專利名稱:在配置有電活性材料的可聚合的無定形基體上形成圖形的方法和材料的制作方法
背景技術(shù):
從供體片材到受體基材按圖形進(jìn)行的材料熱轉(zhuǎn)移已有廣泛應(yīng)用。例如,可以選擇性地進(jìn)行材料熱轉(zhuǎn)移,以形成在電子顯示器和其它器件中有用的元件。具體地說,已經(jīng)提出的有濾色器、彩色顯像管屏的黑底、墊片、偏光片、導(dǎo)電層、晶體管、磷光體、和有機(jī)電致發(fā)光材料的選擇性熱轉(zhuǎn)移。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及用于在基體中已配置有電活性材料(如發(fā)光材料)的該可聚合的無定形基體形成圖形的材料和方法,以及用該材料和方法形成的器件。本發(fā)明的一個實施方案包括制造有機(jī)電致發(fā)光器件的方法。傳輸層被放置(例如溶液涂覆)在供體基底上。傳輸層包括可聚合的無定形基體,該基體中配置有發(fā)光材料。一部分傳輸層選擇性地被熱傳輸?shù)绞荏w中。傳輸層傳輸?shù)绞荏w的的這部分可聚合無定形基體然后被聚合。任選地,發(fā)光材料或發(fā)光材料的組分也是可聚合的并與該可聚合無定形基體聚合。
另一個實施方案是供體片材,它包括基底和傳輸層。傳輸層包括可聚合無定形基體和配制在該基體中的發(fā)光材料。該傳輸層能夠被選擇性地從供體片材熱傳輸?shù)骄o密靠近的受體。供體片材也可包括其它層,如光熱轉(zhuǎn)化層、界面層、底層、或一個或多個其它傳輸層。
再另一個實施方案是電致發(fā)光器件,具有第一電極、第二電極和放置在第一和第二電極之間的發(fā)光層。該發(fā)光層包含聚合的有機(jī)基體,有發(fā)光材料配制在該基體中。
附圖簡敘本發(fā)明可通過以下各個本發(fā)明實施方案的詳細(xì)敘述結(jié)合附圖更完全地理解。其中
圖1是有機(jī)電致發(fā)光顯示器結(jié)構(gòu)的示意側(cè)視圖2是本發(fā)明用于傳輸材料的供體片材的示意側(cè)視圖;圖3是本發(fā)明有機(jī)電致發(fā)光顯示器的示意側(cè)視圖;圖4A是有機(jī)電致發(fā)光器件的第一實施方案的示意側(cè)視圖;圖4B是有機(jī)電致發(fā)光器件的第二實施方案的示意側(cè)視圖;圖4C是有機(jī)電致發(fā)光器件的第三實施方案的示意側(cè)視圖;圖4D是有機(jī)電致發(fā)光器件的第四實施方案的示意側(cè)視圖;圖4E是有機(jī)電致發(fā)光器件的第五實施方案的示意側(cè)視圖;圖4F是有機(jī)電致發(fā)光器件的第六實施方案的示意側(cè)視圖。
雖然本發(fā)明可以有各種變體和替代的形式,其特點已經(jīng)通過附圖以舉例的方式表述,并將要加以詳細(xì)敘述。然而應(yīng)該理解的是,本發(fā)明不限于所敘述的具體實施方案。相反,本發(fā)明涵蓋所有包含在本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的變體、等價體和替代體。
詳細(xì)敘述本發(fā)明涉及對在其中配置有電活性材料的對可聚合無定形基體進(jìn)行熱形成圖形的材料和方法。這樣的方法和材料可用于形成包括有機(jī)電子器件和顯示器的裝置,它們包含電活性有機(jī)材料、特別是含有發(fā)光聚合物或其它發(fā)光分子??梢灾圃斓挠袡C(jī)電子器件包括有機(jī)晶體管、光生伏打裝置、有機(jī)物電致發(fā)光(OEL)裝置(如有機(jī)發(fā)光二極管(OLED))等。此外,這些材料和方法也可用于無熱印刷、集成電路圖形形成、傳輸方法包括例如噴墨印刷、絲網(wǎng)印刷和光刻形成圖形。
術(shù)語“活性的”或“電活性的”,當(dāng)用來指有機(jī)電子器件中的層或材料時,表示在器件運轉(zhuǎn)時發(fā)揮功能的層或材料,所述功能例如產(chǎn)生、傳導(dǎo)、或半傳導(dǎo)電荷載體(如電子或空穴);產(chǎn)生光;增強(qiáng)或調(diào)節(jié)器件結(jié)構(gòu)的電子性質(zhì),等等。術(shù)語“非活性的”指雖然不對上述功能作直接貢獻(xiàn),但對于有機(jī)電子裝置的裝配、制造或功能可能有非直接貢獻(xiàn)的材料或?qū)印?br>
有機(jī)物電致發(fā)光(OEL)顯示器或裝置指包含有機(jī)發(fā)射材料的電致發(fā)光顯示器或裝置,無論這些發(fā)射材料包括小分子(SM)發(fā)射體(如非聚合物發(fā)射體)、SM摻雜的聚合物、發(fā)光聚合物(LEP)、摻雜的LEP、還是摻合的LEP,或者另一種有機(jī)發(fā)射材料,不管是單獨提供還是與任何其它在OEL顯示器或裝置中是功能性或非功能性的有機(jī)或無機(jī)材料聯(lián)用。
R.H.Friend等人(“Electroluminescence in conjugated polymers”,Nature,397,1999,121),敘述了一種電致發(fā)光機(jī)理,為包括“從一個電極注入電子和從另一個電極注入空穴,相反電荷的載體的捕獲(所謂復(fù)合),和由該復(fù)合過程產(chǎn)生的受激電子-空穴態(tài)(激子)的輻射衰變?!庇米鱋EL裝置的材料可以是小分子(SM)或聚合性質(zhì)的分子。SM材料包括電荷傳輸、電荷阻斷、半導(dǎo)電、和電致發(fā)光的有機(jī)物和有機(jī)金屬化合物。一般,SM材料可在裝置中真空淀積或蒸發(fā)形成薄膜。在實踐中,通常用SM的多層以形成有效的OEL,因為給定的材料一般不會同時具有所需的電荷傳輸和電致發(fā)光性質(zhì)。
LEP材料通常是共軛的聚合物或低聚物,它們優(yōu)選具有用于溶液加工的足夠的成膜性質(zhì)。常規(guī)上,LEP材料通過將LEP材料的溶劑溶液在基底上流延,并蒸發(fā)溶劑,由此留下聚合的膜。形成LEP膜的另一個方法是噴墨和擠出貼面。或者,LEP可通過前體物質(zhì)的反應(yīng)在基底上原位形成。已經(jīng)用1、2、或更多有機(jī)層形成了有效的LEP燈。
OEL也可用分子玻璃來制作?!胺肿硬AА币辉~用來描述有機(jī)、低摩爾質(zhì)量的無定形成膜化合物。空穴傳輸、電子傳輸、和偶極性基分子玻璃在包括J.V.Grazulevicius,P.Strohriel,“charge-transporting polymer and molecular glasses”,Handbook of advancedelectronic and photonic materials and devices,H.S.Nalwa(ed.),10,2001,233的文獻(xiàn)中有敘述。分子玻璃的溶解性可能限制用常規(guī)方法制造多層電子結(jié)構(gòu)。例如,不可能將發(fā)光聚合物層溶液涂布在分子玻璃的空穴傳輸層的頂面上,如果這兩層的材料都可溶解于相同的溶劑。先前裝置已用例如溶液涂布的空穴傳輸層和蒸汽沉積的發(fā)射層和電子傳輸層形成。
作為器件結(jié)構(gòu)的例子,圖1說明OEL顯示器或裝置100,它包括器件層110和基底120。任何其它合適的顯示組件也可包含在顯示器100中。任選地,對于電子顯示器、裝置、或燈的使用合適的另外的光學(xué)元件或其它裝置可被提供在顯示器100和觀察位置140之間,如任選的元件130所示。
在類似于已經(jīng)示出的那個實施方案的某些實施方案中,器件層110包括一個或多個OEL裝置,它通過基底向觀察位置140發(fā)射出光。觀察位置140一般用來表示發(fā)射光所要到達(dá)的目的地,無論它是真正的人觀察者、屏幕、光學(xué)組件、電子裝置、或其它。在另一個實施方案(未示出)中,器件層110位于基底120和觀察位置140之間。當(dāng)基底120對器件層110發(fā)射的光是透射的,當(dāng)透明的導(dǎo)電電極放置在裝置的發(fā)射層和基底之間時,可以使用示于圖1的裝置結(jié)構(gòu)(稱為“底發(fā)射”)。當(dāng)基材120能或不能透射由器件層發(fā)射的光,并且放置在基底和裝置的發(fā)光層之間的電極不能透射裝置發(fā)射的光時,可使用反過來的結(jié)構(gòu)(稱為“頂發(fā)射”)。
