CN1622722A - 施主衬底及其制造方法以及全色有机电致发光显示器件 - Google Patents
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Abstract
提供了一种用于全色有机电致发光显示器件的施主衬底，包括：基薄膜；形成在所述基薄膜上的光－热转化层；以及形成在所述光－热转化层上的转移层。所述转移层是包括图案化的有机电致发光材料的有机层。因此，可制造高清晰度和大尺寸的有机电致发光显示器件，其中在形成发射层时不发生未对准。通过根据本发明的方法来制造所述施主衬底和包括该施主衬底的全色有机电致发光显示器件。
Description
本申请要求于2003年11月25日向韩国知识产权局提交的、序列号为No.2003-84243且名称为“用于全色有机电致发光显示器件的施主膜及其制造方法以及使用该施主膜的全色有机电致发光显示器件”的专利申请的优先权，其全部内容在此引入作为参考。
技术领域
本发明涉及用于全色有机电致发光显示器件的施主衬底及其制造方法，以及使用该施主衬底的全色有机电致发光显示器件。更确切地，本发明涉及用于全色有机电致发光显示器件的施主衬底及其制造方法，以及使用该施主衬底的全色有机电致发光显示器件，其中对形成用于全色有机电致发光显示器件的发射层时使用的转移施主衬底(transfer donor substrate)进行构图使得在形成发射层时不发生未对准。
背景技术
通常，有机电致发光(EL)显示器件由数个层构成，例如例如阳极、阴极、空穴注入层、空穴传输层、发射层、电子传输层以及电子注入层。根据其中使用的材料，有机电致发光显示器件被划分为聚合物有机电致发光显示器件和小分子有机电致发光显示器件。典型地，在小分子有机电致发光显示器件中，通过真空淀积工艺淀积每一层，而在聚合物有机EL显示器件中，通过旋涂工艺制造电致发光(EL)元件。
对于单色器件，使用聚合物的有机电致发光显示器件可简单地通过旋涂工艺制造并且与使用小分子的器件相比，需要更低的驱动电压，但是，使用聚合物的有机电致发光显示器件存在效率降低和寿命减少的缺点。此外，制造全色器件时必须对红、绿和蓝色聚合物进行构图，当使用喷射技术(inkjet technique)或激光诱导热成像处理进行构图时，会使例如效率和寿命的发光特性变差。
特别地，当使用激光诱导热成像处理进行构图时，主要将非转移材料用作单组分聚合物(single polymer)材料。在韩国专利申请No.1998-51844，美国专利No.5998085、No.6214520和No.6114088中，公开了使用激光诱导热成像处理形成聚合物有机电致发光显示器件图案的方法。
应用激光诱导热成像处理至少需要一光源、一转移膜以及一衬底，其中从光源发出的光被转移层的光吸收层所吸收并被转化为热能，并且所述热能允许形成转移层的材料被转移到衬底上，由此形成预期的图案(见美国专利No.5220348、No.5256506、No.5278023和No.5308737)。
这种激光诱导热成像处理已用于制造液晶显示器件的滤色器，并且还用于形成电致发光材料的图案(见美国专利No.5998085)。
美国专利No.5937272公开了一种在全色有机电致发光显示器件中形成经高级构图的有机层的方法。该方法使用了涂覆有有机电致发光材料可转移涂料的施主载体(donor support)。加热该施主载体使得有机电致发光材料被转移到在预定的子象素中形成有色有机EL介质的衬底的凹表面上。此时，将热或光施加于施主衬底从而使电致发光材料汽化并转移到象素上。
在美国专利No.5688551中，通过从施主板(donor sheet)向接收板(receiver sheet)的转移在每个象素区域中形成子象素。在转移工艺中，纯化的有机电致发光材料在低温下(例如约400℃或更低)从施主板转移到接收板以形成子象素。
当有机层为小分子层时，图案并不清洁，当有机层为聚合物层时，图案也不清洁，因为当间层粘合强度大于粘合强度时，在施主衬底上遗留了需被转移和构图的部分。
发明内容
通过提供转移施主衬底及其制造方法，以及使用该施主衬底的全色有机电致发光显示器件，本发明解决了与传统器件相关的上述问题，在所述显示器件中，当形成发射层时，转移电致发光材料不会发生未对准，并且发射层的特性没有变差因为其被预构图(pre-patterned)。
