TW453901B - Thin film coating method for organic electro-luminesent - Google Patents

Description

453901 五、發明說明（1) 本發明係有關於一種有機電激發光顯示器之薄膜塗佈 法。 有機電激發光顯示器的研究從1 987年Kodak的

Tang(Appl. Phys. Lett.，51(1987)914)利用蒸鍍的方式 製成結構為11'0/0〖&111丨1^/人1。3/^£:八8之元件（11'0為銦錫 氧化物（indium tin oxide)，Alq3 為 tris(8-hydroxyquinoiine) aluminum)，因該元件具1 % 的外部量子效率及1000 cd/m2的高亮度（l〇 v)，故有機電 激發光元件之研究始有快速發展。三年後英國劍橋大學 Cavendish實驗室亦利用PPV為發光層，製得結構為 ITO/PPV/Ca之元件’其量子效率為〇,〇5 %(Nature，347 (1990) 539;U.S.Pat.52 > 247, 190(1993); 5, 425, 125(1995); 5, 401，827 (1995))。 有機電激發光元件基本結構如第la圖所示，在基材2 上形成簡單的三層結構元件’即有機發光層5被夾於一正 極的透明電極4和一負極的金屬電極6之間。此類元件當外 加偏壓後，在電場的趨動下電洞與電子分別從正、負極出 發，越過個別的能障後在發光層相遇而形成激子 (exci ton) ’之後激子以輻射的方式由激態衰退回基態而 放出光來。 為了增進元件之特性’元件可藉由引入電洞傳遞層 (hole transport layer、簡稱HTL)或電子傳遞層 (electron transport layer、簡稱ETL)，來改善其載子· 傳遞特性。如劍橋研究群（Appl. Phys. Lett., 6 1 ( 1 9 92)

第5頁 ^539〇| ____ · ‘__ 五、發明說明（2) 2793)於該三層結構之二極體中加入一層 2-(4-bipheny1)5-(4-tert-butylpheny1)-1,3, 4-oxad iaz oie (PBD)作為電子傳遞層，而使其量子效率由0 0 5%大幅 地提升至 〇_8 %。其餘如 ffeeger (Nature，357 (1992) 477 ； J. Appl. Phys. 77(1995) 694; J. Appl. Phys. 79 (1996) 934)及 Mullen (Syn·. Met.， 67(1994)181) 等人均有類似的研究報導。 有機電激發光顯示器依發光層材料的使用可分成小分 子（smal 1 molecular)與高分子（p〇lymer)兩大系統。前者 的發光臈或電荷傳遞膜所用的材料大部分為具小分子量的（ 固態材料’其成联法可配合光罩（raask)的使用及真空蒸鍍 的進行以形成各種功能的膜。而高分子系統用以形成發光 膜或電荷傳遞膜所使用的材料為高分子量化合物，無法以 真空蒸鐘成膜’需先將其溶於溶劑中，再以溶液塗佈法進 行塗膜。目前最常採用的溶液塗膜法為旋轉塗佈&(spin coating)與刮刀法（doctor blading)，分述如下： 請參閱第2a圖，旋轉塗佈法係包括下列步驟，首先將 基材10以真空吸附於旋轉座12上，按下真空吸附開關，再 將待塗佈溶液14滴於基材1〇上，啟動旋轉開關，利用離心 力原理，使得溶液1 4往外圍甩，最後形成一層薄膜丨5，如 第2b圖所示。 此種旋轉塗佈法僅在基材上留下一層非常薄的溶液薄 膜，其他的溶液則全部浪費掉，使用此方法所產生的缺點 包括塗佈時間長，降低產量。（2)大面積基材不易得