器件層110可包括一個或多個OEL裝置,按任何合適的方式排列。例如,在燈應(yīng)用中(如用于液晶顯示器(LCD)模塊的背光),器件層110可含有單一的OEL裝置,它覆蓋整個需要的背光區(qū)?;蛘撸谄渌臒魬?yīng)用中,器件層110可包含多個相距很近可同時被激活的裝置。例如,可將相對小的并靠得很近的紅、綠、藍(lán)發(fā)光器在普通的電極之間構(gòu)成圖案,當(dāng)這些發(fā)射器被激活時,器件層110顯示出發(fā)白光。也包括用于背光應(yīng)用的其他排列。
在直觀式或其他顯示應(yīng)用中,可能要求器件層110包括多個可獨立安置的OEL,他們發(fā)出相同或不同的顏色。每個裝置可代表像素化顯示器(如高分辨顯示器)的一個獨立的像素或獨立亞像素,分段顯示器(如低信息含量顯示器)的一個獨立的段或或獨立的圖標(biāo)、圖標(biāo)的一部分、或圖標(biāo)燈(如指示器應(yīng)用)。
至少在一些例子中,OEL裝置包括一種或多種夾在陰極和陽極之間的合適的有機(jī)材料的薄層。當(dāng)激活時,電子從陰極注入有機(jī)層,空穴從陽極注入有機(jī)層。由于注入的電荷向帶相反電荷的電極移動,他們可能再結(jié)合形成電子-空穴對,通常稱為激子。通常形成激子的裝置區(qū)可稱為再復(fù)合區(qū)。這些激子,或激發(fā)態(tài)的物質(zhì),在衰變回到基態(tài)時會以光的形式發(fā)射能量。
在OEL裝置中也可存在其他層,如空穴傳輸層、電子傳輸層、空穴注入層、電子注入層、空穴阻斷層、電子阻斷層、緩沖層、等等。此外,光致發(fā)光材料可存在于OEL裝置的發(fā)光層或其他層,例如,將由電致發(fā)光材料發(fā)射的光的顏色轉(zhuǎn)化為另一種顏色。這些和其他這樣的層和材料可用來改變或調(diào)節(jié)分層的OEL裝置的電子性質(zhì)和行為,例如,達(dá)到需要的電流/電壓響應(yīng)、需要的裝置效率、需要的顏色、需要的亮度、等等。
圖4A-4F說明不同的OEL裝置結(jié)構(gòu)的例子。每個結(jié)構(gòu)包括基底250、陽極252和陰極254。圖4C-4F的結(jié)構(gòu)還包括空穴傳輸層258,圖4B和4D-4F包括電子傳輸層260。這些層分別從陽極傳導(dǎo)空穴或從陰極傳導(dǎo)電子。每中結(jié)構(gòu)還包括發(fā)光層256a、256b和256c,它們包含發(fā)光材料(如一種或多種發(fā)光聚合物或發(fā)光分子,如小分子發(fā)光化合物),按照本發(fā)明配制在聚合的有機(jī)基體中。發(fā)光層256a包含空穴傳輸材料,發(fā)光層256b包含電子傳輸材料,發(fā)光層256c既包含空穴傳輸材料又包含電子傳輸材料。在一些實施方案中,空穴傳輸材料或電子傳輸材料是形成聚合物有機(jī)基體的材料,該基體含有發(fā)光聚合物或其他發(fā)光分子。在其他實施方案中,使用另外的聚合物有機(jī)基體材料。此外,在發(fā)光層256a、256b、256c中的空穴傳輸材料或電子傳輸材料可與分別用在空穴傳輸層258或電子傳輸層260中的材料相同或不同。
一般,聚合物有機(jī)基體通過將發(fā)光材料與能夠形成無定形基體的可聚合的有機(jī)材料混合形成。形成聚合的無定形基體的材料可包括例如一種或多種含有可聚合基團(tuán)的形成無定形基體的化合物。任選地,還可包含能與可聚合基團(tuán)反應(yīng)的交聯(lián)劑。發(fā)光材料(或一種或多種組分,例如該發(fā)光材料的一種或多種發(fā)光聚合物或小分子)任選地可與可聚合的形成無定形基體的材料聚合。該組合物還可任選地包括例如其他可聚合的或惰性的(如不可聚合的)材料(包括惰性材料)作為粘合劑、空穴傳輸材料、電子傳輸材料和半導(dǎo)電材料。
該組合物通常配置在供體片材上作為轉(zhuǎn)移層以形成配制有發(fā)光材料的可聚合無定形基體。該轉(zhuǎn)移層(任選地有一個或多個其他轉(zhuǎn)移層)然后選擇性地從供體片材熱轉(zhuǎn)移到受體上,見下述。在轉(zhuǎn)移形成聚合的有機(jī)基體后,可聚合無定形基體形的材料然后可被聚合。
OEL裝置的陽極252和陰極254通常用導(dǎo)電材料如金屬、合金、金屬化合物、金屬氧化物、導(dǎo)電陶瓷、導(dǎo)電分散體和導(dǎo)電聚合物形成,包括例如金、鉑、鈀、鋁、鈣、鈦、氮化鈦、氧化銦錫(ITO)、氧化氟錫(FTO)和聚苯胺。陽極252和陰極254可以是導(dǎo)電材料的單層或它們可包括多層。例如,陽極或陰極可包括一層鋁和一層金,一層鈣和一層鋁,一層鋁和一層氟化鋰,或一層金屬和一層導(dǎo)電有機(jī)層。
空穴傳輸層258促進(jìn)空穴從陽極注入裝置中以及它們朝再復(fù)合區(qū)的移動??昭▊鬏攲?58還能起電子通向陽極252的屏障的作用??昭▊鬏攲?58可包括例如二元胺的衍生物(如N,N’-二(3-甲基苯基)-N,N’-二(苯基)聯(lián)苯胺(也稱為TPD)、或N,N’-二(3-萘-2-基)-N,N’-二(苯基)聯(lián)苯胺(NPD),或三芳基胺衍生物(如4,4’,4”-三(N,N-二苯基氨基)三苯胺(TDATA)、或4,4’,4”-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺(mTDATA)。其它例子包括酞菁銅(CuPC)、1,3,5-三(4-二苯基氨基苯基)苯(TDAPB),和其他化合物如在H.Fujikawa,et al.,Synthetic Metals,91,161(1997);Shirota,J.Mater.Chem.,10,1(2000);and J.V.Grazulevicius,P.Strohriegl,“Charge-transporting polymersand molecular glasses”,Handbook of advanced electronic and photonic materials anddevices,H.S.Nalwa(ed.),10,233-274(2001)中所敘述的。
電子傳輸層260促進(jìn)電子的注入和朝再復(fù)合區(qū)的移動。如果需要,電子傳輸層260還可起空穴通向陰極254的屏障的作用。例如,電子傳輸層260可用有機(jī)金屬化合物三(8-羥基喹啉基)鋁(AlQ)形成。電子傳輸材料的其他例子包括1,3-雙[5-(4-(1,1-二甲基乙基)苯基)-1,3,4-噁二唑-基]苯、2-(聯(lián)苯-4-基)-5-(4-(1,1-二甲基乙基)苯基)1,3,4-噁二唑(tBuPBD)和其他在C.H.Chen et al.Macromol.Symp.125,1(1997);Shirota,J.Mater.Chem.,10,1,(2000);and J.V.Grazulevicius,P.Strohriegl,“Charge-transportingpolymers and molecular glasses”,Handbook of advanced electronic and photonic materialsand devices,H.S.Nalwa(ed.),10,233(2001)中所敘述的化合物。
許多方法已經(jīng)試用來制造OEL裝置。例如,SM發(fā)光裝置已通過序貫蒸汽沉積空穴傳輸、發(fā)射和電子傳輸分子而形成。雖然在沉積時這些層是無定形的,但可隨時間結(jié)晶,降低它們的電荷傳輸和發(fā)射性能。一般,溶液流延SM材料可能是困難的,因為他們在溶劑干燥或隨后在裝置的使用壽命中形成結(jié)晶。
作為另一個例子,基于LEP材料的發(fā)光層已經(jīng)通過溶液涂覆一個聚合物薄層而加工制造。該方法可能對單色顯示器或燈是合適的。在用溶液流延步驟制作裝置的情況下,通過多次溶劑流延步驟來制造多層裝置是更加困難的。多層裝置可通過如下方法制造各層用不同的溶劑流延,第一個不可溶解的層原位制成,第二層是溶劑流延的;第一層是溶液流延的,第二層是蒸汽沉積的;或一個或兩個層是交聯(lián)的。
