供体膜和用其制造低分子量全色有 机电致发光设备的方法 相关申请的交叉参考
该申请要求韩国专利申请No.2002-80769(2002年12月17日递交)，和韩国专利申请No.2003-39944(2003年6月19日)的权益，在此作为参考完全并入本发明。
【技术领域】
本发明涉及一种用于低分子量全色有机电致发光设备(low molecularweight full color organic electroluminescent device)的供体膜(donor film)和一种使用它制造低分子量全色有机电致发光设备的方法，更尤其，涉及一种用于形成有机电致发光设备的有机层的供体膜和一种通过使用它制造低分子量全色有机电致发光设备的方法。
背景技术
一般，有机电致发光设备由阳极和阴极，和包括空穴注入层(holeinjection layer)，空穴传输层(hole transport layer)，发光层(emitting layer)，电子传输层(electron transport layer)和电子注入层(electron injection layer)的各层组成。有机电致发光显示设备通常分为低分子量有机电致发光显示设备和高分子量有机电致发光显示设备，其中在低分子量有机电致发光显示设备的情况下每层通过真空沉积而引入，而在高分子量有机电致发光显示设备的情况下使用旋涂工艺而制成发光设备。
在单色设备的情况下，使用用旋涂(spin coating)工艺简单制成地高分子量分子的有机电致发光显示设备的缺点在于效率和使用周期(life cycle)下降，尽管驱动电压与使用低分子量分子的有机电致发光显示设备相比较低。另外，其中红色、绿色和蓝色聚合物被构图的全色设备的问题在于，如果使用喷墨技术(inkjet technology)或激光诱导的热成像方法(laser induced thermalimaging method)，发光特性(emitting chacteristics)如效率和使用周期下降。
尤其，在使用激光诱导热成像方法对单个聚合物材料构图时，其大多数不转移。一种通过激光诱导的热成像方法形成聚合物有机电致发光显示设备的图案的方法公开于韩国专利No.1998-51844和U.S.专利Nos.5,998,085、6,214,520和6,114,088中。
为了应用热转移方法(thermal transfer method)，至少需要光源、转移膜(transfer film)和基材，且来自光源的光在转化成热能之前被转移膜的光吸收层吸收，这样转移膜的转移层形成材料通过热能被转移至基材以形成所需图像，例如公开于U.S.专利Nos.5,220,348，5,256,506，5,278,023和5,308,737中。
热转移方法可用于制造用于液晶显示设备的彩色滤光片(color filter)和形成发光材料(emitting material)的图案，例如公开于U.S.专利No.5,998,085中。
U.S.专利No.5,937,272公开了一种由全色有机电致发光显示设备形成先进的图案化有机层的方法，其中该方法中使用的供体(donor)载体是一种涂有可转移涂料的有机电致发光材料。该供体载体受热使得有机电致发光材料转移至基材的凹口表面部分，以较低的像素形成所需的着色的有机电致发光介质，其中将热或光施加到供体膜上使得发光材料蒸发并转移至像素。
U.S.专利No.5,688,551公开了在通过将有机电致发光材料由供体片材(donor sheet)转移至接受片材(receiver sheet)而形成的在每个像素区域中形成的子像素(subpixels)，其中转移工艺包括通过将具有升华性能的有机电致发光材料在约400℃或更低的低温下由给体片材转移至接受片材而形成子像素。
但尚未公开描述低分子量全色有机电致发光显示设备的技术，但将激光诱导的热成像方法用于高分子量有机电致发光显示设备的技术目前是可得到的。
【发明内容】
因此，为了解决相关技术中的前述和/或其它问题，本发明的一个方面是提供一种用于低分子量全色有机电致发光显示设备的供体膜以批量生产(mass-produce)低分子量全色有机电致发光显示设备和确保具有大面积的像素区域，和一种使用它制造低分子量全色有机电致发光显示设备的方法。
