CN1728898A

CN1728898A - 一种有机高分子电致发光显示器件及其制备方法

Info

Publication number: CN1728898A
Application number: CN 200510027978
Authority: CN
Inventors: 徐良衡; 高芸; 赵博选; 姚红兵
Original assignee: 徐良衡
Priority date: 2005-07-21
Filing date: 2005-07-21
Publication date: 2006-02-01

Abstract

本发明属有机电致发光显示器件技术领域，具体为一种有机高分子电致发光显示器件及其制备方法。该显示器件由基板、高分子电致发光结构单元及其它显示功能层组成，其中高分子电致发光结构单元至少包括阳极、阴极、电子传输层、高分子电致发光/空穴层等，该高分子电致发光/空穴层同时具有空穴传输、电子阻挡、电致发光等功能。该显示器件可有效减少功能层及其材料，减少显示屏表面的反光现象，并可大大简化器件制作工艺，降低制作成本，提高显示效果。

Description

一种有机高分子电致发光显示器件及其制备方法

技术领域

本发明属有机电致发光显示器件技术领域，具体涉及一种有机高分子电致发光显示器件及其制备方法。

背景技术

自1987年KODAK公司的C.W.TANG等人实现了可商业化的有机电致发光显示器件(Organic light-emitting display，OLED)以来，由于其响应速度快、可轻薄化、功耗低、无视角限制等优势，在3G通信、壁挂电视与电脑显示器、军事与特殊用途等领域得到了巨大的发展，从而成为下一代显示器件的焦点。进入21世纪后，OLED得到飞速发展，各大跨国公司大大加快了实用化的产品研发、生产进程，已经相继有产品面世。但产品主要是一些小屏幕器件上，如手机、PDA、剃须刀、汽车音响等领域。

高分子有机电致发光显示器件(Ployrner Light Emitting Diode，PLED)作为OLED的重要分支之一，相对于小分子有机电致发光显示器件(AM-OLED)而言，高分子有机电致发光显示器件(Ploymer Light Emitting Diode，PLED)以其器件制作工艺简单、设备投入小、易于实现大面积显示等特点，使其为越来越多的学者、科研院所、各大跨国公司所关注和研究。

图1.给出了传统PLED显示器件的结构示意图。这种发光显示器件10，包括了基板11，阳极12，空穴注入层13、空穴传输层14、高分子有机分子发光层15、电子传输层16、阴极17、以及吸气干燥剂18、后封盖19。基板11是透明的玻璃或有机塑料基体。阳极12是铟锡氧化物导电层(Indium Tin Oxide，ITO)。阴极17是金属或其他高功函数之导电物质。

其工作原理是从阳极注入空穴、从阴极注入电子，两者通过传输层传输后在发光层结合，产生辐射复合而激发发光层物质发光，光透过透明基板射出。

然而，传统的PLED显示器件的发光单元层同时具有空穴注入层、空穴传输层和电子传输层、电子注入层等功能层，且各层分别使用不同物质形成。由于目前这几种材料主要是依赖国外进口，加之长期以来欧美、日本等发达国家在高端领域对我国实行封锁，所以材料价格十分昂贵。功能层的增加不但是材料成本上升，更使得工艺参数控制变得复杂，技术人员需投入大量的精力、时间来优化工艺，还得考虑与其他功能层的匹配等问题，更是增加了生产制造的成本。而且由于相关功能层结构的增加，及基板表面光发射等原因，PLED显示器件的对比度等显示性能一直难以提高，使得PLED显示器件的实用化大大受限。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型有机高分子电致发光显示器件及其制作方法。该有机高分子电致发光显示器件可有效减少功能层及其材料，减少显示屏表面由于镜面反射等原因引起的反光现象，并可大大简化PLED显示器件的制作工艺，降低PLED显示屏的制作成本，提高显示效果。