用聚合物分散的小分子裝置已通過溶液流延主體聚合物(如聚乙烯基咔唑)和一種或多種小分子摻雜劑混合物的摻合物制造。一般,這些裝置需要高電壓來操作,不適合于顯示器應(yīng)用。此外,它們還受到與作為LEP圖形形成相同的限制。
另一個形成裝置的方法包括通過激光熱構(gòu)圖轉(zhuǎn)移一個或多個轉(zhuǎn)移層,如敘述在例如美國專利6242152;6288555;6288543;6221553;6221543;6214520;6194119;6114088;5998085;5725989;5710097;5695907;和5693446和共轉(zhuǎn)讓的美國專利申請系列號09/853062;09/844695;09/844100;09/662980;09/662845;09/473114;09/451984;09/931598;10/004706;和10/183717。構(gòu)圖工藝可取決于轉(zhuǎn)移層的物理性質(zhì)。一個參數(shù)是轉(zhuǎn)移層的內(nèi)聚強(qiáng)度或膜強(qiáng)度。在成像過程中,優(yōu)選轉(zhuǎn)移層沿著分開已成像的和未成像的區(qū)域的線清楚地破開,以形成圖象的邊緣。存在于延伸的鏈構(gòu)象的高度共軛的聚合物,如聚亞苯基亞乙烯,具有可與聚芳酰胺纖維相當(dāng)?shù)母呃鞆?qiáng)度和彈性模數(shù)。在實踐中,在發(fā)光聚合物的激光熱成像過程中形成清楚的邊緣可能會有問題。不良的邊緣形成的不希望有的后果是在已轉(zhuǎn)移的圖象上的粗糙的、撕裂的或殘碎的邊緣。
作為對這些先前方法的替代或改良,并且解決一些上述的困難,可將發(fā)光材料(如一種或多種發(fā)光聚合物(LEP)或其他發(fā)光分子)作為涂料組合物的一部分進(jìn)行溶液涂覆,所述組合物包含能夠形成抗結(jié)晶的無定形基體的可聚合材料。與通常的聚合物轉(zhuǎn)移層比較,在從供體介質(zhì)轉(zhuǎn)移到受體時,基體的無定形性質(zhì)可提供低內(nèi)聚強(qiáng)度,如下述。形成基體的材料的無定形性質(zhì)還可使多種電活性材料相容(如兩種本來是不相容的LEP或一種LEP和一種磷發(fā)光體)。無定形的形成基體的材料的可聚合性質(zhì)可用來強(qiáng)化轉(zhuǎn)移后的已轉(zhuǎn)移的層的部分并提供已轉(zhuǎn)化部分更好的耐久性,以及至少在一些例子中,改善其他裝置性質(zhì)。
LEP將用來作為以下敘述的例子,但是應(yīng)該認(rèn)識到,其他發(fā)光的、半導(dǎo)電的、空穴傳輸?shù)摹㈦娮觽鬏數(shù)?、用其他方法電活化的分子可用來代替或與一種或多種LEP聯(lián)用。此外,激光熱轉(zhuǎn)移將被用作形成發(fā)光層或其他層的方法的例子,但是,應(yīng)該認(rèn)識到,可以使用其他轉(zhuǎn)移、構(gòu)圖、和印刷技術(shù),如噴墨印刷、絲網(wǎng)印刷、熱頭印刷、和光刻構(gòu)圖。
任何有機(jī)材料都可用作可聚合的形成無定形基體的材料,只要(i)該材料可被溶液涂覆形成無定形基體,該基體在材料轉(zhuǎn)移到受體之前的期望的使用期內(nèi)能防止顯著的結(jié)晶;(ii)該材料在轉(zhuǎn)移到受體后能被聚合。除非另外指明,可聚合的形成無定形基體的材料的任何所指的聚合都包括材料據(jù)以聚合或交聯(lián)的機(jī)理。這樣的聚合可例如在熱-或光-固化條件下發(fā)生,任選地含有光-或熱-固化引發(fā)劑與可聚合的形成無定形基體的材料。聚合可在例如可聚合的形成無定形基體材料中的兩個或多個相同的形成無定形基體的化合物之間發(fā)生(如自聚合反應(yīng)),在可聚合的形成無定形基體的材料中的兩種或多種不同的形成基體的化合物之間發(fā)生(如雙官能聚合反應(yīng)),或在可聚合的形成無定形基體的材料中的一種或多種無定形的形成基體的化合物和交聯(lián)劑之間發(fā)生。較好的是,可聚合的形成無定形基體的材料在從供體片材轉(zhuǎn)移到受體之前不會顯著聚合或交聯(lián)。合適的可聚合的形成無定形基體的化合物通常包含一種基本結(jié)構(gòu),兩個或多個可聚合部分連接在可聚合基本結(jié)構(gòu)上。該基本結(jié)構(gòu)通常與能形成無定形基體的材料相象。這種材料的例子包括敘述在美國專利申請系列號09/931598及其中引述的參考文獻(xiàn)中的那些。合適的基本結(jié)構(gòu)的其他例子敘述在J.V.Grazulevicius,P.Strohriegl,“Charge-transporting polymers and molecular glasses”,Handbook of advanced electronic and photonic materials and devices,H.S.Nalwa(ed.),10,233-247(2001);J.Mater.Chem.,10,1,(20000;Kreger et al.,Syhtetic Metals,119,163(2001);PCT專利申請公開號WO99/21935和WO00/03656;和Robison et al.,Adv.Mat.,2000,12(22),1701。這些材料可用作基本結(jié)構(gòu),兩個或多個可聚合部分可連接在其上。
該可聚合部分可以是任何基團(tuán),它可用來與可聚合的形成無定形基體的有機(jī)材料聚合,該材料包含其他可聚合的形成無定形基體的化合物和交聯(lián)劑。在一些例子中,發(fā)光材料或一種或多種發(fā)光材料的組分也可與該可聚合部分聚合。
合適的可聚合的形成無定形基體的化合物示于式1
其中三個乙烯基相應(yīng)于可聚合部分,分子的其余部分是基本結(jié)構(gòu)。應(yīng)該認(rèn)識到,另一種合適的材料可以用只帶有兩個乙烯基而第三個乙烯基被任何別的基團(tuán)(包括氫)取代的分子制備。其他合適的材料可用其他可聚合的部分制造。例如,一種或多種式1的結(jié)構(gòu)2(帶有可聚合的乙烯基)可被結(jié)構(gòu)3-10的任何一個帶有乙烯基以外的可聚合部分取代,例如,可聚合的全氟乙烯基醚基團(tuán)(3),戊二烯基團(tuán)(4),疊氮基(5),炔基(6),(甲基)丙烯酸基(7),苯基炔基(8),異氰酸基(9),和苯并環(huán)丁烷基(10)
其他可聚合部分包括例如羥基、氧雜環(huán)丁烷、硫雜丙環(huán)、環(huán)氧化合物和烷氧基硅烷。
可選擇可聚合部分,使得可聚合部分能與另一個分子的相同的可聚合部分反應(yīng),或與不同分子的另一個可聚合部分反應(yīng)。在一些實施方案中,特定的可聚合的形成無定形基體的化合物的所有可聚合部分都是相同的。在其他實施方案中,在可聚合化合物上可帶有兩種或多種不同的可聚合部分。這些兩種或多種不同的可聚合部分可以選擇,使得一種類型的部分之一可與另一種類型的部分之一聚合或交聯(lián)(例如疊氮基和炔基;酸和環(huán)氧化合物;酸和異氰酸酯;醇和異氰酸酯;醇和硅烷是可用的可聚合部分的組合的例子)。作為提供兩種類型的可聚合部分在單一化合物上的替代物,可聚合的形成無定形基體的材料可包含兩種或多種不同的化合物,例如一種化合物帶有一個類型的可聚合部分,另一個化合物帶有另一種類型的可聚合部分。然后使這兩種化合物反應(yīng)并一起聚合。
合適的可聚合的形成無定形基體化合物的另一些例子包括但不限于以下這些
合適的可聚合部分可與之連接的基本結(jié)構(gòu)的例子包括具有四面體核帶有側(cè)接的電活性基團(tuán)的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的例子包括四苯基甲烷11、四苯基硅烷12、四苯基金剛烷13,以及四苯基鍺烷、四苯基鉛烷、和四苯基錫烷(即在12中用Ge、Pb、Sn分別取代Si)
各個R獨立地是含有一個或多個共軛官能基的取代基(例如芳基、亞芳基、雜芳基、雜亞芳基、烯基、亞烯基),它們可使空穴穩(wěn)定化(如作為陽離子自由基),電子(如作為陰離子自由基),或起生色團(tuán)的作用。每個R取代基可以是與其他R取代基相同或不同的。當(dāng)所有的R取代基都相同時,分子通常具有某種對稱性。當(dāng)至少有一個R取代基不同時,分子具有非對稱性,這可進(jìn)一步促進(jìn)無定形基體的形成和保留。在某些例子中,R包括芳香環(huán),它與R所連接的苯環(huán)稠合,形成例如取代的非取代的萘基或其他稠環(huán)結(jié)構(gòu)。這種材料的例子或進(jìn)一步的敘述可以參考例如Adv.Mat.,2000,12(22),1701。一般,可聚合部分是與R取代基偶合的官能團(tuán)。
