CN101887907A - 一种有源驱动有机电致发光器件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有源驱动有机电致发光器件，包括薄膜晶体管和有机电致发光器件，其特征在于，所述薄膜晶体管和有机电致发光器件之间设置有过渡层，所述过渡层材料是需要紫外光固化的阳离子型紫外光固化胶粘剂，阳离子型紫外光固化胶粘剂原料包括以下成份：环氧树脂或改性环氧树脂、稀释剂和阳离子光引发剂。该过渡层解决了由于薄膜晶体管和有机电致发光器件之间附着性差的问题，提高了衬底对水氧的阻隔性能，该制备方法简单、有效，能够大大降低器件的生产成本和工艺难度，并提高了器件的良品率。
Description
技术领域
本发明涉及有机光电子器件技术领域，具体涉及一种有源驱动有机电致发光器件及其制备方法。
背景技术
光电子技术是继微电子技术之后迅速发展的科技含量极高的新兴产业，随着光电子技术的快速发展，其相关器件如太阳能电池、光影像感测器、电浆平面显示器、电致发光显示器、薄膜晶体管以及液晶显示器面板等，都逐渐发展成熟，它们大大改善了人类的生活水准和生活质量。同时，光电子信息技术在社会生活各个领域的广泛应用，也创造了日益增长的巨大市场。目前，西方发达国家都在战略规划中将光电信息产业作为重点发展的领域之一，光电子信息领域的竞争正在全世界范围激烈展开。
有机功能材料在光电子器件中的广泛应用，为光电子技术的发展起到了推波助澜的作用。自1987年，美国柯达公司的邓青云博士等人在总结前人的基础上发明了薄膜夹层结构有机电致发光器件后，有机光电子器件进入前所未有的高速发展的时期，其相关的有机功能材料被广泛应用于光电探测、太阳能电池、显示器件等领域。通过有机材料的应用，光电子器件的生产成本大幅度的降低，而性能有了很大的提高。
通常，为了获得附着性良好的有源驱动有机电致发光器件，会采用沉积光刻胶等方法对有源驱动电路和有机电致发光器件之间进行绝缘处理，这些方法需要特殊的设备且工艺难度较大，增加了器件的生产成本；另一方面，利用常规方法制备的有源驱动有机电致发光器件，有机电致发光器件与有源驱动电路之间结合力低，很容易发生剥离。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何提供一种有源驱动有机电致发光器件及其制备方法，解决了由于薄膜晶体管表面能低而导致制备的驱动电路与有机电致发光器件的附着性差的问题，同时既提高了有机电致发光器件对水氧的阻隔性能；该制备方法简单、有效，能够大大降低器件的生产成本和工艺难度，大幅度地提高相关器件的良品率。
本发明所提出的技术问题是这样解决的：构造一种有源驱动有机电致发光器件，包括薄膜晶体管和有机电致发光器件，其特征在于，所述薄膜晶体管和有机电致发光器件之间设置有过渡层，所述过渡层材料是需要紫外光固化的阳离子型紫外光固化胶粘剂，阳离子型紫外光固化胶粘剂原料包括以下成份：
环氧树脂或改性环氧树脂 95～99.5％
稀释剂 0.4～4％
阳离子光引发剂 0.1～3％
所述稀释剂包括活性环氧树脂稀释剂、环醚、环内酯和乙烯基醚单体，所述阳离子光引发剂包括二芳基碘鎓盐和三芳基碘鎓盐。
按照本发明所提供的有源驱动有机电致发光器件，其特征在于，所述过渡层是单层结构或者双层结构或者多层结构；双层结构包括：底层采用的胶粘剂，制备于有机电致发光器件上，顶层采用的胶粘剂，制备于底层胶粘剂上，并且底层胶粘剂浓度与顶层胶粘剂浓度相同或者不同，底层胶粘剂形成的过渡层厚度与顶层胶粘剂形成的过渡层厚度相同或者不同；多层结构是双层结构的M次重复或者是单层结构的N次重复，其中100＞M＞1，200＞N＞1。
