平面顯示器的施體薄膜及利用其製造oled的方法
2023-05-27 19:42:51
專利名稱：平面顯示器的施體薄膜及利用其製造oled的方法
技術領域：
本發明涉及一種平面顯示器的施體薄膜及利用其製造有機發光器件(OLED)的方法，更為具體地，本發明涉及一種平面顯示器的施體薄膜，其與轉移層間具有改善的粘結力，以及利用該施體薄膜製造OLED的方法。
背景技術：
通常，作為平面顯示器的有機發光器件(下文稱為「OLED」)包括陽極、陰極和置於陽極和陰極之間的有機層。有機層必須包括一發射層並可n能還包括空穴注入層、空穴轉移層、電子轉移層以及電子注入層。根據組成有機層的材料，特別是組成有機層的發射層的材料，可將OLED分為聚合物OLED和小分子OLED。
在為OLED實現全部色彩中，必須將發射層圖案化。存在多種圖案化OLED的發射層的方法。小分子OLED是用遮光板進行圖案化的，而聚合物OLED是通過噴墨印刷或者雷射熱成像(下文稱為「LITI」)來圖案化的。在幹法處理中，LITI方法具有精細圖案化有機層的優點。另一方面，噴墨印刷方法在溼法處理中圖案化有機層。
用於利用LITI圖案化聚合物有機層的方法需要至少一個光源、一個OLED基板(即受體基板)和一個施體薄膜。在此，施體薄膜包括基膜、光熱轉化層(下文稱為「LTHC」)和包含有機層的轉移層。位於受體基板上的有機層是按以下方式圖案化的當光源向施體薄膜發射光線時，LTHC層吸收入射光，隨後將該光線轉化為熱能。然後該熱能將轉移層的有機層轉移至受體基板上。該過程已在韓國專利申請NO.10-1998-0051844、美國專利NO.5998085、NO.6214520和NO.6114088中公開了，在此引作參考。
圖1A和1B是用於解釋通過LITI方法在常規有機層的轉移過程中轉移機制的剖視圖。
參照圖1A，利用施主基板S1和有機層S2之間的粘結力W12，將有機層S2附著在施主基板S1上，其中S1包括基膜S1a和LTHC層S1。將受體基板S3置於施主基板S1之下。
參照圖1B，除第二區域R2之外，雷射照射到基膜S1a的第一區域R1上。穿過基膜S1a的雷射被轉化為LTHC層中的熱能，然後該熱量導致在第一區域R1的第一粘結力W12發生變化以使得有機層S2轉移到受體基板S3上。在該轉移過程中，有機層S2的轉移特性依賴於第二區域R2的施主基板S1於有機層S2間的第一粘結力W12、有機層S2內的粘結力W22以及有機層S2和受體基板S3間的第二粘結力W23。
然而，如果第一粘結力W12相對較少，有機層S2就可能容易從施主基板S1上分離。從而，沒有經過雷射照射的第二區域R2的有機層S2會發生轉移，即使不希望這樣。這個問題在包括小分子材料的有機層S2中更為嚴重。
發明內容
本發明為平面顯示器提供了一種利用轉移層改善粘結特性的施體薄膜。
本發明單獨為平面顯示器提供了一種利用該施體薄膜製造OLED的方法。
在本發明中，施體薄膜包括基膜、位於基膜上的LTHC層、位於LTHC層上的轉移層、以及置於LTHC層和轉移層之間的緩衝層，其中緩衝層包括一種其玻璃轉換溫度(Tg)低於25℃材料。
具有低於25℃的玻璃轉換溫度的材料可以是矽聚合物。在此情況下，通過在LTHC層上形成液態矽聚合物，然後利用UV固化、室溫固化、低溫固化和催化劑固化中的任意一種對液態矽聚合物進行固化，來形成緩衝層。緩衝層厚度優選為小於20μm。更為優選地，緩衝層厚度小於5μm。
轉移層至少包括發射有機層、空穴注入有機層、空穴轉移有機層、電子轉移有機層和電子注入有機層之一。更為優選地，轉移層是一發射有機層。優選地、每個有機層包括小分子材料。更為優選地，施體薄膜還包括置於LTHC層和緩衝層之間的中間層。
本發明也公開了利用施體薄膜製造OLED的方法。
通過參照附圖對本發明的示例性實施例進行詳細說明，對於本領域普通技術人員，本發明的上述及其他特性和優點將變得更加明顯。