在某些實施方案中,R取代基包括一個或多個共軛的結(jié)構(gòu),它具有例如一個或多個烯基、亞烯基、芳基、亞芳基(如亞苯基、亞萘基、或亞蒽基)、雜芳基、或雜亞芳基官能基。取代基可具有擴(kuò)展的包含雜原子(如氮和氧)的π-共軛體系。共軛體系可包括富電子部分(如三芳基胺)以使陽離子自由基(如空穴)穩(wěn)定化,貧電子部分以使陰離子自由基(如電子)穩(wěn)定化,或在紫外到可見區(qū)有HOMO-LUMO(最高占據(jù)分子軌道-最低未占據(jù)分子軌道)帶隙以便起生色團(tuán)的作用。合適的R基團(tuán)的例子包括但不限于以下這些
合適的四面體基本結(jié)構(gòu)包括14-16
X是C、Si、Ge、Pb、Sn或,R2是H或烷基。結(jié)構(gòu)15和16包括可作為生色團(tuán)的芴基。這些特定的芴通常在藍(lán)色到紫色范圍具有帶隙。這樣的材料可與在紅區(qū)或綠區(qū)發(fā)射的LEP聯(lián)用,這樣該發(fā)射就基本上或完全是由LEP發(fā)出的。
這一類型的基本結(jié)構(gòu)中還有如17-19的螺環(huán)結(jié)構(gòu)
其中每個R獨立是具有一個或多個烯基、亞烯基、芳基、亞芳基(如亞苯基、亞萘基、或亞蒽基)、雜芳基、或雜亞芳基官能基。取代基可具有擴(kuò)展的包含雜原子(如氮和氧)的π-共軛體系。共軛體系可包括富電子部分(如三芳基胺)以使陽離子自由基(如空穴)穩(wěn)定化,貧電子部分以使陰離子自由基(如電子)穩(wěn)定化,或在紫外到可見區(qū)有HOMO-LUMO(最高占據(jù)分子軌道-最低未占據(jù)分子軌道)帶隙以便起生色團(tuán)的作用。而且,可聚合部分可以是與R取代基或這些基本結(jié)構(gòu)的苯基偶合的官能團(tuán)。
其他可用于可聚合的形成無定形基體的化合物的基本結(jié)構(gòu)包括樹枝狀體。樹枝狀體結(jié)構(gòu)具有一個核心部分,帶有三個或更多個樹枝狀取代基從該核心部分伸展出來。合適的核心結(jié)構(gòu)的例子包括三苯基胺、苯、吡啶、嘧啶、和其他在PTC專利申請系列號WO99/21935總敘述的那些。樹枝狀取代基通常含有兩個或更多個芳基、亞芳基(如亞苯基)、雜芳基、雜亞芳基、烯基或亞烯基取代基。在某些實施方案中,取代基可以是具有一個或多個烯基、亞烯基、芳基、亞芳基(如亞苯基、亞萘基、或亞蒽基)、雜芳基、或雜亞芳基部分的共軛結(jié)構(gòu)。樹枝狀取代基可以是相同或不同的。一般,可聚合部分與樹枝狀取代基偶合。樹枝狀化合物的例子包括基于例如三苯胺的星芒狀化合物,如化合物20-26
各個R1和R2獨立是H、F、Cl、Br、I、-SH、-OH、烷基、芳基、雜芳基、氟烷基、氟烷基烷氧基、烯基、烷氧基、氨基、或烷基-COOH。各個R3獨立是H、F、Cl、Br、I、烷基、氟烷基、烷氧基、芳基、氨基、氰基、或硝基。各個X1獨立是O、S、Se、NR3、BR3、或PR3。任何這些取代基的烷基、芳基、和雜芳基部分可以是取代的或未取代的。各個R1、R2、R3、和X1可以是與相同標(biāo)記的取代基彼此相同的或不同的(即,所有的R1取代基都是相同的,或一個或多個R1取代基彼此不同)。
其他樹枝狀結(jié)構(gòu)可具有一個芳基或雜芳基部分作為核心,各如化合物27-36
各個Ar1和Ar2獨立是取代的或未取代的芳基或雜芳基,包括例如取代的或未取代的苯基、吡啶、吡咯、呋喃、噻吩、或以下結(jié)構(gòu)之一
各個R1和R2獨立是H、F、Cl、Br、I、-SH、-OH、烷基、芳基、雜芳基、氟烷基、氟烷基烷氧基、烯基、烷氧基、氨基、或烷基-COOH。各個R3獨立是H、F、Cl、Br、I、烷基、氟烷基、烷氧基、芳基、氨基、氰基、或硝基。各個X1和X2獨立是O、S、Se、NR3、BR3、或PR3。任何這些取代基的烷基、芳基、和雜芳基部分可以是取代的或未取代的。各個R1、R2、R3、X1和X2可以是與相同標(biāo)記的取代基彼此相同的或不同的(即,所有的R1取代基都是相同的,或一個或多個R1取代基彼此不同)。
可聚合的形成無定形基體的化合物的其他基本結(jié)構(gòu)包括例如結(jié)構(gòu)37-42 各個Ar1和Ar2獨立是取代的或未取代的芳基或雜芳基,n是1-6的整數(shù),各個R1獨立是H、F、Cl、Br、I、-SH、-OH、烷基、芳基、雜芳基、氟烷基、氟烷基烷氧基、烯基、烷氧基、氨基、或烷基-COOH。各個R3獨立是H、F、Cl、Br、I、烷基、氟烷基、烷氧基、芳基、氨基、氰基、或硝基。各個X、X1、和X2獨立是O、S、Se、NR3、BR3、或PR3。任何這些取代基的烷基、芳基、和雜芳基部分可以是取代的或未取代的。各個R1、R2、R3、和X、X1、和X2可以是與相同標(biāo)記的取代基彼此相同的或不同的(即,所有的R1取代基都是相同的,或一個或多個R1取代基彼此不同)。
任選的交聯(lián)劑可包含在可聚合的形成無定形基體的化合物中作為可聚合的形成無定形基體的材料的一部分。交聯(lián)劑不一定形成無定形基體,但也不會阻礙該無定形基體的形成。交聯(lián)劑包括兩個或多個可聚合部分,可與可聚合的形成無定形基體的化合物聚合。在一些實施方案中,在轉(zhuǎn)移到受體后,交聯(lián)劑必須與可聚合的形成無定形基體的材料聚合。合適材料的例子包括三縮水甘油基三苯基乙烷(43)、異氰尿酸三縮水甘油酯(44)、四甲氧基甲基甘脲(45)、三-1,3,5-(對三甲氧基甲硅烷基苯基)苯(46)、和三(對三甲氧基甲硅烷基丙基苯基)胺(47)。
例如,帶有兩個或多個羥基部分的無定形的形成基體的化合物可以用三-1,3,5-(對三甲氧基甲硅烷基苯基)苯(46)或三(對三甲氧基甲硅烷基丙基苯基)胺(47)作為交聯(lián)劑進(jìn)行聚合。
除非特別指明,術(shù)語“烷基”包括直鏈、支鏈、和環(huán)狀的烷基并包括取代和未取代的烷基。除非特別指明,烷基通常是C1-C20。“烷基”的例子在此包括但不限于甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、異丁基、和異丙基,等等。
除非特別指明,術(shù)語“亞烷基”包括直鏈、支鏈、環(huán)狀二價的烴基并包括取代的未取代的亞烷基基團(tuán)。除非特別指明,亞烷基通常是C1-C20?!皝喭榛钡睦釉诖税ǖ幌抻趤喖谆?、亞乙基、亞丙基、亞丁基和亞異丙基,等等。
除非特別指明,術(shù)語“烯基”包括直鏈、支鏈和環(huán)狀單價的具有一個或多個雙鍵的烴基,并包括取代的或未取代的烯基。除非特別指明,烯基統(tǒng)稱是C2-C20。“烯基”的例子在此包括但不限于乙烯基、丙烯基,等等。
除非特別指明,術(shù)語“亞烯基”包括直鏈、支鏈和環(huán)狀二價具有一個或多個雙鍵的烴基,并包括取代的或未取代的亞烯基。除非特別指明,亞烯基統(tǒng)稱是C2-C20?!皝喯┗钡睦釉诖税ǖ幌抻谝蚁?,2-二基、丙烯1,3-二基,等等。
除非特別指明,術(shù)語“芳基”指單價的不飽和芳香碳環(huán)基團(tuán),具有一個到15個環(huán),如苯基或聯(lián)苯基,或多重稠合環(huán),如萘基或蒽基,或他們的組合。芳基的例子在此包括但不限于苯基、2-萘基、1-萘基、聯(lián)苯基、2-羥基苯基、2-氨基苯基、2-甲氧基苯基,等等。
除非特別指明,術(shù)語“亞芳基”指二價的不飽和芳香碳環(huán)基團(tuán),具有一個到15個環(huán),如亞苯基,或多重稠合環(huán),如亞萘基或亞蒽基,或他們的組合。亞芳基的例子在此包括但不限于苯-1,2-二基、苯-1,3-二基、苯-1,4-二基、萘-1,8-二基、蒽-1,4-二基,等等。