本发明提出的有机高分子电致发光显示器件(Ploymer Light Emitting Diode，PLED)，由基板、高分子电致发光结构单元及其它显示功能层组成。其中高分子电致发光结构单元至少包括：阳极、高分子电致发光功能层、阴极等，其中高分子电致发光功能层至少包括电子传输层、高分子电致发光/空穴层，其中高分子电致发光/空穴层同时具有空穴传输、电子阻挡、电致放光等功能，以一层功能结构层代替传统的三大功能结构层。阳极置于基扳上，高分子电致发光功能层置于阳极上，阴极置于高分子电致发光功能层上。最后加装吸气干燥剂及封盖，形成PLED显示器件。

为进一步提高PLED显示器件的显示性能，还可通过增加相关功能层：如在基板背面制作黑层，在高分子电致发光/空穴层与电子传输层之间增加性能提高层，在阳极与高分子电致/空穴层之间增加光学干涉层等。

本发明还提出了上述高分子电致发光显示器件的制造方法，其步骤为：提供一基板；形成第一阳极层于该基板上；交替形成光学干涉层与第二阳极层于第一阳极层上；形成一高分子电致发光/空穴层于第二干涉层上；形成一电子传输层于高分子电致发光/空穴层上；形成一阴极于电子传输层上；最后加装吸气干燥剂及封盖，形成所述显示器件。

本发明还提出了上述高分子电致发光显示器件的另一制造方法，其步骤为：提供一基板；形成一阳极于该基板上；形成一黑层于基板另一面上；形成一高分子电致发光/空穴层于阳极层上；形成一性能提高层于高分子电致发光/空穴层上；形成一电子传输层于性能提高层上，形成一阴极层于电子传输层上；最后加装吸气干燥剂及封接盖，形成所述显示器件。

本发明中，高分子电致发光/空穴层采用下述功能材料A，其结构单元如下：

其中，R1、R2、R3为烷基，TPD为芳香多胺类空穴传输材料。

附图说明

图1：经典高分子电致发光显示器件的结构示意图。

图2：依照本发明实施例一的一种高分子电致发光显示器件的结构示意图。

图3：依照本发明实施例二的一种高分子电致发光显示器件的结构示意图。

图中标号：11为基板，12为阳极，13为空穴注入层，14为空穴传输层，15为高分子有机发光层，16为电子传输层，17为阴极，18为吸气干燥剂，19为后封盖，100为本发明的一种器件结构图示，110为基板，120、130为阳极层，141、142为光学干涉层，150为高分子电致发光/空穴层，160为电子传输层，170为阴极层，180为吸气干燥剂，190为密封盖；200为本发明的另一种器件结构图示，210为基板，220为黑层，230为阳极，240为高分子电致发光/空穴层，250为功能提高层，260为电子传输层，270为阴极，280为吸气干燥剂，290为密封盖。

具体实施方式

本发明主要是通过使用新型多功能高分子材料，即运用空穴(电子)传输、电子(空穴)阻挡、高分子发光等三种功能合并为一的新型材料，增加相关功能层，制作得到工艺简单、低成本、性能高的新型PLED显示器件。

本发明提出的新型高分子发光显示器件(Polymer Light Emitting Diode，PLED)包括基板及高分子电致发光结构单元。高分子电致发光结构单元主要包括：阳极、高分子电致发光功能层、阴极以及其他如：光学干涉层、性能提高层等，其中高分子电致发光功能层至少包括电子(空穴)传输层，高分子电致发光/空穴(电子)层。透明导电阳极置于基板上。高分子电致发光结构单元置于基板上。阴极形成于高分子电致发光功能层上。

实施例1

图2给出了本发明实施例一的一种高分子电致发光显示器件的侧视图。在高分子显示器件结构100中，基板110上有一阳极及光学干涉层120、141、130、142，高分子电致发光/空穴层150形成于第二光学干涉层142上，电子传输层160形成于高分子电致发光/空穴层150之上，阴极层170形成于电子传输层160上。最后再封装上密封盖190及吸气干燥剂180，形成PLED显示器件。