一种有源驱动有机电致发光器件的制备方法，包括以下步骤：
①先对基板进行预处理；
②在基板上制备薄膜晶体管；
③在薄膜晶体管表面涂覆过渡层材料，所述过渡层材料是需要紫外光固化的阳离子型紫外光固化胶粘剂，阳离子型紫外光固化胶粘剂原料包括以下成份：
环氧树脂或改性环氧树脂 95～99.5％
稀释剂 0.4～4％
阳离子光引发剂 0.1～3％
所述稀释剂包括活性环氧树脂稀释剂、环醚、环内酯和乙烯基醚单体，所述阳离子光引发剂包括二芳基碘鎓盐和三芳基碘鎓盐；
④对过渡层进行光刻并形成图案；
⑤再将过渡层上制备有机电致发光器件；
⑥对有源驱动电致发光器件进行封装；
⑦测试器件的各项本征参数和光电性能；
对于胶粘剂的紫外光固化分别在步骤③和/或步骤⑤结束时实施。
按照本发明所提供的有源驱动有机电致发光器件，其特征在于，步骤③中，过渡层直接制备于薄膜晶体管上，或者经过有机溶剂稀释后制备于薄膜晶体管上；所述过渡层是通过真空蒸镀、离子团束沉积、离子镀、直流溅射镀膜、RF溅射镀膜、离子束溅射镀膜、离子束辅助沉积、等离子增强化学气相沉积、高密度电感耦合式等离子体源化学气相沉积、触媒式化学气相沉积、磁控溅射、电镀、旋涂、浸涂、喷墨打印、辊涂、LB膜中的一种或者几种方式而形成。
一种有源驱动有机电致发光器件的制备方法，包括以下步骤：
①利用洗涤剂、丙酮溶液、乙醇溶液和去离子水对基板进行超声清洗，清洗后用干燥氮气吹干；
②在处理过的基板上制备薄膜晶体管；
③将同乙醇进行1∶10稀释的胶粘剂原料搅拌20小时后，旋涂在薄膜晶体管表面，转速为2000转/秒，时长一分钟，膜厚约为100纳米；所述胶粘剂为阳离子型紫外光固化胶粘剂，阳离子型紫外光固化胶粘剂原料包括以下成份：
环氧树脂或改性环氧树脂 96％
稀释剂 3％
阳离子光引发剂 1％
所述稀释剂包括活性环氧树脂稀释剂、环醚、环内酯和乙烯基醚单体，所述阳离子光引发剂包括二芳基碘鎓盐和三芳基碘鎓盐；
④对步骤③得到的过渡层表面进行紫外光固化处理30秒；
⑤在过渡层上进行光刻并形成图案；
⑥在过渡层上制备有机电致发光器件；
⑦在制备有机电致发光器件后再次进行紫外光固化处理60秒；
⑧测试器件的各项光电性能和参数。
本发明的有益效果在于：1)本发明第一次提出在有机电致发光器件和薄膜晶体光之间设置了过渡层，过渡层采用了特殊的组分能行成良好的粘结性和绝缘性能，过渡层的粘结性能提高了有机电致发光器件和薄膜晶体管之间的附着能力，达到改善有机光电子器件性能的目的；2)由于过渡层材料为阳离子型紫外光固化胶粘剂，在制备有机电致发光器件后对衬底进行适当的固化处理，使得过渡层形成致密的结构，阻隔水氧进入器件的内部，提高了器件的性能和寿命；3)采用本发明中提供的各种优选比例和工艺参数，能够获得更优的实现效果；4)采用本发明中提供的制备方法能够大大降低器件的生产成本和工艺难度。
附图说明
图1是本发明所提供的有源驱动有机电致发光器件及其制备结构示意图；
图2是本发明所提供的实施例5的结构示意图。
其中，1、薄膜晶体管，2、过渡层，3、有机电致发光器件，21、第一过渡层，22、第二过渡层。
具体实施方式
下面结合附图以及实施例对本发明作进一步的说明。
本发明的技术方案是提供一种有源驱动有机电致发光器件，如图1所示，器件的结构包括薄膜晶体管1，过渡层2，有机电致发光器件3，其中过渡层2位于薄膜晶体管1表面，有机电致发光器件3位于过渡层2表面。
本发明中薄膜晶体管1为过渡层和有机电致发光器件的依托，它有一定的防水汽和氧气渗透的能力，有良好的化学稳定性和热稳定性。
本发明中过渡层2作为有机电致发光器件和驱动电路的中间层，它要求有较好的平整性、绝缘性以及良好的附着性，通常采用胶粘剂胶等有机粘合剂材料。