在本发明的一示例性实施例中，用于全色有机电致发光显示器件的施主衬底包括：一基薄膜(base film)；一形成在所述基薄膜上的光-热转化层(light-to-heat conversion layer)；以及一形成在所述光-热转化层上的转移层。所述转移层是一包括图案化的有机电致发光材料的有机层。
在本发明的另一示例性实施例中，用于全色有机电致发光显示器件的施主衬底的制造方法包括：设置基薄膜；在所述基薄膜上形成光-热转化层；以及使用喷射方法、印刷方法、光刻方法和烧蚀方法(ablation method)其中的一种方法，在所述光-热转化层上形成包括有机发射层的图案化的有机层。
在本发明的又一示例性实施例中，提供了一种使用所述施主衬底的全色有机电致发光显示器件的制造方法，以及其中通过激光热转移方法形成有机发射层的全色有机电致发光显示器件的制造方法。
附图说明
现将参考本发明的某些示例性实施例并参考附图对本发明的上述和其他特征进行描述，附图中：
图1A是使用激光来转移-构图用于有机电致发光显示器件的有机发射层时转移机制的视图；
图1B是根据图1A的工艺，将有机发射层从施主衬底转移到一衬底上的剖面图；
图2A是根据本发明第一示例性实施例的用于全色有机电致发光显示器件的施主衬底的结构剖面图；
图2B是根据本发明第二示例性实施例，在有机层从施主衬底被转移到一衬底上之后所得结果的剖面图；
图3A是根据本发明第一示例性实施例的用于全色有机电致发光显示器件的施主衬底的平面图；
图3B是根据本发明第二示例性实施例的用于全色有机电致发光显示器件的施主衬底的平面图；以及
图4A至4C是根据本发明第一至第三示例性实施例的施主衬底的制造方法及使用该施主衬底的全色有机电致发光显示器件的制造方法视图。
具体实施方式
下文中，将更加详细地描述本发明。
图1A是使用激光来转移-构图用于有机电致发光显示器件的有机发射层时转移机制的视图。
如图1所示，使用激光来转移-构图有机层的机制需要通过激光将粘附于衬底S1的有机层S2从衬底S1分离，然后将有机层S2转移到衬底S3上，使得有机层S2从未被激光辐射的部分分离。
决定转移特性的因素包括衬底S1与层S2之间的第一粘附力W12，层之间的层间粘附力W22以及层S2与衬底S3之间的第二粘附力W23。
通过使用各个层的表面张力γ1，γ2和γ3以及界面张力γ12和γ23来表示第一和第二粘附力以及层间粘附力，可得到以下等式：
W12＝γ1+γ2-γ12
W22＝2γ2
W23＝γ2+γ3-γ23
为了提高激光转移特性，层间粘附力应小于衬底与层之间的粘附力。
通常，在有机电致发光显示器件中，有机材料用作形成每一层的材料。在使用小分子材料的情况下，因为第一和第二粘附力大于层间粘附力，可通过将电致发光材料从施主衬底转移到有机电致发光显示器件来形成精细图案，以引起整体转移(mass transition)。
图1B是根据图1A的工艺，将有机发射层从施主衬底转移到一衬底上的剖面图。
参照图1B，被激光辐射的部分中的有机层被转移到衬底上，而有机层的剩余部分遗留在施主衬底上。
图2A是根据本发明第一示例性实施例的用于全色有机电致发光显示器件的施主衬底的结构剖面图，图2B是根据本发明第二示例性实施例，在有机层从施主衬底被转移到一衬底上之后所得结果的剖面图。
参照图2A，施主衬底34具有这样的结构，其中光-热转化层32和转移层33叠置在基薄膜31上。
在本发明的一示例性实施例中，如图2B所示，转移层33呈图案化的形式并且由包括至少一有机电致发光材料的有机层构成。
有机层还包括从空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子传输层以及电子注入层所构成的组中选取的至少一个有机层。有机电致发光材料可以是聚合物电致发光材料、小分子电致发光材料或者其组合物。
图2A表示了施主衬底34的最基本的结构。如果必要，可以改变该结构。例如，可在转移层33上执行抗反射涂覆工艺，以防止转移层33的特性由于反射而变差。此外，可在光-热转化层32的下面形成气体产生层(未示出)从而提高施主衬底34的灵敏度(sensitivity)。
通过在吸收光或热时引起分解反应并通过发出氮气或氢气，气体产生层用来提供转移能量。气体产生层由从季戊四醇四硝酸酯(PETN)、三硝基甲苯(TNT)等材料中选取的材料形成。
