沉積發光聚合物層的配方的製作方法
2023-07-03 14:09:31
專利名稱：沉積發光聚合物層的配方的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種在發光裝置(LED)上沉積共軛聚合物層的配方。
用半導體共軛聚合物作發光層的發光裝置是已知的。
圖1說明了一種簡單的發光裝置的結構。用陽極層4如氧化銦錫的形式來塗覆玻璃或塑料基底2。陽極可以以長條狀的形式形成圖案。陽極層可以塗有空穴轉移層(holetransport layer)。然後沉積發光聚合物層6，隨後沉積電子轉移層。然後沉積陰極層8，構成完整的裝置結構。作為例子，陰極層可以是鈣或鋁。陰極層8可以以交叉條的形式形成圖案，以限定陽極和陰極重疊的象素P。或者，用未形成圖案的陰極，可以限定發光條。再或者，可以在活性矩陣底面(activematrix back-plane)上限定象素，並且陰極可以形成圖案或未形成圖案。當在陽極和陰極之間施加電場時，空穴和電子都被注入發光聚合物層6中。在聚合物層中空穴和電子發生再結合，並且呈比例輻射衰減產生光。
空穴轉移層通常可以由任何能保持空穴轉移的化合物組成。合適材料的例子是有機導體如下述導電聚合物聚苯胺、聚亞乙二氧基噻吩和其它的摻雜形式的聚噻吩、聚吡咯等。其它替代的材料是共軛聚胺並也可以是低分子量的胺如TPD。
發光層可以包含任何能保持電荷載體轉移並且在裝置驅動的條件下也能發光的分子的或聚合的化合物。其例子包括螢光有機化合物和共軛聚合物如Alq3、聚亞苯基和其衍生物、聚芴和其衍生物、聚噻吩和其衍生物、聚亞苯基亞乙烯基和其衍生物、含雜芳環的聚合物等。
電子轉移層通常可以包含任何能保持電子轉移的材料。其例子包括苝體系、Alq3、聚芴或聚芴共聚物、含雜芳環的聚合物等。
裝置可以包含上述層的任何組合，只要它包括至少一層發光層。
在美國專利5,247,190或在美國專利4,539,507中描述了OLED，所述專利的內容在此參考引用。在美國專利5,247,190中，活性有機層是一種發光的半導體共軛聚合物，而在美國專利4,539,507中，活性有機層是一種發光的升華的分子膜。
按常規，採用下述方法來沉積聚合物層，即將聚合物溶液離心塗布或計量刮塗到陽極上，然後在RTP下使溶劑蒸發，或者採用熱處理和/或減壓的方式去除溶劑。聚合物可以是由溶液直接澆注而得的發光的聚合物本身，或者是聚合物的前體，該前體在熱處理步驟的過程中轉變成發光的聚合物。聚合物層可以包含兩種或多種材料的混合物，如兩種或多種聚合物的混合物。
本申請人認為可以採用不同的沉積方法在發光裝置上沉積聚合物層，如英國申請9808806.5中所述。按此英國申請，採用與提供可溶液加工的材料進行的噴墨印刷法相同或相類似的方法來沉積發光聚合物，它包括在重力的作用下或在加壓下或利用表面張力的作用使聚合物通過多個長孔。這樣便於按需要直接沉積聚合物膜或使其形成圖案。圖2說明了這種方法的主要構思。
重要的是使用可以製成具有優良發光均勻性的聚合物薄膜的材料配方。在這點上，重要的是使用具有所需的表面張力、粘度、濃度和接觸角(在沉積的介質和將在其上進行沉積的基底上)性能的配方，並且該配方較好也具有良好的溶液穩定性。
本發明的一個目的是提供便於直接沉積形成圖案的聚合物膜的配方。尤其是，本發明的一個目的是提供這樣一種配方，用它可以沉積具有改進的發光均勻性的聚合物膜，尤其是本文中的具有內在剛性共軛體系的較高分子量聚合物。
按本發明的一個方面，提供一種用於將聚合物層沉積在發光裝置中的配方，該配方包含溶解在溶劑中的共軛聚合物，所述溶劑包含選自萜烯和多烷基化的芳族化合物中的至少一種物質。