本发明中有机电致发光器件3通常采用各种发光颜色的有机电致发光器件。
如图2所示，本发明中的第一过渡层21采用需要紫外光固化的胶粘剂，制备于薄膜晶体管1上，本发明中的第二过渡层22采用胶粘剂，制备于第一过渡层21上，但是第一过渡层21和第二过渡层22使用的胶粘剂成分相同或者不同，浓度相同或者不同，形成的过渡层厚度相同或者不同。
本发明中各成份说明如下：
阳离子型光固化体系主要利用芳香族重氮盐、芳香族碘鎓盐、芳香族锍盐在紫外线照射下光解产生质子酸，质子酸再引发单体进行阳离子聚合。与自由基固化体系相比，它具有固化收缩率小、不受各种氧的阻聚作用以及若没有亲核杂质存在，一旦引发，聚合就会长期继续下去等优点。但是，光引发剂在光照射时释放出的质子酸，对胶结基体会产生腐蚀作用。理论上，凡能进行阳离子聚合的单体都可以用于阳离子固化，但是，目前最常用的是各种环氧树脂或改性环氧树脂。各种活性环氧树脂稀释剂以及各种环醚、环内酯、乙烯基醚单体等都可以作为光固化树脂的稀释剂，阳离子光引发剂有二芳基碘鎓盐、三芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐、三芳基硒鎓盐等。目前，围绕着这一体系的研究越来越多，例如有报导利用含氟以及不含氟的混合树脂在上述阳离子引发剂引发，制得了低收缩率且折射率可调的精密胶粘剂；在光盘制作中，利用阳离子引发的环氧树脂制得的胶粘剂在85℃、相对湿度为95％的实验条件下，96h无侵蚀现象发生；在中空装置的组装时，利用锍盐引发的脂肪族和双酚D一型混合环氧树脂，可以制得低线膨胀系数且具有良好防潮性的胶粘剂。
1、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(TPO)
2、芳茂铁盐、有机铝络合物/硅烷体系、二烷基苯酸甲基硫鎓盐
3、三芳基硫鎓六氟磷酸盐阳离子光引发剂-桐油改性酚醛环氧树脂(TMPE)和E-44环氧树脂复配体系的阳离子光固化反应.通过凝胶率的测定研究了各种条件对光固化速度的影响，并利用红外光谱分析了该反应体系光固化反应前后涂膜结构。结果表明，光引发剂的种类和浓度可以有效地改变光固化速度，10-(4-联苯基)-2-异丙基-9-硫杂蒽酮六氟磷酸盐(Omnicat 550)和13，6-乙氧化双季戊四醇与10-(2-羧甲氧基-4联苯基)-2-异丙基-9-硫化蒽酮六氟磷酸盐(Omnicat650)的引发活性优于4，4-二甲基-二苯基碘翁六氟磷酸盐(Omnicat 440)，且与其浓度成比例；蒽、过氧化苯甲酰(BPO)等光敏化剂对体系有一定的增感作用，而吩噻嗪作用不明显；不同种类的环氧及乙烯基醚类活性稀释剂对光固化速度有较大影响；随着树脂配比中环氧基团浓度的增加光固化速度增大；该体系表现出“后固化”现象。
以下是本发明的具体实施例：
实施例1
如图1所示器件结构，有机电致发光器件3采用蓝光有机电致发光器件，过渡层2采用单层需要紫外光固化的胶粘剂，薄膜晶体管1为有源驱动电路。实物照片如图2所示。
制备方法如下：
①利用洗涤剂、丙酮溶液、乙醇溶液和去离子水对有机电致发光器件进行超声清洗，清洗后用干燥氮气吹干；
②在处理过的基板上制备薄膜晶体管；
③将同乙醇进行1∶10稀释的胶粘剂原料搅拌20小时后，旋涂在薄膜晶体管表面，转速为2000转/秒，时长一分钟，膜厚约为100纳米；
环氧树脂或改性环氧树脂 96％
稀释剂 3％
阳离子光引发剂 1％；
④对过渡层表面进行紫外光固化处理30秒；
⑤在过渡层上进行光刻并形成图案；
⑥在过渡层上制备有机电致发光器件；