圖1A和1B是用於解釋通過LITI在常規有機層的轉移過程中轉移機制的剖視圖。
圖2是根據本發明的平面顯示器的施體薄膜的剖視圖。
圖3是顯示根據本發明利用平面顯示器的施體薄膜製造OLED的一個步驟的剖視圖。
圖4A和4B是顯示利用分別通過實驗性示例1和2製造的施體薄膜在受體基板上形成發射層圖案的視圖。
圖5A和5B是顯示利用分別通過對比示例1和2製造的施體薄膜在受體基板上發射層的視圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖對本發明進行全面說明，其中顯示了本發明的示例性實施例。然而，本發明可以用不同形式來具體化，而不應當理解為局限於在此列舉的實施例。更合理的是，提供這些實施例以使本公開透徹、完整，並且向本領域技術人員全面地傳遞本發明的範圍。附圖中，為了清晰的目的誇大了層和區域的厚度。整個說明書中相同標記表示相同元件。
圖2是平面顯示器的施體薄膜的剖視圖。參照圖2，提供了基膜50並且在基膜50上形成LTHC層55。
在此，基膜50由透明的聚合物組成。對於基膜，採用聚丙烯、聚環氧樹脂、聚乙烯、聚苯乙烯以及諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯的聚合物。這些聚合物中，主要利用聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜作基膜50。基膜50作為支撐材料。從而，它應當具有適宜的光學特性和足夠的機械穩定性。優選地，基膜50的厚度在10-500μm範圍內。
LTHC層55吸收電磁波頻譜的紅外-可視區域內的光線並且將部分光線轉化為熱。LTHC層55具有適當的光學密度並且包括光吸收材料。LTHC層55可以包括金屬層或有機聚合物層。金屬層可包括作為光吸收材料的氧化鋁或者硫酸鋁。有機聚合物層可包括作為光吸收材料的碳黑、石墨或者紅外染料。在此，金屬層是通過真空蒸發、電子束沉積或者濺鍍形成的。在該示例性實施例中，金屬層厚度約為100-5000。同樣，有機層形成於常規層塗敷方法中的一種，例如輥塗、照相凹板式塗敷、擠壓塗敷、旋轉塗敷和刮塗方法。在該示例性實施例中，有機層厚度約為0.1-10μm。
然後，可在LTHC層55上形成中間層60。中間層60可防止在後續過程中形成的轉移層受到光吸收材料的汙染，其中的光吸收材料，例如包含在LTHC層55中的碳黑。中間層60可形成為丙烯酸樹脂或者醇酸樹脂。中間層60可以通過諸如溶劑塗敷等公知的塗敷過程和諸如紫外固化過程的固化過程形成的。優選地，在1-2μm的厚度範圍內形成中間層60。
然後，在LTHC層55或中間層60上形成緩衝層65。也就是，施主基板70可以是包括LTHC層55和緩衝層65的部分，其中LTHC層55和緩衝層65是按其次序堆疊在基膜50上的；或者可以是包括LTHC層55、中間層60和緩衝層65的部分，其中LTHC層55、中間層60和緩衝層65是按其次序堆疊在基膜50上的。隨後，在施主基板70上，也就是緩衝層65上，形成轉移層75。這就完成的施體薄膜80。
緩衝層65改善了施主基板70和轉移層75之間的粘結力，也就是圖1的第一粘結力W12。也就是說，參照圖1，改善的粘結力防止在轉移過程中轉移層75輕易地從施主基板70上分離。這就降低了不希望向受體基板上轉移部分的圖案缺陷。從而，在本發明中，緩衝層65的導入改善了轉移層75的轉移特性。同樣，緩衝層65在轉移過程中對受體基板進行緩衝，從而最小化圖案缺陷。
優選地，緩衝層65包括一種材料，該材料的玻璃轉換溫度(Tg)低於25℃。通常，在該玻璃轉換溫度(Tg)下，由於凍結了分子的微量布朗運動，所以聚合物材料處於玻璃狀態。但是，超過玻璃轉換溫度(Tg)，由於聚合物材料的塑性或彈性更高，其具有高的粘結強度。因此，通常在25℃以上執行的LITI的轉移過程中，具有玻璃轉換溫度低於25℃的材料的緩衝層65可改善施主基板70和轉移層75之間的粘結力，即圖1的第一粘結力W12。