除非特別指明,術(shù)語“雜芳基”指含有單價的5-7元含有一個或多個雜原子(獨立選自N、O、S)的芳香環(huán)基團(tuán)的官能基。這樣的雜芳環(huán)可任選地與一個或多個其他雜環(huán)、雜芳環(huán)、芳環(huán)、環(huán)烯基環(huán)、或環(huán)烷基環(huán)稠合?!半s芳基”的例子在此包括但不限于呋喃基、噻吩基、吡咯基、咪唑基、吡唑基、三唑基、四唑基、噁唑基、異噁唑基、噁二唑基、噻二唑基、異噻唑基、吡啶基、噠嗪基、吡嗪基、嘧啶基、喹啉基、異喹啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、和吲唑基,等等。
除非特別指明,術(shù)語“雜亞芳基”指含有單價的5-7元含有一個或多個雜原子(獨立選自N、O、S)的二價芳香環(huán)基團(tuán)的官能基。這樣的雜芳環(huán)可任選地與一個或多個其他雜環(huán)、雜芳環(huán)、芳環(huán)、環(huán)烯基環(huán)、或環(huán)烷基環(huán)稠合?!半s亞芳基”的例子在此包括但不限于呋喃-2,5-二基、噻吩-2,4-二基、1,3,4-噁二唑-2,5-二基、1,3,4-噻二唑-2,5-二基、1,3-噻唑-2,4-二基、1,3-噻唑-2,5-二基、吡啶2,4-二基、吡啶-2,3-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶2,4-二基、喹啉-2,3-二基,等等。
取代的烷基、亞烷基、烯基、亞烯基、芳基、亞芳基、雜芳基、和雜亞芳基的合適的取代基包括但不限于烷基、亞烷基、烷氧基、芳基、亞芳基、雜芳基、雜亞芳基、烯基、亞烯基、氨基、F、Cl、Br、I、-OH、-SH、氰基、硝基、-COOH、和-COO-烷基。
較好的是,可聚合的形成無定形基體的材料在期望的操作和儲存條件下沒有形成穩(wěn)定的結(jié)晶相的顯著傾向或不會形成穩(wěn)定的結(jié)晶相。較好的是,可聚合的形成無定形基體的材料在期望的儲存條件下沒有發(fā)生聚合的顯著傾向。此外,較好的是,可聚合的形成無定形基體的材料和發(fā)光材料與普通溶劑是相容的或能溶解與普通溶劑中,在溶液涂覆過程中不會發(fā)生顯著的相分離,更好的是,在除去溶劑是不發(fā)生相分離。
一般,當(dāng)無定形基體形成時,降低無定形基體/LEP(或其他發(fā)光材料)混合物的內(nèi)聚力的閾值是LEP成為不連續(xù)相(如果存在兩個可觀察的相)的點,或LEP鏈被無定形基體溶解的點(如果存在單相)。通常,發(fā)光聚合物或其他發(fā)光分子的總量不超過涂料組合物固體的50重量%,可以是該固體的40重量%、25重量%、或者更少。通常,可聚合的形成無定形基體的材料對發(fā)光材料(如發(fā)光聚合物)的重量比為至少1∶1,通常是在1∶1-1∶100的范圍。一般,對熱轉(zhuǎn)移應(yīng)用而言,至少1∶1的比,通常至少2∶1或3∶1或更多的比是合適的。
在一些實施方案中,可聚合的形成無定形基體的材料是或包括空穴或電子傳輸材料。在這一些實施方案中,空穴或電子傳輸材料層是用可聚合無定形基體的材料或這種材料的組分形成的,再用含有相同的可聚合的形成無定形基體的材料的發(fā)光層涂布或涂布在這種層上。
在一些實施方案中,通過用不同濃度的發(fā)光材料沉積數(shù)層可形成發(fā)光材料的梯度,得到需要的分布。下述的熱轉(zhuǎn)移方法通過依次轉(zhuǎn)移各層可用于制造這樣的結(jié)構(gòu)。此外,可用不同的光發(fā)材料形成層,得到不同的顏色,或產(chǎn)生例如重疊的紅、綠、和藍(lán)色的像素并在每個像素間插入電極。
如果可聚合的形成無定形基體的材料不是空穴或電子傳輸材料,就可能需要將空穴或電子傳輸材料作為涂料組合物的一部分包括進(jìn)去。可以包括在涂料組合物中的其他材料包括例如小分子摻雜劑(如三線態(tài)發(fā)射劑);惰性聚合物;熱引發(fā)劑;光引發(fā)劑;涂料助劑、表面活性劑;顆粒材料(用來例如降低內(nèi)聚力);分散劑;穩(wěn)定劑;和光敏劑。
在一些實施方案中,可聚合的形成無定形基體的材料也是發(fā)光分子。在這些實施方案中,最好選擇該材料和操作條件以便有利于由發(fā)光材料而不是由可聚合的形成無定形基體的材料的發(fā)射。例如,可聚合的形成無定形基體的材料能夠在光譜的藍(lán)區(qū)發(fā)射光。在該例子中,可選擇發(fā)光聚合物,它在光譜的紅區(qū)或綠區(qū)發(fā)射。選擇可例如基于分子能量轉(zhuǎn)移的機(jī)理和材料帶隙。在有些例子中,發(fā)光材料或該發(fā)光材料的一個或多個組分包含可聚合部分,它可與可聚合的形成無定形基體的材料發(fā)生聚合。
應(yīng)該認(rèn)識到,發(fā)光材料以外的電活性材料可被配制在用可聚合的形成無定形基體的材料形成的無定形基體中。例如,導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料可被配制在可聚合的形成無定形基體的材料中。應(yīng)用的例子包括通過將空穴傳輸材料或電子傳輸材料配制在可聚合的形成無定形基體的材料中,形成空穴傳輸層或電子傳輸層。無定形基體可用例如上述的任何材料形成。該結(jié)構(gòu)對于導(dǎo)電或半導(dǎo)電聚合材料產(chǎn)生內(nèi)聚力比聚合物本身低的層特別有用。
可使用各種發(fā)光材料(包括LEP和SM發(fā)光劑)。發(fā)光劑包括例如熒光和磷光材料。合適的LEP材料的類型的例子包括聚(亞苯乙烯)(poly(phenylenevinylene))(PPV)、聚對苯撐(PPP)、聚芴(PF)、現(xiàn)在已知的或后來開發(fā)的其他LEP、和它們的共聚物和混合物。合適的LEP還可分子摻雜,用熒光染料或其他PL材料分散,用活性的或非活性的材料摻混,用活性的或非活性的材料分散,等等。合適的LEP的例子見Kraft,et a1.,Angew.Chem.Int.Ed.,37,402-428(1998);美國專利5621131;5708130;5728801;5840217;5869350;5900327;5929194;6132641;6169163和PCT專利申請出版物99/40655。
SM材料一般是非聚合物有機(jī)或有機(jī)金屬分子材料,可用于OEL顯示器和裝置,作為發(fā)射劑材料、電荷傳輸材料,在發(fā)射劑層(如用于控制發(fā)射的顏色)或電荷傳輸層中,作為摻雜劑,等等。常用的SM材料包括金屬螯合化合物(如三(8-羥基喹啉)鋁(AiQ)和N,N’-雙(3-甲基苯基)-N,N’-二苯基聯(lián)苯胺(TPD))。其他SM材料公開在例如C.H.Chen,et al.,Macromol.Symp.125,1(1997),日本待公開專利申請2000-195673,美國專利6030715;6150043和6242115和PCT專利申請出版物WO00/18851(二價鑭系金屬配合物)和WO98/55561。
再參考圖1,器件層110放置在基底120上?;?20可以是任何適用于OEL裝置和顯示應(yīng)用的基底。例如,基底120可包括玻璃、透明塑料、或其他合適的對可見光基本上透明的材料?;?20也可以是對可見光不透明的,例如不銹鋼、晶體硅、多晶硅等等。因為在OEL裝置中的某些材料由于接觸水或氧特別容易受損壞,基底120優(yōu)選具有適當(dāng)?shù)沫h(huán)境屏障,或具有一個或多個提供適當(dāng)?shù)沫h(huán)境屏障的層、涂層、或?qū)訅簩印?br>
基底120也可以包含任意數(shù)量的在OEL裝置和顯示器中合適的裝置或組件,如晶體管陣列和其他電子裝置;濾色器、偏光片、波片、漫射片、和其他光學(xué)裝置;絕緣器、屏蔽條、黑底、遮蔽工件和其他這樣的組件,等等。一般,在形成OEL的剩下的層或器件層110的裝置之前,將一個或多個電極涂布、沉積、構(gòu)圖或用其他方法配置在基底120上。當(dāng)使用透光的基底120并且OEL裝置是底發(fā)射的時,配置在基底120和發(fā)射材料之間的電極優(yōu)選基本上是對光透明的,例如透明的導(dǎo)電電極(如氧化銦錫(ITO))或任何一種許多其他透明的導(dǎo)電氧化物。