按本發明的另一個方面，提供一種沉積聚合物層的方法，其過程是通過多個長孔(elongate bore)將可溶液加工的配方施加到基底上，其中所述配方包含溶解在溶劑中的共軛聚合物，所述溶劑包含選自萜烯和多烷基化的芳族化合物中的至少一種物質。
配方中所用的溶劑較好基本上由選自萜烯和多烷基化的芳族化合物中的至少一種物質組成。在一個較好的實施方案中，它基本上由兩種或多種屬於此範圍的溶劑的混合物組成。
萜烯可以是烴或包含一個或多個選自醇、酯、醚、酮和醛基的官能團。單萜烯是特別好的，如萜品油烯、薴烯和α-萜品醇。
在沉積溫度時萜烯是液體的形式。
較好的多烷基化的芳族化合物包括多烷基苯，如繖花烴和異杜烯。在芳環上的各烷基取代基較好是彼此不同，即它們僅通過芳環連接在一起。
按一個實施方案，溶劑包含至少一種在不少於3個的位置上被烷基取代的芳族化合物。
出於本申請的目的，術語「共軛聚合物」是指這樣的聚合物，它包括低聚物如二聚體、三聚體等，所述低聚物完全共軛(即沿著聚合物鏈的整個長度共軛)或部分共軛(即除了共軛鏈段外還包括非共軛鏈段)。
聚合物可以是適用於有機發光裝置中的發光層、空穴轉移層或電子轉移層的聚合物。
在一個較好的例子中，共軛聚合物可以是發光聚合物、空穴轉移聚合物或電子轉移聚合物本身，或是發光聚合物、空穴轉移聚合物或電子轉移聚合物的前體。共軛聚合物或其前體可以是任何合適的聚合物，尤其是下述物質中的任何一種a)導電聚合物，如聚苯胺(PANI)和其衍生物、聚噻吩和其衍生物、聚吡咯和其衍生物、聚亞乙二氧基噻吩；所有這些物質的摻雜形式，尤其是聚苯乙烯磺酸摻雜的聚亞乙二氧基噻吩(PEDT/PSS)；b)可溶液加工的電荷轉移和/或發光/電致發光的聚合物，較好是共軛聚合物，如聚亞苯基和其衍生物、聚亞苯基亞乙烯基和其衍生物、聚芴和其衍生物、含三芳基的聚合物和其衍生物，各種形式的前體聚合物，共聚物(包括上述命名的聚合物種類)，通常是無規和嵌段共聚物，含有作為側基連接到主鏈上的活性(電荷轉移和/或發光)物類的聚合物，噻吩和其衍生物等。
也重視的是本發明也可用於包含其它化合物和其它無機化合物的配方，所述其它化合物如可溶液加工的分子化合物，包括螺旋化合物如在EP-A-0676461中所述的那些化合物，所述其它無機化合物如可溶液加工的有機金屬前體化合物，以便用來製造絕緣體或導體。
本文討論的具體例子是5BTF8(80重量％)和TFB(20％)的混合物。
為了更好地理解本發明和說明該如何實施本發明，作為例子，現在將參考所附的附圖，所述附圖是圖1是發光裝置的圖；圖2是說明沉積各種聚合物層的方法的圖；圖3a至3e分別表示異杜烯、萜品油烯、薴烯、繖花烴和α-萜品醇的結構式；
圖4a至4c說明TFB和5BTF8的結構式；圖5是說明本文所述溶劑的改進溶解度穩定性的光密度與時間的圖；圖6是說明沉積在異杜烯中的聚合物層的光致發光性能的圖；和圖7是將沉積在異杜烯-萜品油烯(3∶1)和二甲苯中的聚合物的光致發光性能作比較的圖。
圖2說明了將聚合物層6沉積到形成圖案的陽極4上的沉積方法。圖示了多個長孔10，它們分別與各自的槽8對齊。長孔10通過導管12連接到盛放待沉積的溶液的儲器14上。通過長孔10加入的溶液在加壓下或在重力的作用下沉積發光聚合物層6。在此說明用於可溶液加工的材料16的具體配方。
實施例1第一個例舉的配方是在異杜烯中的0.5％W/V的5BTF8(80重量％)和TFB(20％)。TFB的結構式如圖4a所示。5BTF8是摻雜有5％F8BT(其結構式如圖4c所示)的F8(其結構式如圖4b所示)。
實施例2按第二個實施例，配方包含在溶劑中的0.5％ W/V的5BTF8(80重量％)和TFB(20％)，所述溶劑包含異杜烯∶萜品油烯(3∶1)的混合物。