更為優選地，利用矽聚合物形成緩衝層65。矽聚合物中具有矽氧鏈(Si-O)，高耐熱性和化學穩定性，以及低於25℃的玻璃轉換溫度。通過在LTHC層55或者中間層60上塗敷液態矽聚合物，然後對其進行固化，來形成採用矽聚合物的緩衝層65。在此，通過紫外固化、室溫固化、低溫固化或者催化劑固化來進行固化過程。
優選地，通過旋轉塗敷、輥塗、浸漬塗敷、照相凹板式塗敷、沉積等之一來形成緩衝層65。優選地，緩衝層65厚度小於20μm。更為優選地，其厚度小於5μm。優選地，如果將要轉移的部分在受體基板上是均勻的，則緩衝層65厚度形成為小於20μm，其中從施主基板70將轉移層轉移至受體基板上。但是如果將要轉移的部分不是均勻的而是凹陷的，則即使是將要轉移的凹陷部分的邊緣也必須緊密粘結在施體薄膜上以防止圖案缺陷。因此，優選地，緩衝層65厚度必須小於5μm。
轉移層75可以至少是發射有機層、空穴注入有機層、空穴轉移有機層、電子轉移有機層和電子注入有機層中之一。優選地，每個有機層是包括小分子材料的有機層。小分子材料可以是單分子材料或者低聚物。優選地，低聚物具有低於1000的分子量。通常，因為包括小分子材料的有機層顯示出差的粘結特性(圖1中W12)，緩衝層65的導入極大地改善了該轉移特性。同時，存在一些具有相對較低熱穩定性的小分子材料。如果轉移層75包括具有相對較低熱穩定性的小分子材料，在LTHC層55中產生的熱量將會破壞它們。但是該緩衝層65可以控制熱量，從而保護轉移層以免受熱破壞。
用於有機層的通常材料可適用於製造發射有機層、空穴注入有機層、空穴轉移有機層、電子轉移有機層和電子注入有機層。優選地，利用以下小分子材料或者聚合物製造發射有機層，其中的小分子材料為，例如Alq3(主體)/DCJTB(螢光摻雜物)、Alq3(主體)/DCM(螢光摻雜物)和CBP(主體)/PtOEP(螢光金屬有機配合物)；聚合物為，例如作為紅光發射材料的PFO基聚合物和PPV基聚合物。也可用以下小分子材料或者聚合物製造該發射有機層，其中的小分子聚合物為，例如Alq3、Alq3(主體)/C545t(摻雜物)和CBP(主體)/IrPPy(螢光金屬有機配合物)；聚合物為，例如作為綠光發射材料的PFO基聚合物和PPV基聚合物。還可利用以下小分子材料或者聚合物製造該發射有機層，其中小分子材料為，例如DPVBi、spiro-DPVBi、spiro-6P、雙苯類(DSB)和雙芪類(DSA)；聚合物為，例如作為藍發光材料的PFO基聚合物和PPV基聚合物。空穴注入有機層可利用以下小分子材料或者聚合物，其中小分子材料為，例如CuPc、TNATA、TCTA和TDAPB；聚合物為，例如PANI和PEDOT。該空穴轉移有機層可利用以下小分子材料或者聚合物，其中小分子材料為，例如胺基小分子材料、腙基小分子材料、芪基小分子材料和星爆基小分子材料，如，NPD、TPD、sTAD、MTADATA等；聚合物為，例如咔唑基聚合物、胺基聚合物、芘基聚合物和吡咯基聚合物的聚合物，如PVK等。可利用以下聚合物和小分子材料製造電子轉移有機層，其中聚合物為，例如PBD、TAZ和spiro-PBD；小分子材料為，例如Alq3、BAlq和SAlq。同樣，利用以下小分子材料或者聚合物製造電子注入有機層，其中小分子材料為，例如Alq3、Ga絡合物和PBD；聚合物為，例如二惡唑基聚合物。
利用諸如擠壓塗敷、旋轉塗敷、刮塗、真空沉積、CVD等通常塗敷過程來形成厚度在100-50000範圍內的轉移層75。
圖3是用於解釋根據本發明利用施體薄膜製造OLED的方法的剖視圖。