元件130可以是用于OEL顯示器或裝置100的合適的元件。例如,當(dāng)裝置100是背光時,元件130可以是LCD模塊。在LCD模塊和背光裝置100之間可提供一個或多個偏光片,例如吸收或反射清除偏光片。或者,當(dāng)裝置100本身是信息顯示器時,元件130可包含一個或多個偏光片、波片、觸盤、抗反射涂層、抗沾污涂層、投影屏、亮度增強(qiáng)膜、或其他光學(xué)組件、涂層、用戶接口裝置,等等。
含有發(fā)光材料的有機(jī)電子裝置可至少部分通過發(fā)光材料從熱轉(zhuǎn)移供體片材到需要的受體基底的選擇性熱轉(zhuǎn)移制造。例如,發(fā)光聚合物顯示器和燈可通過將LEP和可聚合的形成無定形基體的材料涂布在供體片材上,然后選擇性地將LEP層單獨或與其他器件層或材料一起轉(zhuǎn)移到顯示基材上。
用于有機(jī)電子裝置的含發(fā)光材料的層的選擇性熱轉(zhuǎn)移可用熱轉(zhuǎn)移供體進(jìn)行。圖2表示適用于本發(fā)明的熱轉(zhuǎn)移供體200。供體元件200包括基礎(chǔ)基底210、任選的底層212、任選的光熱轉(zhuǎn)換層(LTHC層)214、任選的中間層216和轉(zhuǎn)移層218。這些元件的每一個都在隨后詳細(xì)敘述。還可存在其他層。合適的供體或供體的層的例子見美國專利6242152;6228555;6228543;6221533;6221543;5214520;6194119;6114088;5998085;5725989;5710097;5695907;5693446和共轉(zhuǎn)讓美國專利申請系列號09/853062;09/844695;09/844100;09/622980;09/622845;09/473114;09/451984;09/931598;10/004706;10/183717。
在本發(fā)明方法中,發(fā)射有機(jī)材料包括LEP或其他材料,通過把供體元件的轉(zhuǎn)移層相鄰放在受體上并選擇性地加熱供體元件,可被選擇性地從供體片材轉(zhuǎn)移到受體基材。說明性地,供體元件可通過用成像輻射輻照供體元件來選擇性地加熱,該輻射可被配制在供體(常常是在分開的LTHC層)中的光-熱轉(zhuǎn)換材料吸收,并轉(zhuǎn)化為熱。在這些情況下,供體可被暴露在通過供體基底、通過受體、或通過二者的成像輻射。輻射可包括一種或多種波長,包括從例如激光、燈或其他輻射源的可見光、紅外輻射、或紫外輻射。也可用其他加熱方法,如用熱印頭或用熱的熱印(如有圖案的熱的熱印,如加熱的硅橡膠印,它具有可用來選擇性地加熱供體的釋熱圖案)。熱轉(zhuǎn)移層的材料可用此方法被選擇性地轉(zhuǎn)移到受體上,在受體上用成像的方法形成圖案。在許多例子中,用從例如燈或激光來的光有圖案地照射供體來進(jìn)行熱轉(zhuǎn)移是有優(yōu)點的,因為常能達(dá)到精確性和精密性。轉(zhuǎn)移圖案的大小和形狀(如線、圓圈、正方形或其他形狀)可通過例如選擇光束的大小、光束的照射圖案、導(dǎo)入的光束與供體片材的接觸時間、或供體片材的材料來控制。轉(zhuǎn)移的圖案也可用通過掩模照射供體元件來控制。
如所述的,熱印頭或其他加熱元件(有圖案的或其他的)也可直接用來選擇性地加熱供體元件,由此按圖案轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移層的一部分。在此情況下,供體片材中的光-熱轉(zhuǎn)換材料是任選的。熱印頭或其他加熱元件特別適用于制作材料的低分辨圖案,或用來構(gòu)圖無須精確控制其位置的元件。
轉(zhuǎn)移層也可從供體片材轉(zhuǎn)移而無須選擇性地轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移層。例如,可將轉(zhuǎn)移層形成在供體基底上,后者實際上起臨時的襯里的作用,可在轉(zhuǎn)移層與受體基材通常用熱或壓力使起互相接觸后脫去。這種方法,稱為層壓轉(zhuǎn)移,可用來將整個轉(zhuǎn)移層,或大部分轉(zhuǎn)移層轉(zhuǎn)移到受體上。
熱質(zhì)轉(zhuǎn)移的模式可根據(jù)所用的選擇性加熱的類型、用來照射供體的輻射的類型、材料的類型和任選的LTHC層的性質(zhì)、轉(zhuǎn)移層材料的類型、供體的整個構(gòu)造、受體基材的類型等等加以變化。不想受理論的束縛,轉(zhuǎn)移通常經(jīng)過一種或多種機(jī)理進(jìn)行,取決于成像條件、供體構(gòu)造、等等,可強(qiáng)調(diào)或不強(qiáng)調(diào)機(jī)理中的某一種或多種。熱轉(zhuǎn)移的一種機(jī)理包括熱熔粘轉(zhuǎn)移,由此在熱轉(zhuǎn)移層和供體元件的其余部分之間的截面上局部加熱可降低熱轉(zhuǎn)移層在所選部位對供體的粘合力。熱轉(zhuǎn)移層的所選擇的部分可比粘接在供體上更強(qiáng)地粘接在受體上,因此當(dāng)除去供體元件時,轉(zhuǎn)移層的所選擇的部分保留在受體上。熱轉(zhuǎn)移的另一個機(jī)理包括燒蝕轉(zhuǎn)移,由此局部加熱可用來將轉(zhuǎn)移層的部分從供體元件上燒蝕掉,因此將被燒蝕的材料引向受體。熱轉(zhuǎn)移的再一種機(jī)理包括升華,由此分散在轉(zhuǎn)移層中的材料可被供體元件中產(chǎn)生的熱升華。一部分升華的材料凝結(jié)在受體上。本發(fā)明所期望的轉(zhuǎn)移模式包括這些和其他機(jī)理的一種或多種,由此供體片材的選擇性加熱可被用來使材料從轉(zhuǎn)移層轉(zhuǎn)移到受體表面。
有多種輻射源可用來加熱供體片材。對類似的技術(shù)(如通過掩模曝光),高功率光源(如氙閃光燈和激光)也是有用的。對數(shù)字成像技術(shù),紅外、可見和紫外激光特別有用。合適的激光包括例如高功率(>/=100mW)單模激光二極管、纖維偶合激光二極管、和二極管抽運的固態(tài)激光(如Nd:YAG和Nd:YLF)。激光照射停留時間可廣范圍變化,例如,從微秒的百分之幾到幾十微秒或更長,激光積分通量可在例如約0.01一約5J/cm2,或更多。其他輻射源或幅照條件可適當(dāng)?shù)鼗诠w元件構(gòu)造、轉(zhuǎn)移層材料、熱質(zhì)轉(zhuǎn)移的模式、和其他因素而定。
當(dāng)需要熱點位置在整個大基底面積的精確性時(如當(dāng)用于高信息量顯示器和其他這樣的應(yīng)用),激光作為輻射源是特別有用的。激光源與大的剛性基底(如1m×1m×1.1mm玻璃)和連續(xù)的或成片的膜基底(如100微米厚的聚酰亞胺片材)也是相容的。
在成像過程中,可使供體片材與受體緊密接觸(如通常的熱熔粘合轉(zhuǎn)移機(jī)理的情況)或供體片材可放置在距離受體一定距離的地方(如燒蝕轉(zhuǎn)移機(jī)理的情況或材料升華轉(zhuǎn)移機(jī)理的情況)。在至少一些例子中,可用壓力或真空使供體片材與受體緊密接觸。在一些例子中,可將掩模放在供體片材和受體之間。在轉(zhuǎn)移后該掩??杀怀セ蛄粼谑荏w上。如果在供體中存在光熱轉(zhuǎn)換材料,輻射源可用來以成像的方式(如數(shù)字方式或通過掩模的類似曝光)加熱LTHC層(或其他含輻射吸收劑的層),以成像地進(jìn)行從供體片材到受體的轉(zhuǎn)移層的轉(zhuǎn)移或形成圖形。
通常,轉(zhuǎn)移層有選擇地部分轉(zhuǎn)移到受體而無須轉(zhuǎn)移供體片材的其他層(如任選的中間層或LTHC層)的顯著部分。任選的中間層的存在可能消除或降低材料從LTHC層到受體的轉(zhuǎn)移?;蚪档娃D(zhuǎn)移層轉(zhuǎn)移部分的變形。較好的是,在成像條件下,任選的中間層對LTHC層的粘合力要大于中間層對轉(zhuǎn)移層的粘合力。中間層對于成像發(fā)射可以是透光的、反射的、或吸收的,可用來衰減或控制成像輻射穿透供體的水平,或調(diào)節(jié)供體的溫度,例如在成像時對轉(zhuǎn)移層基于熱或基于輻射的損傷??梢源嬖诙嘀刂虚g層。
可使用大的供體片材,包括以米量度的長度和寬度尺寸的供體片材。在操作中,激光可通過光柵或在大供體片材上方移動,激光被選擇性地操作,以便按照所需圖象照亮供體片材的部分?;蛘?,激光可以是靜止的,供體片材或受體基材在激光下面移動。