453s — 五、發明說明（3) — ^ = ί的溶液薄膜。(3)絕大部分溶液都浪費掉，辦加材 4成本。（4)對塗佈圖形沒有選擇性，非發:材 子部分均被覆蓋，必須再將電極端子部分 ^ 端 掉，增加工時。 丁丨刀之阿分子膜擦 接著，請參閱第3圖，習知的刮刀法係將 =於基材22邊緣，啟動刮刀24由溶液2。處均句向另夜一2。邊 於+此種方式雖具降低每片塗佈時間、大面積均勻化、 ‘就液用量等優點，❻由於此種塗佈的方式無法選 材上的不同區域進行塗佈，所以仍有薄膜會蓋住電 f如子的缺點，塗膜後亦必須再將溶液薄膜擦掉，浪費工 時。 、 有鑑於此，為了解決習知技術中旋轉塗佈法及刮刀法 作業士的問題，本發明之目的即在於提供一種有機電激發 光顯示器之薄膜塗佈法，其可有效節省製程步驟，為一^ 極佳工業作業方式。 本發明主要係利用凸版印刷或網版印刷方式，將塗佈 溶液均勻轉印或透印於有機電激發光正極基材上。利用控 制塗佈溶液的黏稠度及印壓可以調整薄膜的厚度，再者利 用凸版或網版之圖案製作’可以任意地選擇所需要的薄膜 圖案。另外’由於塗佈溶液大多被完全地轉印或透印於基 材上’所以不會造成無謂的浪費。本發明之薄膜塗佈法具 有下列優點：〇)高分子溶液用量節省，不會造成不必要 的/良費。（2)塗佈速度快，且產量大。（3)可印出任意形狀 之圖形’所以在同一片基材上可印製不同形狀及大小之圖

第7頁 453901 五、發明說明（4) 形。（4)可在大面積的基材上形成均勻的薄膜。（5)由於塗 佈區域有選擇性’可只針對需要印刷的區威進行塗佈’電 極端子不會被覆蓋’不需再有擦拭的製程。 為了進一步說明本發明的方法與特點，茲配合附圖說 明較佳實例如下，其中： ^ 第1圖係繪示有機電激發光二極體的架構之圖式。 第2圖係繪示傳統的旋轉塗佈法之示意圖。 第3圖係繪示傳統的刮刀法之示意圖。 第4圖係繪示根據本發明之薄膜塗佈法的一實施例之 圖式。 第5圖係繪示根據本發明之薄膜塗佈法的另一實施例 之圖式。' 參考標號之說明 基材2、40、54 ;有機發光層5 ;透明電極4 ;金屬電 極6 ;基材10、22 ;旋轉座12 ;塗佈溶液η、20、38、 50 ;薄膜15、39 ;刮刀24、34 ;樹脂版3〇 ;滾輪32 ;展色 板36 ;真空平台42、56 ;網版52。 實施例之說明 本發明之有機電激發光顯示器的薄膜塗佈法主要有凸 版印刷或網版印刷兩種實施方式，分述如下： 實施例1 :凸版印刷法 請參閱第4a圖及第4b圖’根據第一個實施例，本發明 之有機電激發光顯示器的薄膜塗佈法係包括下列步驟： (i)如第4a圖所示’先將樹脂版3〇平貼於滾輪32上，同時

第8頁 ^5390 ί 五、發明說明（5) 將有機電激發光顯示器基材40放於真空平台42上，並調整 其位置使基材4 0位於正確位置；（i i )再利用刮刀3 4將預先 滴於展色板36上之塗佈溶液38，適量均勻地展丰於展色板 36上而形成一薄膜39 ;(iii)當滾輪32滾至展色板36，高 分子溶液38的薄膜39會轉移至樹脂版3〇上；（iv)接著請參 閱第4 b圖’當滚輪3 2滾至正極基材4 0處時，就將塗佈溶液 的薄膜39轉印至有機電激發光顯示器正極基材上，完成 塗佈動作。 上述步驟（i)中，將有機電激發光顯示器基材4〇放置 於真空平台42上時，可籍由C.C.D放大以調整基材位置。（ 再者，由於印在基材上的薄膜厚度與塗佈溶液的黏度及滾 輪施加在基材上的印壓有關，所以必須控制塗佈溶液的黏 度及滚輪的印壓，以控制薄膜厚度。在本實施例中所須

之臈厚在300埃〜1 500埃間，所使用之高分子溶液的黏产 約為20〜70 cps 。 X 實施例2 :網版印刷法 “ 》奮參閲第5圖，根據第一實施例，本發明有機電激發 光顯示器的薄膜塗佈法係包括下列步驟：（i)將塗膜溶液 50滴於網版52上，有機電激發光顯示器基材54置於真空吸 附平台56上’調整吸附平台56的位置使基材54位於正確位（ 置丄（1 1)利用真空吸附平台56將基材54吸附固定；（丨丨丨） 接著刮刀58下降橫移後，塗膜溶液50透過網版52的孔透印 至有機電激發光顯示器基材54上，完成塗佈動作。 在本實施例中，上述印在基材上之薄膜厚度約為