參照圖3，受體基板100具有在其上形成的象素電極200。同時，通過在按次序在基膜50上沉積LTHC層55、緩衝層65和轉移層75來製造施體薄膜80。在形成緩衝層65之前，還可在LTHC層55上進一步沉積中間層60。如上所述就製成了施體薄膜80。
然後，將施體薄膜80布置為距受體基板100預定距離，以使施體薄膜80的轉移層75面向受體基板100，並且在施體薄膜80的預定區域照射雷射300。然後受雷射300照射的轉移層75被轉移至象素電極200上，從而在象素電極上形成有機層圖案250。
有機層圖案250可包括從一組發射有機層、空穴注入有機層、空穴轉移有機層、電子轉移有機層和電子注入有機層中選擇出來的至少一層。優選地，每個有機層包括小分子材料。
象素電極200可以是陽極。通過LITI過程、旋轉塗敷或者真空沉積在象素電極200上形成空穴諸如有機層和/或空穴轉移有機層。然後通過利用施體薄膜80在空穴轉移有機層上形成有機層圖案250，即發射層。在形成該發射層之後，利用LITI過程、真空沉積或旋轉塗敷在該發射層上形成電子轉移有機層和/或電子注入有機層。隨後，在電子轉移層上形成作為陰極的公共電極(未顯示)，從而製成了OLED。
下面將給出優選示例以更好地理解本發明。然而，下列示例並沒有限制本發明的範圍。
準備由聚對苯二甲酸乙二醇酯組成的厚100μm的基膜。在該基膜上形成厚4μm的包括作為光吸收材料的碳黑的LTHC層。隨後，作為中間層，在該LTHC層上形成厚1μm的丙烯酸樹脂。通過旋轉塗敷在中間層塗敷厚1μm的液態矽聚合物2577(康道寧公司，Dow Corning Corporation)。對所塗敷的2577(康道寧公司)在25℃下乾燥10分鐘，在80℃下加熱處理10分鐘，並在25℃下放置6小時，從而形成緩衝層。在此，液態矽聚合物2577(康道寧公司)是通過與溼氣左右在25℃下固化的聚合物。而且，如果將其在80℃下進行熱處理，其固化時間將進一步縮短。利用真空沉積在緩衝層的整個表面沉積包括7％重量IrPPy的CBP(Sigma Aldrich公司)以形成轉移層，從而製成了施體薄膜。在此，摻雜IrPPy的CBP是作為電致發光小分子材料之一的綠色光發射材料。
通過旋轉塗敷在中間層上塗敷厚1μm的液態矽聚合物UVHC3000(通用電氣公司，General Electric Corporation)。對所塗敷的UVHC3000(通用電氣公司)在25℃下乾燥10分鐘，在80℃下加熱處理10分鐘，並利用紫外燈(最長波長為254nm)固化15分鐘，從而形成緩衝層。除了形成緩衝層的步驟外，用於製造施體薄膜的其他過程與實驗性示例1相同。
在中間層塗敷厚5μm的具有高於25℃(約為100℃)的玻璃轉換溫度的紫外固化密封膠68(Norland公司)。對該紫外固化68在80℃下加熱處理10分鐘，並利用紫外燈(最長波長為254nm)固化15分鐘，從而形成緩衝層。除了形成緩衝層的步驟外，用於製造施體薄膜的其他過程與實驗性示例1相同。
準備由聚對苯二甲酸乙二醇酯組成的厚100μm的基膜。在該基膜上形成厚4μm的包括作為光吸收材料的碳黑的LTHC層。隨後，作為中間層，在該LTHC層上形成厚1μm的丙烯酸樹脂。利用真空沉積在緩衝層的整個表面沉積包括7％重量IrPPy的CBP(Sigma Aldrich公司)以形成轉移層，從而製成了施體薄膜。
同時，分別準備在其上形成象素電極的受體基板。隨後，將通過實驗性示例1和2以及對比示例1和2製造的每個施體薄膜置於每個受體基板上。然後通過LITI步驟將轉移層轉移到該受體基板上，從而在每個受體基板上形成發射層圖案。
圖4A和4B是顯示利用分別通過實驗性示例1和2製造的施體薄膜在受體基板上形成的發射層圖案的視圖。圖5A和5B是顯示利用分別通過對比示例1和2製造的施體薄膜在受體基板上形成的發射層圖案的視圖。