基薄膜31由透明聚合物形成。例如，可使用聚醚例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯(polyacryl)、聚环氧树脂(polyepoxy)、聚乙烯或聚苯乙烯来作为聚合物。特别地，主要使用聚对苯二甲酸乙二醇酯层。优选基薄膜31的厚度为10至500μm。该基薄膜31用作支撑层(supporting layer)。可将多层系统(multiple system)用作基薄膜31。
光-热转化层32由在红外或可见光范围内具有光吸收能力的光吸收材料形成。作为具有这种特性的层，可使用由铝构成的金属层、氧化铝和硫化铝。可选择地，可使用由聚合物和碳黑、石墨或红外染料构成的有机层。当光-热转化层32由金属层形成时，光-热转化层32形成为100至5000的厚度。当光-热转化层32由有机层形成时，光-热转化层32形成为0.1至10μm的厚度。
当转移层33的有机层被转移到有机电致发光显示器件的衬底上以形成有机发射层时，转移特性仅取决于它与转移衬底的粘附强度，因为与构成转移层33的有机层没有粘附强度。因此，可以看到，转移特性极佳并且优于传统配置的转移特性。
图3A是根据本发明第一示例性实施例的用于全色有机电致发光显示器件的施主衬底的平面图，图3B是根据本发明第二示例性实施例的用于全色有机电致发光显示器件的施主衬底的平面图。
本发明的用于全色有机电致发光显示器件的施主衬底34具有根据象素区的形状而变化的图案形状，其中象素区形成于有机电致发光显示器件的衬底上。
参照图3A，当有机电致发光显示器件的象素区具有以矩阵形式排列的条形形状时，施主衬底34的图案也形成为条形。因此，与具有非图案化形式的施主衬底的传统转移层相比，包括有机发射层的有机层从施主衬底34向有机电致发光显示器件衬底的转移使得对准更为容易。因此，减小了未对准。同时，可以仅转移发射层而没有附加混合物。
参照图3B，当有机电致发光显示器件的象素区具有三角形形状时，施主衬底34的图案也形成为三角形。
尽管已描述了本发明中具有条形和三角形状的转移层33的图案化结构，但它们仅为本发明的示例性实施例并且可以依据象素区的图案结构而改变，其中象素区形成于有机电致发光显示器件的衬底上。
下面将描述具有本发明的结构的施主衬底的制造方法以及使用施主衬底的全色有机电致发光显示器装置的制造方法。
图4A至4C是根据本发明第一至第三示例性实施例的施主衬底的制造方法及使用该施主衬底的全色有机电致发光显示器件制造方法的视图。
现将参照图4A描述本发明的第一示例性实施例。在滚轮100之间连续供应其中光-热转化层32形成于基薄膜31上的施主衬底34，并且使用喷射方法通过供应管110供应有机材料33a，从而在光-热转化层32上形成转移层33，由此形成施主衬底34。光-热转化层32可以如上所述由金属层或有机层形成。当光-热转化层32由金属层形成时，使用真空淀积方法、电子束淀积方法或溅射方法将光-热转化层32形成为100至5000的厚度。当光-热转化层32由有机层形成时，使用作为典型薄膜涂覆方法的挤压涂敷、旋涂或刮刀涂覆(knife coating)方法将光-热转化层32形成为0.1至10μm的厚度。
转移层33还包括从空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子传输层以及电子注入层所构成的组中选取的至少一个有机层。有机电致发光材料可以是聚合物电致发光材料、小分子电致发光材料或者其混合物。
在完成滚动工艺(rolling process)之后，施主衬底34经受一种工艺，其中在全色有机电致发光显示器件的象素区中形成发射层，激光束辐射到其中已形成施主衬底34的转移层33的部分上，并且在受到辐射的部分中的光-热转化层32向转移层33释放热量使得形成转移层33的有机层的有机材料被转移到象素区上，所述象素区形成于衬底10的下电极12上。
在后续工艺中，在转移层33上形成上电极14，并进行最终的密封从而完成本发明的有机电致发光显示器件。
图4B表示了本发明的第二示例性实施例，其使用不同于第一示例性实施例的供应管120来供应构成转移层33的有机材料，并使用与下部滚轮100形状不同的上部滚轮100’。上部滚轮100’具有形成于其上的凹槽或突起。从供应管120供应的有机材料被印刷并构图到施主衬底34上。在有机材料被形成、印刷和构图到施主衬底34上之后，使用与第一示例性实施例中相同的工艺来完成有机电致发光显示器件。
作为印刷方法，可根据滚轮100和100’的结构使用例如平面印刷、凸面印刷、凹面印刷或照相凹板印刷(gravure printing)。