在一些例子中,依次使用兩個或多個不同的工藝片材在受體上形成電子裝置可能是需要的、希望的、或方便的。例如,可通過轉(zhuǎn)移不同的供體片材的不同的層或不同的堆積層來形成多層裝置。多層堆積也可作為單一的轉(zhuǎn)移單位從單一的供體元件轉(zhuǎn)移。例如,空穴傳輸層和LEP層可以從單一的供體片材共轉(zhuǎn)移。另一個例子是,半導(dǎo)電的聚合物和發(fā)射層可從單一的供體共轉(zhuǎn)移。多供體片材也可以用來在受體的相同層上形成分開的組件。例如,三個不同的供體,各有一個含有能夠發(fā)射不同顏色(如紅、綠、藍(lán))的LEP,可被用來形成RGB亞像素(sut-pixel)OEL裝置,用于全色偏振發(fā)光電子顯示器。另一個例子是,導(dǎo)電的或半導(dǎo)電的聚合物可通過從一個供體熱轉(zhuǎn)移構(gòu)成圖案,然后從一個或多個其他供體選擇性熱轉(zhuǎn)移發(fā)射層,在一個顯示器中形成多個OEL裝置。還有一個例子是,用作有機(jī)晶體管的層可通過電活性有機(jī)材料(定向或非定向的)的選擇性熱轉(zhuǎn)移構(gòu)成圖象,接著通過一個或多個像素或亞像素元素(如濾色片、發(fā)射層、電荷轉(zhuǎn)移層、電極層等)的選擇性熱轉(zhuǎn)移構(gòu)圖,來構(gòu)成圖案。
分開的供體片材的材料可轉(zhuǎn)移到鄰接的受體上的其他材料中,以形成鄰接的裝置,鄰接裝置的部分或同一裝置的不同部分?;蛘?,分開的供體片材的材料可直接轉(zhuǎn)移到其他層或材料的上層或與其他層或材料有部分重疊的重合,這些層或材料是先前通過熱轉(zhuǎn)移或其他方法(如光刻、通過影孔板淀積等)構(gòu)圖在受體上的。兩種或多種供體片材的其他各種組合可用來形成裝置,每個供體片材形成裝置的一個或多個部分。應(yīng)該理解,在受體上的這些裝置或其他裝置的其他部分可通過任何合適的方法整個或部分形成,這些方法包括光刻方法、噴墨方法、和各種其他以印刷或掩模為基礎(chǔ)的方法,不論是常規(guī)使用的還是新近開發(fā)的。
再參考圖2,現(xiàn)在敘述供體片材200的各層。
供體基底210可以是聚合物膜。一種合適的聚合物膜類型是聚酯膜,例如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或聚萘二甲酸乙二酯(PEN)膜。但是,根據(jù)具體的應(yīng)用,也可使用其他具有足夠的光學(xué)性質(zhì),包括在特定波長光的高透過率或足夠的機(jī)械和熱穩(wěn)定性質(zhì)的膜。供體基底,至少在某些例子中,是平坦的,以便在上面能形成均勻的涂層。供體基底通常選自這樣的材料,盡管在一個或多個供體層上加熱它仍然是穩(wěn)定的。然而,如下所述,在基底和LTHC層之間包含底層,這樣在成像過程中可使基底隔絕由LTHC層產(chǎn)生的熱。供體基底的一般厚度的范圍在0.025-0.15毫米,優(yōu)選0.05-0.1毫米,可以使用更厚或更薄的供體基底。
可選擇用來形成供體基底的材料,以便改善供體基底和底層之間的粘合力,控制基底和底層之間的熱傳導(dǎo),控制成像輻射傳導(dǎo)到LTHC層,降低成像缺陷,等等。還可用任選的底涂層來提高各層涂布在基底上的均勻性,還可提高供體基底和相鄰層之間的結(jié)合強(qiáng)度。
可涂布一層任選的底層212,或用其他方法置于供體基底和LTHC層之間,以便例如在成像過程中控制基底和LTHC層之間的熱流,為供體元件在貯存、操作、供體加工、或成像時提供機(jī)械穩(wěn)定性。合適的底層和提供底層的方法公開在共轉(zhuǎn)讓的美國專利申請系列號09/743114中。
底層可包含能向供體元件提供需要的機(jī)械或熱性質(zhì)的材料。例如,底層可包含顯示低比熱與密度的乘積(如比熱x密度)或相對于供體基底低導(dǎo)熱性的材料。這樣的底層可用來提高對過度膜的熱流,例如以便改善供體的成像靈敏度。
底層還可包含具有機(jī)械性質(zhì)的材料或可提高基底和LTHC之間的粘合力的材料。使用能改善基底和LTHC層之間的粘合力的底層,在轉(zhuǎn)移圖象時可減少變形。一個例子是,在某些情況下,可使用能減少或消除LTHC層脫層或分層的底層,例如,否則在供體介質(zhì)成像的過程中就可能發(fā)生這些情況。這可減少轉(zhuǎn)移層被轉(zhuǎn)移的部分產(chǎn)生的物理變形的量。但是,在其他情況下,可能需要在成像過程中使用底層能至少促使各層之間某種程度的分層,例如,在成像過程中在各層之間產(chǎn)生具有隔熱功能的氣隙。成像過程中的分層還可提供釋放氣體的通道,該氣體可能在成像過程中由LTHC層的加熱產(chǎn)生。有了這樣的通道可減少成像的缺陷。
底層可以是在成像波長上實質(zhì)上透明的,或也可以是至少部分吸收或反射成像輻射的。由底層產(chǎn)生的成像輻射的衰減或反射可用來控制成像過程中熱的產(chǎn)生。
再參考圖2,可在本發(fā)明供體片材中包含LTHC層214,以便將幅照能偶合到供體片材中。LTHC曾優(yōu)選包含輻射吸收劑,它吸收入射的輻射(如激光)并將其至少一部分轉(zhuǎn)換為熱,以便能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)移層從供體片材到受體的轉(zhuǎn)移。
一般,LTHC層中的輻射吸收劑能吸收電磁譜的紅外、可見或紫外區(qū),并將所吸收的輻射轉(zhuǎn)換為熱。輻射吸收劑通常是對所選擇的成像輻射高吸收性的,只要在成像輻射的波長上有約0.2到3或更高的光密度。一個層的光密度是光透過層的強(qiáng)度與入射在層上的光強(qiáng)度之比的對數(shù)(10為底)的絕對值。
輻射吸收劑材料可均勻地配制在整個LTHC層內(nèi)或可被非均勻分散。例如,如在共轉(zhuǎn)讓美國專利申請系列號09/474002所敘述的,非均相LTHC層可用來控制供體元件中的溫度曲線。這可使供體片材改善轉(zhuǎn)移性質(zhì)(如,在要轉(zhuǎn)移的圖象和實際轉(zhuǎn)移的圖象之間的更好的保真度)。
合適的輻射吸收劑材料包括例如染料(如可見染料、紫外染料、紅外染料、熒光染料、和輻射偏振染料)、顏料、金屬、金屬化合物、金屬膜、和其他合適的吸收材料。合適的輻射吸收劑的例子包括碳黑、金屬氧化物、和金屬硫化物。合適的LTHC層的一個例子可包含顏料(如碳黑)、和粘合劑(如有機(jī)聚合物)。另一個合適的LTHC層包含形成薄膜的金屬或金屬/金屬氧化物,例如黑鋁(即具有黑色外觀的部分氧化的鋁)。金屬的和金屬化合物膜可通過如例如濺射淀積或氣相淀積的技術(shù)形成??捎谜澈蟿┖腿魏魏线m的干或濕的涂布技術(shù)形成顆粒涂層。LTHC層還可通過將含有相似或不相似材料的2層或多層LTHC層結(jié)合來形成。例如,LTHC層可通過將黑鋁薄膜氣相淀積在含有配制在粘合劑中的碳黑的涂層上形成。
適用于LTHC層的輻射吸收劑的染料以顆粒形式、溶解在粘合劑材料中、或至少部分分散在粘合劑材料中存在。當(dāng)使用分散的顆粒輻射吸收劑時,至少在某些例子中顆粒度可在約10微米或更小,還可以是約1微米或更小。合適的染料包括在光譜紅外區(qū)有吸收的那些染料。可根據(jù)在特定的粘合劑或涂料溶劑中的溶解度或與它們的相容性以及吸收的波長范圍等因素來選擇具體的染料。
顏料材料也可用于LTHC層作為吸收劑。合適的顏料的例子包括碳黑和石墨,以及酞菁、二硫環(huán)戊烯鎳(nickel dithiolenes)、和其他在美國專利5166024和5351617中敘述的顏料。此外,也可使用基于銅或鉻配合物的黑色偶氮顏料,例如吡唑啉酮黃、聯(lián)茴香胺紅、和鎳偶氮黃。也可使用無機(jī)顏料,包括例如金屬的氧化物和硫化物,如鋁、鉍、錫、銦、鋅、鈦、鉻、鉬、鎢、鈷、銥、鎳、鈀、鉑、銅、銀、金、鋯、鐵、鉛、碲。金屬硼化物、碳化物、氮化物、碳氮化物、青銅結(jié)構(gòu)的氧化物和結(jié)構(gòu)上與青銅家族有關(guān)聯(lián)的氧化物(如WO2.9)。
金屬輻射吸收劑可以顆粒的形式使用,如在美國專利4252671中所述,或可一膜的形式使用,如美國專利5256506中所述。合適的金屬包括例如鋁、鉍、錫、銥、碲和鋅。