參照圖5A和5B，存在一發射層圖案P和缺陷圖案Q，其中缺陷圖案Q具有將不會從轉移層轉移到基板的一個部分。然而，圖4A和4B顯示一發射層圖案P，但是沒有缺陷圖案，這是由在施體薄膜內採用緩衝層以改進了轉移層和施體薄膜之間粘結力而產生的。
如上所述，根據本發明平面顯示器的施體薄膜在施主基板的LTHC層和轉移層之間插入緩衝層，從而改進了轉移層和施主基板之間的粘結力。因此，通過利用根據本發明的施體薄膜對轉移層進行轉移而在基板上形成的有機層圖案不包含任何缺陷。
本發明可以用不同形式來具體化，而不應當理解為局限於在此列舉的實施例。更合理的是，提供這些實施例以使本公開透徹、完整，並且向本領域技術人員全面地傳遞本發明的範圍。附圖中，為了清晰的目的誇大了層和區域的厚度。整個說明書中相同標記表示相同元件。
權利要求
1.一種平面顯示器的施體薄膜，包括一基膜；一置於該基膜上的光-熱轉化層；一置於該光-熱轉化層上的轉移層；以及一置於該光-熱轉化層和該轉移層之間的緩衝層，其中該緩衝層包括其玻璃轉換溫度Tg低於25℃的材料。
2.如權利要求1所述施體薄膜，其中具有低於25℃的玻璃轉換溫度的該材料為矽聚合物。
3.如權利要求2所述施體薄膜，其中該緩衝層這樣形成在該光-熱轉化層上形成液態矽聚合物，然後通過一組UV固化、室溫固化、低溫固化和催化劑固化中選擇的一個過程來固化所形成的該液態矽聚合物。
4.如權利要求1所述施體薄膜，其中該緩衝層厚度小於20μm。
5.如權利要求4所述施體薄膜，其中該緩衝層厚度小於5μm。
6.如權利要求1所述施體薄膜，該緩衝層包括從一組發射有機層、空穴注入有機層、空穴轉移有機層、電子轉移有機層和電子注入有機層中選擇的至少一層。
7.如權利要求6所述施體薄膜，其中該轉移層為一發射有機層。
8.如權利要求6所述施體薄膜，其中每個發射有機層包括小分子材料。
9.如權利要求1所述施體薄膜，還包括一插入該光-熱轉化層和該緩衝層之間的中間層。
10.一種用於製造有機發光器件的方法，包括形成一具有象素電極的受體基板；在受體基板上布置施體薄膜，其中該施體薄膜包括位於基膜上的光-熱轉化層、緩衝層和轉移層；以及利用雷射束照射該基膜上的預定區域以進行轉移。
11.如權利要求10所述方法，其中該緩衝層包括其玻璃轉換溫度Tg低於25℃的材料。
12.如權利要求11所述方法，其中該緩衝層包括矽聚合物。
13.如權利要求10所述方法，其中該轉移層包括從一組發射有機層、空穴注入有機層、空穴轉移有機層、電子轉移有機層和電子注入有機層中選擇的至少一層。
14.一種製造施體薄膜的方法，包括在基膜上形成光-熱轉化(LTHC)層；在LTHC層上形成緩衝層；以及在LTHC層上形成轉移層。
15.如權利要求14所述的方法，其中該LTHC層包括金屬層或有機聚合物層，以及其中通過真空蒸發、電子束沉積或者濺鍍來形成該金屬層，通過輥塗方法、照相凹板式塗敷方法、擠壓塗敷方法、旋轉塗敷方法和刮塗方法來形成該有機層。
16.如權利要求14所述的方法，其中該緩衝層包括其玻璃轉換溫度Tg低於25℃的材料。
17.如權利要求14所述的方法，還包括在該LTHC層和該緩衝層之間形成中間層。
全文摘要
本發明公開了一種平面顯示器的施體薄膜及利用其製造有機發光器件的方法。為平面顯示器提供的該施體薄膜具有基膜、置於基膜上的光－熱轉化層、置於光－熱轉化層上的緩衝層以及置於該光－熱轉化層和轉移層之間的緩衝層，其中緩衝層包括其玻璃轉換溫度(Tg)低於25℃的材料。為平面顯示器提供的該施體薄膜在施主基板的光－熱轉化層和轉移層之間插入該緩衝層，從而改善該轉移層和施主基板之間的粘結力。因此，通過利用施體薄膜對轉移層進行轉移而在受體基板上形成的有機層圖案不包含任何缺陷。
文檔編號H05B33/12GK1592524SQ20041005874
公開日2005年3月9日 申請日期2004年7月28日 優先權日2003年8月28日
發明者金茂顯, 陳炳鬥, 徐旼撤, 楊南喆, 李城宅 申請人:三星Sdi株式會社