高分子显示器件结构100中，阴极电极层170，尽可能的使用低逸出功的金属薄膜或金属氧化物导电物质，即既可由不透明的金属厚膜形成，亦可由透明导电层，如一层金属薄膜(如Ag、Mg、Al等金属或合金)，或者是一层金属薄膜与一层或多层透明金属氧化物导电薄膜(如ITO薄膜)的复合层。另外，阴极电极层170的厚度在50-200nm之间，这样有利于电子的注入及后续元件的激活。

高分子显示器件结构100中，阳极层120、130，使用透明的导电物质薄膜，并使用高逸出功的材料，如一层铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)或其他薄膜，阳极层的总厚度在100-200纳米之间。相对应的阳极120、130及与高分子电致发光/空穴层150对齐。

高分子显示器件结构100中，高分子电致发光/空穴层150使用上述功能材料A，该功能材料的制备方法如下：

以硅PPV材料为发光材料的主体，引进杂原子及侧链共轭，并以空穴传输材料为聚合分子主链。

(a)中间体的合成：

中间体1

其合成路线如下：

中间体2

其合成路线如下：

(b)单体的合成：

单体1：

其合成路线如下：

单体2：

单体2的合成路线及工艺与单体1的相类同。

(c)材料的合成：

在中间体1和中间体2的合成中，都是利用格氏试剂与溴代物偶合反应，其产物提纯则利用柱分离。

(d)材料的分级提纯：

运用分级分离技术进行聚合物的提纯。

高分子显示器件结构100中，封盖190，既可使用玻璃材料制品，也可使用金属材料(如Ni/Cr合金)制品，其与基板之间使用粘接剂，如环氧胶等，通过曝光而使其与基板结合。

高分子显示器件结构100中，吸气干燥剂180，主要用于吸气干燥器件内部及外界渗进的水汽及氧气，一般使用无机、有机物，如氧化钙粉末等。

在实际制程中，高分子显示器件100的制作方法包括步骤：提供一基板110，形成第一透明阳极120，在其上形成第一光学层141，再形成第二透明电极层142，形成高分子电致发光/空穴层150于第二透明电极层142上，形成一电子传输层160于高分子电致发光/空穴层150之上，形成一阴极电极层170于电子传输层160之上，最后加装密封盖190及干燥剂180，成PLED显示器件。

实施例2

本实施实例之高分子电致发光显示器件之组件及其发光显示单元与实例一的器件结构、各功能层之形成位置均不同，相应的制程也不尽相同。

图3给出了本发明另一种高分子电致发光显示器件的侧视图。在高分子显示器件结构200中，基板210上有一导电阳极230，基板210之另一面为黑层220，高分子电致发光/空穴层240形成于阳极230上，功能提高层250沉积于高分子发光/空穴层240上，再形成电子传输层260于功能提高层250上，阴极电极层270形成于电子传输层260之上，最后再封装上密封盖290及吸气干燥剂280，形成PLED显示器件。

高分子显示器件结构200中，阴极电极层270，应尽可能的使用低逸出功的金属薄膜(如Ag、Mg、Al等金属或合金)或金属氧化物导电物质，即既可由不透明的金属厚膜形成，亦可由透明导电层，一层金属薄膜或者是一层金属薄膜与一层或几层透明、金属氧化物导电薄膜(如ITO薄膜)的复合导电层。另外，阴极电极层270的厚度比较小，在50-200nm，这样有利于电子的注入及后续元件的激活。

高分子显示器件结构200中，高分子电致发光/空穴层240使用与实施例1相同的功能材料A。

高分子显示器件结构200中，性能提高层采用Li，厚度0.01-1nm。

高分子显示器件结构200中，阳极层230应使用透明的导电物质薄膜，并使用高逸出功的材料，如一层铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)或其他薄膜，阳极层的厚度在100-200nm之间。

