子聚合物或者掺杂形式的有机小分子与高分子聚合物。

在本发明的一实施例中，参见图5，所述有机电致发光器件薄膜制备装置，还包括：

清洗单元40，用于对基底的表面进行清洗；

相对应的，所述蘸取加热单元包括：

蘸取加热子单元31，用于将清洗后的基底正面蘸取所述有机薄膜并进行加热退火。

其中，清洗单元40包括：

清洗子单元，用于将基底分别浸泡于基片洗涤剂、去离子水、无水乙醇中，采用超声波清洗仪对浸泡后的基底进行清洗；

吹干子单元，用于采用氮气对清洗后的基底进行吹干并进行氧等离子体进行处理。

本发明提供的有机电致发光器件薄膜制备装置的实施例具体可以用于执行上述实施例中的有机电致发光器件薄膜制备方法的实施例的处理流程，其功能在此不再赘述，可以参照上述方法实施例的详细描述。

从上述描述可知，本发明实施例提供的有机电致发光器件薄膜制备装置，利用溶解性及挥发性不同的两种溶剂，将有机材料溶于较易挥发的有机溶剂A中，把有机溶液A滴落在不易挥发的有机溶剂B上，静置至上层有机溶剂A挥发，有机膜层在有机溶剂B上成膜，随后用基底蘸取有机薄膜，利用分子间作用力将有机薄膜从水面上转移至基底上来完成有机电致发光器件薄膜的制备。同时，本发明的产品具有材料利用率高、成本低、可大面积制备、易于加工的优点。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

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 (10)

1.一种有机电致发光器件薄膜制备方法，其特征在于，包括：

将有机材料溶于有机溶剂A中并将包含有机材料的有机溶剂A滴在有机溶剂B上；

有机溶剂A挥发后形成有机薄膜；

将基底正面蘸取所述有机薄膜并进行加热退火。

2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件薄膜制备方法，其特征在于，在所述将基底正面蘸取所述有机薄膜并进行加热退火之前，还包括：

对基底的表面进行清洗；

相对应的，所述将基底正面蘸取所述有机薄膜并进行加热退火，包括：

将清洗后的基底正面蘸取所述有机薄膜并进行加热退火。

3.根据权利要求2所述的有机电致发光器件薄膜制备方法，其特征在于，所述对基底的表面进行清洗，包括：

将基底分别浸泡于基片洗涤剂、去离子水、无水乙醇中，采用超声波清洗仪对浸泡后的基底进行清洗；

采用氮气对清洗后的基底进行吹干并进行氧等离子体进行处理。

4.根据权利要求1所述的有机电致发光器件薄膜制备方法，其特征在于，所述有机溶剂A的挥发性大于有机溶剂B的挥发性。

5.根据权利要求1所述的有机电致发光器件薄膜制备方法，其特征在于，所述有机材料可溶于有机溶剂A，不溶于有机溶剂B。

6.根据权利要求1所述的有机电致发光器件薄膜制备方法，其特征在于，所述基底为硬质基底或柔性基底；所述硬质基底为玻璃、二氧化硅或石英；所述柔性基底为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯或聚酰亚胺。

7.根据权利要求1所述的有机电致发光器件薄膜制备方法，其特征在于，所述有机材料为非掺杂形式的高分子聚合物或者掺杂形式的有机小分子与高分子聚合物。

8.一种有机电致发光器件薄膜制备装置，其特征在于，包括：

混合单元，用于将有机材料溶于有机溶剂A中并将包含有机材料的有机溶剂A滴在有机溶剂B上；

挥发单元，用于有机溶剂A挥发后形成有机薄膜；

蘸取加热单元，用于将基底正面蘸取所述有机薄膜并进行加热退火。

9.根据权利要求8所述的有机电致发光器件薄膜制备装置，还包括：

清洗单元，用于对基底的表面进行清洗；

相对应的，所述蘸取加热单元包括：

蘸取加热子单元，用于将清洗后的基底正面蘸取所述有机薄膜并进行加热退火。

10.根据权利要求9所述的有机电致发光器件薄膜制备方法，其特征在于，所述清洗单元包括：

清洗子单元，用于将基底分别浸泡于基片洗涤剂、去离子水、无水乙醇中，采用超声波清洗仪对浸泡后的基底进行清洗；

吹干子单元，用于采用氮气对清洗后的基底进行吹干并进行氧等离子体进行处理。

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