⑦在制备有机电致发光器件后再次进行紫外光固化处理60秒；
⑧测试器件的各项光电性能和参数。
表1是使用本发明所提供的过渡层材料的有源驱动有机电致发光器件和使用常规过渡层材料的有源有机电致发光器件的性能对比。
表1
| AMOLED规格 | 常规过渡层器件的漏电流(微安) | 本发明过渡层器件的漏电流(微安) |
| 1.5英寸128X3X128 | 46 | 0.09 |
| 2英寸128X3X160 | 75 | 0.21 |
| 4英寸320X3X240 | 170 | 3.1 |
实施例2
如图1所示器件结构，有机电致发光器件3采用绿光有机电致发光器件，过渡层2采用单层需要紫外光固化的胶粘剂，薄膜晶体管1为有源驱动电路。
制备方法如下：
①利用洗涤剂、丙酮溶液、乙醇溶液和去离子水对有机电致发光器件进行超声清洗，清洗后用干燥氮气吹干；
②在处理过的基板上制备薄膜晶体管；
③将同乙醇进行1∶10稀释的胶粘剂原料搅拌20小时后，旋涂在薄膜晶体管表面，转速为2000转/秒，时长一分钟，膜厚约为100纳米；
环氧树脂或改性环氧树脂 95％
稀释剂 2％
阳离子光引发剂 3％；
④对过渡层表面进行紫外光固化处理30秒；
⑤在过渡层上进行光刻并形成图案；
⑥在过渡层上制备有机电致发光器件；
⑦在制备有机电致发光器件后再次进行紫外光固化处理60秒；
⑧测试器件的各项光电性能和参数。
实施例3
如图1所示器件结构，有机电致发光器件3采用红光有机电致发光器件，过渡层2采用单层需要紫外光固化的胶粘剂，薄膜晶体管1为有源驱动电路。
制备方法如下：
①利用洗涤剂、丙酮溶液、乙醇溶液和去离子水对有机电致发光器件进行超声清洗，清洗后用干燥氮气吹干；
②在处理过的基板上制备薄膜晶体管；
③将同乙醇进行1∶10稀释的胶粘剂原料搅拌20小时后，旋涂在薄膜晶体管表面，转速为2000转/秒，时长一分钟，膜厚约为100纳米；
④对过渡层表面进行紫外光固化处理30秒；
⑤在过渡层上进行光刻并形成图案；
⑥在过渡层上制备有机电致发光器件；
⑦在制备有机电致发光器件后再次进行紫外光固化处理60秒；
⑧测试器件的各项光电性能和参数。
实施例4
如图1所示器件结构，有机电致发光器件3采用彩色有机电致发光器件，过渡层2采用单层需要紫外光固化的胶粘剂，薄膜晶体管1为有源驱动电路。
制备方法如下：
①利用洗涤剂、丙酮溶液、乙醇溶液和去离子水对有机电致发光器件进行超声清洗，清洗后用干燥氮气吹干；
②在处理过的基板上制备薄膜晶体管；
③将同乙醇进行1∶10稀释的胶粘剂原料搅拌20小时后，旋涂在薄膜晶体管表面，转速为2000转/秒，时长一分钟，膜厚约为100纳米；
④对过渡层表面进行紫外光固化处理30秒；
⑤在过渡层上进行光刻并形成图案；
⑥在过渡层上制备有机电致发光器件；
⑦在制备有机电致发光器件后再次进行紫外光固化处理60秒；
⑧测试器件的各项光电性能和参数。
实施例5
如图2所示器件结构，有机电致发光器件3采用彩色有机电致发光器件，过渡层2采用双层需要紫外光固化的胶粘剂，薄膜晶体管1为有源驱动电路。
制备方法如下：
①利用洗涤剂、丙酮溶液、乙醇溶液和去离子水对有机电致发光器件进行超声清洗，清洗后用干燥氮气吹干；
②在处理过的基板上制备薄膜晶体管；
③将同乙醇进行1∶9稀释的胶粘剂原料搅拌20小时后，旋涂在薄膜晶体管表面，转速为1000转/秒，时长一分钟，膜厚约为150纳米；
④对过渡层表面进行紫外光固化处理30秒；
⑤将同乙醇进行1∶10稀释的胶粘剂原料搅拌20小时后，旋涂在薄膜晶体管表面，转速为2000转/秒，时长一分钟，膜厚约为100纳米；
⑥对过渡层表面进行紫外光固化处理30秒；