高分子显示器件结构200中，黑层220使用无机氧化物，如Cr的多元氧化物等。

高分子显示器件结构200中，封盖190既可使用玻璃材料制品，也可使用金属材料制品(如Ni/Cr合金等)，其与基板之间使用光致粘接剂，如环氧胶等，通过曝光而结合。

高分子显示器件结构200中，吸气干燥剂280，主要用于吸气干燥器件内部及外界渗进的水汽及氧气，可以是无机、有机物，如硅胶等。

在实际制程中，高分子显示器件200的制作方法包括步骤：提供一基板210，形成一透明阳极230，形成一黑层220于基板的另一面，形成一高分子电致发光/空穴层240于阳极230上，形成一性能提高层于高分子电致发光/空穴层240上，形成电子传输层260于性能提高层250之上，形成一阴极电极层270于电子传输层260之上，最后再加装密封盖290及吸气干燥剂280，封装成PLED显示器件。

本发明上述实施例所展示的高分子电致发光显示器件包括：阳极、高分子发光功能层、阴极以及吸气干燥剂、封盖等，其中高分子发光功能层同时具有空穴(电子)传输、电子(空穴)阻挡、电致发光等三大功能，以一层功能结构层代替传统的三大功能结构层，从而大大简化了生产制造工艺，极大地降低了生产制造之原材料、人力等的成本，同时提高了显示性能。传统的PLED显示器件制作中，在相邻功能层的形成过程中，不仅要考虑各层的厚度及其形成方法，更需考虑各相邻层之间的匹配性问题。加之PLED显示器件各功能层形成大都以溶液形式形成，这就使得在各层形成时溶液的配置、溶剂的选择等物质的匹配尤其重要，且即使在各层形成后，界面控制仍十分重要。本发明的实施实例则彻底消除了空穴(电子)传输层、电子(空穴)阻挡层及高分子电致发光层之间的界面效应及其制作过程中的溶剂效应等问题，使得PLED显示器件的生产工艺大大简化。另一方面，本发明之实施节省了两层材料，使得生产成本大大降低。

Claims

1、一种有机高分子电致发光显示器件，由基板和高分子电致发光结构单元和其它显示功能层组成，其特征在于高分子电致发光结构单元包括：阳极、高分子电致发光功能层和阴极，其中，高分子电致发光功能层至少由电子传输层、高分子电致发光/空穴层组成；阳极置于基板上，高分子电致发光功能层置于阳极上，阴极置于高分子电致发光层上。

2、根据权利要求1所述的有机高分子电致发光显示器件，其特征在于阳极与高分子电致发光功能层之间增加有光学干涉层。

3、根据权利要求1所述的有机高分子电致发光显示器件，其特征在于在基板背面制作有黑层，在高分子电致发光/空穴层与电子传输层之间设有性能提高层。

4、根据权利要求1、2或3所述的有机高分子电致发光显示器件，其特征在于所述高分子电致发光/空穴层采用如下功能材料A，其结构单元为：

其中，R1、R2、R3为烷基，TPD为芳香多胺类空穴传输材料。

5、根据权利要求3所述的有机高分子电致发光显示器件，其特征在于所述黑层采用无机氧化物，所述性能提高层采用Li，厚度为0.01-1nm。

6、一种如权利要求1所述的有机高分子电致发光显示器件的制备方法，其特征在于具体步骤如下：提供一基板；形成第一阳极层于该基板上；交替形成光学干涉层与第二阳极层于第一阳极层上；形成一高分子电致发光/空穴层于第二干涉层上；形成一电子传输层于高分子电致发光/空穴层上；形成一阴极于电子传输层上；最后加装吸气干燥剂及封盖，形成所述显示器件。

7、一种如权利要求1所述的有机高分子电致发光显示器件的制备方法，其特征在于具体步骤为：提供一基板；形成一阳极于该基板上；形成一黑层于基板另一面上；形成一高分子电致发光/空穴层于阳极层上；形成一性能提高层于高分子电致发光/空穴层上；形成一电子传输层于性能提高层上，形成一阴极层于电子传输层上；最后加装吸气干燥剂及封接盖，形成所述显示器件。