图4C表示了本发明的第三示例性实施例，其与第一示例性实施例的不同之处在于转移层33的构图方法是使用激光的烧蚀方法而不是喷射方法。在通过供应管120供应的有机材料首先被淀积在位于上部滚轮100”上的施主衬底34上并且被移开某一距离之后，通过激光烧蚀并构图有机材料。在有机材料被印刷和构图到施主衬底34上之后，使用与第一示例性实施例中相同的工艺来完成有机电致发光显示器件。
尽管根据滚轮-滚轮方法(roller-to-roller method)描述了本发明的示例性实施例，但应注意的是，也可应用薄板-薄板方法(sheet-to-sheetmethod)、滚轮-薄板方法(roller-to-sheet method)或薄板-滚轮方法(sheet-roller method)。
如上所述，通过使用根据本发明的转移施主衬底，可制造高清晰度和大尺寸的有机电致发光显示器件，其中在形成用于全色有机电致发光显示器件的发射层时几乎不发生未对准。
尽管已参照本发明的某些示例性实施例描述了本发明，但本领域技术人员应理解的是可在不偏离由所附权利要求及其等同物限定的本发明的主旨和范围的前提下，对本发明进行多种修改和变化。
Claims (19)
1.一种用于全色有机电致发光显示器件的施主衬底，包括：
一基薄膜；
一形成在所述基薄膜上的光-热转化层；以及
一形成在所述光-热转化层上的转移层，其中所述转移层包括一有机层，该有机层包括一图案化的有机电致发光材料。
2.根据权利要求1的施主衬底，其中所述有机层被构图为条形形状和三角形形状中的任何一种。
3.根据权利要求1的施主衬底，其中所述有机层从空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子传输层以及电子注入层所构成的组中选取。
4.根据权利要求1的施主衬底，其中所述有机电致发光材料包括小分子电致发光材料、聚合物电致发光材料和其混合物中的一种。
5.根据权利要求1的施主衬底，其中所述光-热转化层包括一光吸收材料，其吸收在红外线范围和可见光范围中至少一个范围的光。
6.包括根据权利要求1的施主衬底的全色有机电致发光显示器件。
7.一种用于全色有机电致发光显示器件的施主衬底的制造方法，包括：
设置一基薄膜；
在所述基薄膜上形成一光-热转化层；以及
使用喷射方法、印刷方法、光刻方法和烧蚀方法其中的一种方法，在所述光-热转化层上形成一包括有机发射层的被构图的有机层。
8.根据权利要求7的方法，其中形成所述有机层的步骤包括使用滚轮-滚轮方法、薄板-薄板方法、滚轮-薄板方法和薄板-滚轮方法中的任何一种方法。
9.根据权利要求7的方法，其中构图所述有机层的步骤包括以条形形状和三角形形状中的任何一种形状构图。
10.根据权利要求7的方法，其中所述有机层从空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子传输层以及电子注入层所构成的组中选取。
11.根据权利要求7的方法，其中所述有机层包括一有机电致发光材料，该有机电致发光材料包括小分子电致发光材料、聚合物电致发光材料和其混合物中的一种。
12.通过根据权利要求7的方法制造的用于全色有机电致发光显示器件的施主衬底。
13.包括根据权利要求7的方法制造的施主衬底的全色有机电致发光器件。
14.一种全色有机电致发光显示器件的制造方法，包括：
设置一基薄膜；
在所述基薄膜上形成一光-热转化层；
使用喷射方法、印刷方法、光刻方法和烧蚀方法其中的一种方法，在所述光-热转化层上形成一包括有机发射层的被构图的有机层；以及
使用激光诱导热成像处理将所述被构图的有机层转移到所述有机电致发光显示器件的象素区上。
15.根据权利要求14的方法，其中形成所述有机层的步骤包括使用滚轮-滚轮方法、薄板-薄板方法、滚轮-薄板方法和薄板-滚轮方法中的任何一种方法。
16.根据权利要求14的方法，其中构图所述有机层的步骤包括以条形形状和三角形形状中的任何一种形状构图。
17.根据权利要求14的方法，其中所述有机层从空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子传输层以及电子注入层所构成的组中选取。
18.根据权利要求14的方法，其中所述有机层包括一有机电致发光材料，该有机电致发光材料包括小分子电致发光材料、聚合物电致发光材料和其混合物中的一种。
19.根据权利要求14的方法制造的全色有机电致发光显示器件。
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