⑦在过渡层上进行光刻并形成图案；
⑧在过渡层上制备有机电致发光器件；
⑨在制备有机电致发光器件后再次进行紫外光固化处理60秒；
⑩测试器件的各项光电性能和参数。
Claims (5)
1.一种有源驱动有机电致发光器件，包括薄膜晶体管和有机电致发光器件，其特征在于，所述薄膜晶体管和有机电致发光器件之间设置有过渡层，所述过渡层材料是需要紫外光固化的阳离子型紫外光固化胶粘剂，该阳离子型紫外光固化胶粘剂原料包括以下成份：
环氧树脂或改性环氧树脂 95～99.5％
稀释剂 0.4～4％
阳离子光引发剂 0.1～3％
所述稀释剂包括活性环氧树脂稀释剂、环醚、环内酯和乙烯基醚单体，所述阳离子光引发剂包括二芳基碘鎓盐和三芳基碘鎓盐。
2.根据权利要求1所述的有源驱动有机电致发光器件，其特征在于，所述过渡层是单层结构或者双层结构或者多层结构；双层结构包括：底层采用的胶粘剂，制备于有机电致发光器件上，顶层采用的胶粘剂，制备于底层胶粘剂上，并且底层胶粘剂浓度与顶层胶粘剂浓度相同或者不同，底层胶粘剂形成的过渡层厚度与顶层胶粘剂形成的过渡层厚度相同或者不同；多层结构是双层结构的M次重复或者是单层结构的N次重复，其中100＞M＞1，200＞N＞1。
3.一种有源驱动有机电致发光器件的制备方法，包括以下步骤：
①先对基板进行预处理；
②在基板上制备薄膜晶体管；
③在薄膜晶体管表面涂覆过渡层材料，所述过渡层材料是需要紫外光固化的阳离子型紫外光固化胶粘剂，阳离子型紫外光固化胶粘剂原料包括以下成份
环氧树脂或改性环氧树脂 95～99.5％
稀释剂 0.4～4％
阳离子光引发剂 0.1～3％
所述稀释剂包括活性环氧树脂稀释剂、环醚、环内酯和乙烯基醚单体，所述阳离子光引发剂包括二芳基碘鎓盐和三芳基碘鎓盐；
④对过渡层进行光刻并形成图案；
⑤再将过渡层上制备有机电致发光器件；
⑥对有源驱动电致发光器件进行封装；
⑦测试器件的各项本征参数和光电性能；
对于胶粘剂的紫外光固化分别在步骤③和/或步骤⑤结束时实施。
4.根据权利要求3所述的有源驱动有机电致发光器件的制备方法，其特征在于，步骤③中，过渡层直接制备于薄膜晶体管上，或者经过有机溶剂稀释后制备于薄膜晶体管上；所述过渡层是通过真空蒸镀、离子团束沉积、离子镀、直流溅射镀膜、RF溅射镀膜、离子束溅射镀膜、离子束辅助沉积、等离子增强化学气相沉积、高密度电感耦合式等离子体源化学气相沉积、触媒式化学气相沉积、磁控溅射、电镀、旋涂、浸涂、喷墨打印、辊涂、LB膜中的一种或者几种方式而形成。
5.一种有源驱动有机电致发光器件的制备方法，包括以下步骤：
①利用洗涤剂、丙酮溶液、乙醇溶液和去离子水对基板进行超声清洗，清洗后用干燥氮气吹干；
②在处理过的基板上制备薄膜晶体管；
③将同乙醇进行1∶10稀释的胶粘剂原料搅拌20小时后，旋涂在薄膜晶体管表面，转速为2000转/秒，时长一分钟，膜厚约为100纳米；所述胶粘剂为阳离子型紫外光固化胶粘剂，阳离子型紫外光固化胶粘剂原料包括以下成份：
环氧树脂或改性环氧树脂 96％
稀释剂 3％
阳离子光引发剂 1％
所述稀释剂包括活性环氧树脂稀释剂、环醚、环内酯和乙烯基醚单体，所述阳离子光引发剂包括二芳基碘鎓盐和三芳基碘鎓盐；
④对步骤③得到的过渡层表面进行紫外光固化处理30秒；
⑤在过渡层上进行光刻并形成图案；
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⑦在制备有机电致发光器件后再次进行紫外光固化处理60秒；
⑧测试器件的各项光电性能和参数。
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