为了实现前述和/或其它方面，本发明的一个实施方案提供了一种用于低分子量全色有机电致发光显示设备的供体膜(donor film)。该供体膜包括基材膜，在基材膜的上部形成的光热转化层(photothermal conversion layer)，和在光热转化层的上部形成和由包含低分子量材料的材料形成的转移层。被激光照射和加热的一部分转移层根据转移层与光热转化层的粘附力的变化而从光热转化层上分离。没有被激光照射的一部分转移层通过转移层与光热转化层的粘附力固定至光热转化层上。其上转移有包含在转移层上形成的低分子量材料的材料的有机电致发光显示设备的基材和包含低分子量材料的材料之间的粘附力以及光热转化层和包含低分子量材料的材料之间的粘附力大于包含转移层中的激光照射区域的低分子量材料的材料和包含激光未照射区域的低分子量材料的材料之间的粘附力。因此，包含激光照射区域的低分子量材料的材料和包含激光未照射区域的低分子量材料的材料相互分离以引起从光热转化层至基材的质量转移(mass transistion)。
另外，本发明的一个实施方案提供了一种制造低分子量全色有机电致发光显示设备的方法，包括：通过在基材上构图(patterning)第一电极而形成第一电极；通过旋涂或真空沉积方法在形成于基材上的第一电极上形成一个或多个第一有机膜层；通过激光诱导的热成像方法形成发光层以在像素区域上表达全色；通过旋涂或真空沉积方法在发光层上形成一个或多个第二有机膜层；和在有机膜层上形成第二电极。
另外，本发明的一个实施方案提供了一种制造低分子量全色有机电致发光显示设备的方法，包括：将供体膜放置在其中形成基材的像素区域的位置上，所述供体膜包含低分子量有机薄膜材料，所述低分子量有机薄膜材料包含基材膜、光热转化层和与基材隔开一定距离的位置处的低分子量有机电致发光材料层；通过激光照射供体膜，从而将其中形成有像素区域的区域内的低分子量有机薄膜材料层与供体膜隔开，使得低分子量有机薄膜材料层通过第一粘附力粘附到基材上，将其上没有照射激光的区域的低分子量有机薄膜材料层通过第二粘附力固定至光热转化层，和将激光照射的低分子量有机薄膜材料层和激光未照射的低分子量有机薄膜材料层相互分离以引起质量转变。这样，像素区域中的低分子量有机薄膜材料层由光热转化层转移至基材，这是由于激光照射的低分子量有机薄膜材料层区域和激光未照射的低分子量有机薄膜材料层之间的粘附力弱于第一和第二粘附力；和在完成转移步骤之后进行热处理。
本发明其它的方面和/或优点部分地在以下说明中给出，和部分地从该说明中显然得出，或可通过实施本发明而领会。
另外，本发明的一个实施方案提供了一种通过以上制造方法中的任何制造方法制成的低分子量全色有机电致发光显示设备。
【附图说明】
本发明的这些和/或其它方面和优点根据以下对实施方案的描述并结合附图而变得显然和更容易理解。
本发明进一步的方面和优点可根据以下详细描述并结合附图而更充分地理解，其中：
图1是说明在使用激光对用于有机电致发光显示设备的发光有机膜进行转移图案化(transfer patterning)时的转移机理；
图2是横截面视图，示意给出了按照本发明的一个实施方案进行构图的低分子量全色有机电致发光显示设备的结构；
图3和图4给出了根据本发明实施方案的用于低分子量有机电致发光显示设备的供体膜的结构；和
图5说明根据本发明一个实施方案使用供体膜的转移方法。
【具体实施方式】
现在详细参考本发明的实施方案，其例子在附图中说明，其中相同的参考数字始终是指相同的元件。下文中通过参照附图描述实施方案以解释本发明。
图1是说明在根据本发明一个实施方案使用激光对用于有机电致发光显示设备的发光有机膜进行转移构图时的转移机理。
如图1所示，在粘附到基材S1上的有机膜S2在激光作用下从基材Si上分离之后，有机膜S2在转移至基材S3上时从未接受激光部分(laser non-receivingpart)上分离。
影响转移特性的因素是基材S1和膜S2之间的第一粘附力(W12)，膜之间的粘着力(adhesive force)(W22)以及膜S2和基材S3之间的第二粘附力(adhesion force)(W23)。
第一和第二粘附力和粘着力可用每层的表面张力(y1，y2，y3)和界面张力(y12，y23)表示，如下式所示：
W12＝y1+y2-y12
W22＝2y2
W23＝y2+y3-y23。
膜之间的粘附力应该低于每个基材和膜之间的粘附力以改进激光转移特性。