453901 五、發明說明（6) 3 0 0 ~ 1 5 0 〇埃，至於控制膜厚的方式則須經由控制塗佈溶 液的黏度並搭配織目（mesh ’線/吋）及膜厚來進行印刷動 作。為了得到上述的薄膜厚度，上述塗佈溶液的黏度約為 20~80cps〇 在上述實施例中完成塗佈動作後，均另需要經過加熱 處理的過程，用以去除殘餘在薄膜上的溶劑。 上述兩種實施例旨在說明在基材上形成薄膜的方式， 而其實際上可用來形成上述有機電激發光顯示器的發光層 及電荷傳遞層。換言之’塗佈溶液可為發光材料、電荷傳 遞層材料、或上述兩種材料内摻有可改善或改變其元件特： 性之添加劑材料。 ' 上述有機電激發光元件基材係指在基材上含有一正 極’其具有發射電洞的功能，可為表面電阻值介於 0.卜105 Ω/□的一透明導電層；接著塗佈上一層或數層材 料於正極上’包括至少一層有機發光層、及電子/電洞傳 遞層’或可增進電子/電洞發射層；#著，再鍍上金屬當 作負極，其具有發射電子的功能；然後並鐘上-層抗氧化 膜於金屬上當作保護層，例如A】Γ . . 或金屬氧化物。 ^蛇、杬等鈍性金屬 上^材可為鈉以璃、㈣、㈣或有機㈣歸。上述 指元件在外加電壓時可由該層或該層的兩面 發：的光，其使用的材料可為具有登光特性的小 刀^㈣^子。上述透明導電層為銦錫氧化物 Gruli韻/Un oxide，ΙΤ0)、銦氧化物（indium 〇xide)或

453901 - r 五、發明說明（7) 是摻雜態的導電高分子（共軛高分子，全部高分子鏈均共 輛或部分高分子鏈含共軛結構）。上述作為負極的金屬為 Al、In、Mg、Ca或上列各金屬所形成的合金。

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Claims (1)

1. 5 3 9〇】 ---—1 p,年说丨日堡正 .., ~ 壬1·^ ·Μ 曰 你ίΡ A 八、甲請專利範圍 ---------------------l --- 1:· -種有機電激發光顯示器之薄膜塗佈法，包括下列 步驟 材； (1) 提供一種待塗佈的溶液及有機電激發光元件基 (2) 以轉印或透印方式將塗佈溶液 機電激發光基材上； π体行主胰的有 材之=將薄膜上的殘存溶劑去除4成有機電激發光基 接用2]:申請專利範圍第1項所述之薄膜塗佈法，苴中所 J :之塗佈溶液’ 1為發光材料、電荷傳遞層’、中 γ種材料内摻有可改善或改變其元件特性之添加劑材 右媸如申4專利範圍第1項所述之薄臈塗佈法，其中， ::電2光元件基材係指在基材上含有一正極；接中著塗 @或數層材料於正極上，包括至少一層有機發光 層'。s 鍍上一層抗氧化膜於金屬上當作保護 4士如巾請專利範圍第3項所述之薄膜塗佈法， 發光屠使用的材料為具有榮光特性的小分子染料 膠基 于丞材可為鈉系玻璃、硼系破璃或有機塑 4 5 3 9〇i - ----塞號> _•年 月日 條正___ 六、申請專利範圍 6,如申請專利範圍第i項所述之薄膜塗佈法，其中， 上述正極為一透明導電層。 .7 .如申請專利範圍第1項所述之薄膜塗佈法，其中’ 可為鋁（ΑΠ、銦（In)、鎂（Mg).鈣（Ca)_ 或上列 各金屬所形成的合金。 8 ·如申請專利範圍第1項所述之薄膜塗佈法，其中， 上述凡件電極保護層可為Al、In、Ag、Au等鈍性金屬或金 屬氧化物。 9.如申請專利範圍第1項所述之薄膜塗佈法，其中， 上述步輝（2)中塗膜溶液之塗佈方式可為凸版印刷或網版 印刷 、、10.如申凊專利範圍第6項所述之薄膜塗佈法，其中， 上述透明導電層的表面電阻值介於0. H05 Ω / 口。 11.如申凊專利範圍第6項所述之薄膜塗佈法，其中， 上述透明導電層可使用的材料包括銦錫氧化物 是接雜巧¥電高分子（共輕高分+，全部高分子鏈均共 軛或部分南分子鏈含共軛結構）。

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