實施例3按第三個實施例，配方包含在異杜烯∶薴烯(3∶1)中的0.5％W/V的5BTF8(80重量％)和TFB(20％)。
實施例4按第四個實施例，配方包含在異杜烯∶繖花烴(3∶1)中的0.5％W/V的5BTF8(80重量％)和TFB(20％)。
使用各實施例的配方，採用圖2所示的方法就可以沉積聚合物層。在17℃時在48小時內，測量溶解度。結果標繪在圖5中，從中可以容易地看出它們在此期間顯示出優良的溶解度穩定性。
隨後，將實施例1和2的光致發光性能與使用二甲苯溶劑沉積的聚合物的光致發光性能作比較。圖6說明了實施例1的結果，其中溶劑是異杜烯，圖7說明了實施例2的結果，其中溶劑是異杜烯-萜品油烯(3∶1)。圖6和7也說明了在沉積後對沉積在新溶劑中的聚合物層進行熱處理的情況。
可以看出，在光致發光性能與發光波長的關係上沒有明顯的變化。這樣，可以將發光裝置製成具有已知和規定的發光性能，但使用本文所述的新配方可以在穩定性上得到顯著的改進。
權利要求
1.一種用於將聚合物層沉積在發光裝置中的配方，該配方包含溶解在溶劑中的共軛聚合物，所述溶劑包含選自萜烯和多烷基化的芳族化合物中的至少一種物質。
2.如權利要求1所述的配方，其中所述萜烯是單萜烯。
3.如權利要求1或2所述的配方，其中所述萜烯是烴或包含一個或多個選自醇、酯、醚、酮和醛基的基團。
4.如權利要求2或3所述的配方，其中所述萜烯是選自萜品油烯、薴烯和α-萜品醇中的一種。
5.如權利要求1所述的配方，其中所述多烷基化的芳族化合物是多烷基化的苯。
6.如權利要求5所述的配方，其中所述多烷基化的苯是二烷基苯。
7.如權利要求6所述的配方，其中所述二烷基苯選自繖花烴、二乙基苯、1-甲基-4-叔丁基苯。
8.如權利要求5所述的配方，其中所述多烷基化的苯是四烷基苯。
9.如權利要求8所述的配方，其中所述四烷基苯是異杜烯。
10.如上述任一項權利要求所述的配方，其中所述聚合物是發光聚合物。
11.如權利要求1所述的配方，其中所述聚合物包含芴基聚合物。
12.如權利要求1所述的配方，其中所述聚合物包含含芴和三芳基胺單元的聚合物。
13.如權利要求1所述的配方，其中所述聚合物包含芴基聚合物和含芴和三芳基胺單元的聚合物的混合物。
14.如權利要求13所述的配方，其中所述聚合物是5BTF8和TFB的混合物。
15.如權利要求14所述的配方，其中所述聚合物混合物的組成是5BTF8(80％)；TFB(20％)。
16.如上述任一項權利要求所述的配方，其中所述溶劑包含兩種或多種所述物質的混合物。
17.如權利要求16所述的配方，其中所述混合物包含兩種或多種物質，所述物質選自異杜烯、繖花烴、萜品油烯、薴烯和α-萜品醇的溶劑。
18.如權利要求17所述的配方，其中所述混合物包含3份異杜烯∶1份另一種所述溶劑。
19.如權利要求18所述的配方，其中所述混合物是異杜烯∶萜品油烯(3∶1)。
20.如權利要求18所述的配方，其中所述混合物是異杜烯∶薴烯(3∶1)。
21.如權利要求18所述的配方，其中所述混合物是異杜烯∶繖花烴(3∶1)。
22.一種沉積聚合物層的方法，其過程是通過多個長孔將可溶液加工的配方施加到基底上，其中所述配方包含溶解在溶劑中的共軛聚合物，所述溶劑包含選自萜烯和多烷基化的芳族化合物中的至少一種物質。
全文摘要
一種用於將聚合物層沉積在發光裝置中的配方,該配方包含溶解在溶劑中的共軛聚合物,所述溶劑包含選自萜烯和多烷基化的芳族化合物中的至少一種物質。
文檔編號C09J201/00GK1379804SQ00812208
公開日2002年11月13日 申請日期2000年8月30日 優先權日1999年8月31日
發明者I·格裡奇 申請人:劍橋顯示技術有限公司, 精工愛普生株式會社