一般，有机材料用作有机电致发光显示设备中的每层的材料，其中发光层的精细图案可通过将发光材料由供体膜转移至有机电致发光显示设备而形成，这样引起质量转移，因为第一和第二粘附力大于在使用低分子量材料时的粘附力。即使可形成发光层的精细图案，较少发生由于将发光材料由供体膜转移至有机电致发光设备而发生错位的可能性。
图3和图4给出了按照本发明实施方案的用于低分子量有机电致发光显示设备的供体膜的结构。
供体膜34具有其中光热转化层32和转移层33被施用到基材膜31上的结构，如图3所示。
图3说明具有最基本结构的供体膜，其中膜的结构可根据应用场合而变化。例如，供体膜可进行抗反射涂层处理以防止转移层的特性由于反射而变差，或气体-产生层35可另外在光热转化层的下部形成以提高膜的敏感度，如图4所示。
气体-产生层35在吸收光或热时产生分解反应，这样当气体-产生层35由选自季戊四醇四硝酸酯，三硝基甲苯等的一种材料形成时，气体-产生层35通过发出氮气或氢气而提供转移能量。
基材膜31一般由透明聚合物形成，所述聚合物可包括聚碳酸酯，聚酯，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚萘二甲酸乙二醇酯，聚酯磺酸盐，聚磺酸盐，聚芳基化物，氟化聚酰亚胺，氟化树脂，聚丙烯酸类(polyacryl)，聚环氧树脂(polyepoxy)，聚乙烯和/或聚苯乙烯。聚对苯二甲酸乙二醇酯膜是用于基材膜的合适的材料。基材膜的厚度一般是10-500μm。基材膜用作承载膜(supportingfilm)，且复合多层体系也可用作基材膜。
光热转化层通常由能够吸收红外-可见光范围内的光的光吸收材料形成。具有所需特性的膜包括含铝、氧化铝和硫化物的金属膜和包含其中加入有炭黑、石墨或红外染料的聚合物的有机膜，其中厚度为100-5,000埃的金属膜通过使用电子束沉积或溅射方法(sputtering method)而形成，和厚度为0.1-10μm的有机膜一般通过使用挤塑(extrusion)、旋涂(spin coating)或刮涂(knife coating)的一般膜涂布方法而形成。
如上所述，转移层33一般由至少一种不是高分子量材料的低分子量有机电致发光材料形成，其中厚度为100-50,000埃的转移层通过使用挤塑，旋涂，刮涂，真空沉积和化学蒸气沉积的一般涂布方法而形成。
使用如以下结构式1-12所示的材料，一般形成低分子量有机电致发光层：
结构式1
结构式2
结构式3
结构式4
结构式5
结构式6
结构式7
结构式8
结构式9
结构式10
结构式11
结构式12
结构式13
转移层可进一步包含选自空穴注入层，空穴传输层，空穴阻断层(holeblocking layer)和电子传输层的至少一层。
空穴传输层可以是一种在以下结构式14-18中表示的化合物。
结构式14
结构式15
结构式16
结构式17
结构式18
空穴注入层可以是下列结构式19-23所代表的化合物：
结构式19
结构式20
结构式21
结构式22
结构式23
电子注入层可由选自1，3，4-噁二唑衍生物，1，2，4-三唑衍生物，Alq3，Ga配合物，和PBD的一种材料形成。
空穴阻断层可由选自TAZ，螺-TAZ，在以下结构式24-26中表示的化合物中的一种材料形成。
结构式24
结构式25
结构式26
有机电致发光设备可通过在根据以上方法形成第一有机膜层22，发光层23和第二有机膜层24的有机薄膜和在第二有机膜层24上形成与第一电极层21相对的第二电极层25之后，在第二电极层25上形成绝缘层而完成。
另一方面，本发明的一个实施方案提供了一种通过激光诱导的热成像方法使用低分子量分子作为发光材料以形成发光层而制造低分子量全色有机电致发光设备的方法。
图2是横截面视图，示意性地给出了按照本发明的一个实施方案构图的低分子量全色有机电致发光设备。参照图2，根据本发明一个实施方案的有机电致发光设备可通过在半导体基材2上构图第一电极层21而形成，其中第一电极层21被分离成像素确定层(PDL)或钝化层(passivation layers)。
首先，在形成第一电极层21之后，在第一电极层21上形成有机膜层22。
第一有机膜层22可与发光层23和第二有机膜层24一起通过激光诱导的热成像工艺而形成或可自身如下所述而形成。
第一有机膜层22包括空穴注入层和/或空穴传输层，如果第一电极21是阳极的话。一般，低分子量有机电致发光显示设备包括空穴注入层和空穴传输层以改进设备的特性。
如果仅形成第一有机膜层22，空穴注入层和/或空穴传输层可通过旋涂或沉积方法而形成。
另一方面，第一有机膜层22包括电子传输层，空穴阻断层和电子注入层中的一个或多个层，如果第一电极21是阴极的话。一般，低分子量有机电致发光显示设备包括电子传输层以改进如上所述的设备的特性，和进一步包括空穴阻断层和/或电子注入层。
如上所述，如果第一有机膜层首先在基材上形成，发光层23可在形成于基材上的第一有机膜层上形成。其上形成有发光材料的供体膜通过任何涂布方法而制成，包括将低分子量发光材料真空沉积或旋涂到供体膜上以转移发光材料，在转移的供体膜上呈现红色，绿色和蓝色。
发光层可通过使用激光束将发光材料转移至所制的供体膜而形成，这样涂覆在供体膜上的低分子量发光材料构图在其上形成有第一有机膜层22的基材上的像素区域上。
参照图5，以下详细描述根据本发明一个实施方案的形成有机电致发光显示设备的精细图案的方法。图5说明一种根据本发明一个实施方案的使用供体膜的转移方法。首先，透明电极层56在透明基材55上形成。另外，供体膜54通过在基材膜51上顺序涂布光热转化层52和转移层53而制成。
通过涂布有机薄膜形成材料而制成转移层，其中所需含量的添加剂可加入有机薄膜形成材料中。例如，可加入掺杂剂以增加发光层的效率。用于形成转移层的方法包括如上所述的真空沉积，挤塑，旋涂和刮涂方法的膜涂布方法。
如果同时形成第一有机膜层22，发光层23和第二有机膜层24，有机薄膜形成材料可与发光材料、空穴传输材料和电子传输材料堆积在一起。
在将供体膜54放置在与基材55隔开的位置处后，在所述基材上沿预定距离形成有透明电极层56，可以使用能量源(energy source)57来照射供体膜54。
能量源57通过转移单元经过基材膜53而活化光热转化层52和通过热分解反应而放出热。转移材料可按照所需图案和厚度转移至基材55上，其中透明电极层56在透明基材55上由于放出的热而形成。
用于本发明的一个实施方案的能量源包括激光，氙灯和闪光灯。一般使用激光，因为在使用圆形或其它形状激光束时，激光提供理想的转移作用。
如果使用激光来照射供体膜，传输空穴的低分子量材料和/或传输电子的低分子量材料在其中形成有像素区域的区域中从供体膜上分离，这样低分子量有机电致发光材料通过第一粘附力粘附到基材上，其上没有照射激光的区域的低分子量有机电致发光材料通过第二粘附力固定至光热转化层，和激光照射的低分子量有机电致发光材料和激光未照射的低分子量有机电致发光材料相互分离以引起质量转移。因此，像素区域中的低分子量有机电致发光材料从光热转化层转移至基材，因为激光照射的低分子量有机电致发光材料区域和激光未照射的低分子量有机电致发光材料之间的粘附力弱于第一和第二粘附力。
在完成前述转移工艺之后，低分子量有机电致发光材料转移的供体膜经过一个用于退火和粘着转移材料的热处理工艺。
转移材料的转移可在一个阶段或在多个阶段中进行。即，转移可进行一次或重复地进行多次以转移一定厚度的所要转移的有机薄膜层。对于全色设备，R，C，B电致发光材料可重复地转移至普通空穴传输层上。空穴阻断层和/或电子传输层可作为普通层而真空沉积。但考虑到该工艺的便利性和稳定性，转移材料可在一次操作中转移。
第二有机膜层24可与发光层一起形成或在仅形成发光层之后连续地形成。
如果第一电极是阴极，第二有机膜层24包括选自电子注入层，空穴抑制层和电子传输层的一个或多个层。一般，低分子量有机电致发光显示设备包括电子注入层以改进设备特性，如上所述，且进一步包括空穴阻断层和/或电子传输层，这样低分子量全色有机电致发光显示设备通过在形成第二电极25之后密封第二电极而完成。
如果单独形成第二有机膜层，第二有机膜层可通过旋涂或沉积而形成。
另一方面，如果第一电极21是阳极，第二有机膜层24包括空穴注入层和/或空穴传输层。低分子量全色有机电致发光显示设备可通过在形成第二有机膜层和形成阴极电极作为第二电极之后密封第二电极25而完成。可以使用旋涂或沉积来形成第二有机膜层。
由于便于形成发光层的细图案，本发明不仅得到高分辨率的显示设备，而且能够容易地批量生产低分子量有机电致发光显示设备，其中仅使用激光诱导的热成像方法，无需使用用于RGB图案化的细金属光罩就形成低分子量全色有机电致发光显示设备的发光层。
尽管已经给出和描述了本发明的几个实施方案，但本领域熟练技术人员可以理解，在不背离本发明的原则和主旨的情况下可以对该实施方案进行变化，而本发明的范围在权利要求和其等同物中确定。