適用于LTHC層的粘合劑包括成膜聚合物,如,例如,酚醛樹脂(如線型酚醛清漆和可熔酚醛樹脂)、聚乙烯醇縮丁醛樹脂、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇縮乙醛、聚偏氯乙烯、聚丙烯酸酯、纖維素醚和酯、硝化纖維素、和聚碳酸酯。合適的粘合劑包括已經(jīng)或能夠聚合或交聯(lián)的單體、低聚物或聚合物。也可包含添加劑如光引發(fā)劑以促進(jìn)LTHC粘合劑的交聯(lián)。在某些例子中,粘合劑基本上是有可交聯(lián)單體的涂料或低聚物加上任選的聚合物形成。
包含熱塑性樹脂(如聚合物)可改善,至少在某些例子中,LTHC層的性能(如轉(zhuǎn)移性質(zhì)或可涂布性)。認(rèn)為熱塑性樹脂可改善LTHC層對供體基底的粘合力。在一個實施方案中,粘合劑包括25-50重量%(在計算重量百分?jǐn)?shù)時扣除溶劑)熱塑性樹脂,較好是30-45重量%熱塑性樹脂,雖然也可以使用更少量的熱塑性樹脂(如1-15重量%)。通常選擇熱塑性樹脂使之能與粘合劑的其他材料相容(即形成一相組合物)。至少在某些實施方案中,使用溶度參數(shù)為9-13(cal/cm3)1/2較好9.5-12(cal/cm3)1/2的熱塑性樹脂為粘合劑。合適的熱塑性樹脂的例子包括聚丙烯酸樹脂、苯乙烯-丙烯酸聚合物和樹脂和聚乙烯醇縮丁醛。
可加入常規(guī)的涂料助劑,如表面活性劑和分散劑以促進(jìn)涂布工藝??捎酶鞣N本領(lǐng)域已知的方法將LTHC層涂布在供體基底上。在至少有些實施方案中,聚合的或有機(jī)的LTHC層可涂布到0.05-20微米的厚度,較好0.5-10微米,更好1-7微米。無機(jī)的LTHC層在至少某些實施方案中可涂布到0.0005-10微米的厚度,更好0.001-1微米。
再參考圖2,任選的中間層216可夾在LTHC層214和轉(zhuǎn)移層218之間。中間層可用來例如盡量減少轉(zhuǎn)移層的轉(zhuǎn)移部分的損傷和沾污,也可減少轉(zhuǎn)移層的轉(zhuǎn)移部分的變形。中間層還可影響轉(zhuǎn)移層對供體片材其余部分的粘合力。通常,中間層具有高耐熱性。較好的是,中間層在成像條件下不變形或化學(xué)分解,特別是變形或分解到使轉(zhuǎn)移的圖象變得失效的程度。中間層通常在轉(zhuǎn)移過程中仍然與LTHC曾保持接觸,并基本上不與轉(zhuǎn)移層一起轉(zhuǎn)移。
合適的中間層包括,例如,聚合物膜、金屬層(如氣相淀積的金屬層)、無機(jī)層(如二氧化硅、氧化鈦、和其他金屬氧化物)、和有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層。適合作為中間層材料的有機(jī)材料包括熱固性的和熱塑性的材料。合適的熱固性材料包括但不限于已交聯(lián)的或可交聯(lián)的聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚酯、環(huán)氧樹脂、和聚氨酯。熱固性材料可被涂布在LTHC層上作為例如熱塑性前體并隨后交聯(lián)形成交聯(lián)的中間層。
合適的熱塑性材料包括例如聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚砜、聚酯和聚酰亞胺??赏ㄟ^常規(guī)的涂布技術(shù)(如溶劑涂布、噴涂、或擠出貼面)將熱塑性有機(jī)材料涂布。通常,適合作為中間層的熱塑性材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為25℃更高,較好50℃或更高。在某些實施方案中,中間層包括的熱塑性材料其Tg高于任何成像過程中轉(zhuǎn)移層所達(dá)到的溫度。中間層在成像輻射波長可以是透光的、吸收性的、反射性的、或他們的某些組合。
適合作為中間層的無機(jī)材料包括例如金屬、金屬氧化物、金屬硫化物、和無機(jī)碳涂料,包括在成像光波長是高度透光的或反射的那些材料。這些材料通過常規(guī)技術(shù)(如真空濺射、真空蒸發(fā)、或等離子流噴射淀積)施涂在光熱轉(zhuǎn)換層上。
中間層可提供許多好處。中間層可以是對材料從光熱轉(zhuǎn)換層的屏障。它還可以調(diào)控轉(zhuǎn)移層達(dá)到的溫度,使得可以轉(zhuǎn)移熱不穩(wěn)定的材料。例如,中間層起熱擴(kuò)散劑的作用,以便控制在中間層和轉(zhuǎn)移層之間的界面上相對于在LTHC層達(dá)到的溫度的溫度。這可改善一轉(zhuǎn)移的層的質(zhì)量(即表面粗糙度、邊緣粗糙度,等等)。中間層的存在也可在已轉(zhuǎn)移的材料中產(chǎn)生改善的塑性記憶。
中間層還可含有添加劑,包括例如光引發(fā)劑、表面活性劑、顏料、增塑劑、和涂料助劑。中間層的厚度取決于例如中間層的材料、LTHC層的材料和性質(zhì)、轉(zhuǎn)移層的材料和性質(zhì)、成像輻射的波長、供體片材暴露于成像輻射的時間等因素。對于聚合物中間層,中間層的厚度通常是0.05-10微米。對于無機(jī)中間層(如金屬或金屬化合物中間層),中間層的厚度通常是0.005-10微米。
再參考圖2,熱轉(zhuǎn)移層218被包括在供體片材200中。轉(zhuǎn)移層218可包含任何合適的材料,配置成一個或多個層,單獨或與其他材料組合。當(dāng)供體元件被暴露于直接的熱或暴露于被光熱轉(zhuǎn)換材料吸收后能轉(zhuǎn)化為熱的成像輻射時,轉(zhuǎn)移層218能夠通過任何合適的轉(zhuǎn)移機(jī)理以一個單位或部分選擇性地轉(zhuǎn)移。
本發(fā)明意欲包括這樣的轉(zhuǎn)移層,它包含發(fā)光材料、電荷傳輸材料、電荷阻斷材料、或半導(dǎo)電材料,配制在形成作為轉(zhuǎn)移層一部分的無定形基體的可聚合的形成無定形基體的材料中。本發(fā)明意欲包括這樣的轉(zhuǎn)移層,他包含LEP或其他發(fā)光分子作為發(fā)光材料。提供轉(zhuǎn)移層的一個方法是通過將發(fā)光材料和可聚合的形成無定形基體的材料溶液涂布到供體上,形成含有發(fā)光材料的無定形基體。在此方法中,發(fā)光材料和可聚合的形成無定形基體的材料可通過添加合適的溶劑增溶,并通過旋涂、凹槽輥涂、邁爾輥涂、刮涂等方法涂布在供體片材上。所選擇的溶劑最好不與已存在于供體片材中的任何層不良地相互作用(如溶脹或溶解)。涂層然后可任選地退火,溶劑蒸發(fā),留下含有無定形基體的轉(zhuǎn)移層。
轉(zhuǎn)移層然后可從供體元件選擇性地?zé)徂D(zhuǎn)移到鄰近的受體。如果需要,可以用一個以上的轉(zhuǎn)移層,使得用單個供體片材轉(zhuǎn)移多層構(gòu)造。另外的轉(zhuǎn)移層可包含可聚合的形成無定形基體的材料或其他材料。受體基底可以是適合于具體應(yīng)用的的任何基底,包括但不限于玻璃、透明膜、反射膜、金屬、半導(dǎo)體、和塑料。例如,受體基底可以是適合于顯示應(yīng)用的任何類型的基底或顯示元件。適合用作顯示器(如液晶顯示器、或發(fā)射顯示器)的受體基底包括對可見光基本上透過的剛性的或柔性的基底。合適的剛性受體的例子包括玻璃和剛性塑料,他們用銦錫氧化物涂布或形圖形,或用低溫多晶硅(LTPS)或其他晶體管結(jié)構(gòu)(包括有機(jī)晶體管)構(gòu)成電路。
合適的柔性基底包括基本上透明的和透光的聚合物膜、反射膜、轉(zhuǎn)射膜(tansflective)、偏振膜、多層光學(xué)膜等。柔性基底也可用電極材料或晶體管(例如直接形成在柔性基底上或在臨時載體基底上形成后轉(zhuǎn)移到柔性基底上的晶體管陣列)涂布或形成圖形。合適的聚合物基材包括聚酯基料(如聚對苯二甲酸二乙酯、聚萘二甲酸二乙酯)、聚碳酸酯樹脂、聚烯烴樹脂、聚乙烯基樹脂(如聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯基縮醛等)、纖維素酯基料(如三醋酸纖維素、乙酸纖維素)、和用作支載體的其他常規(guī)的聚合物膜。為了在塑料基底上制造OEL,常需要在塑料基底的一個或兩個表面上包含屏障膜或涂層,以便保護(hù)有機(jī)發(fā)光裝置和他們的電極免受過量水、氧氣等的接觸。
受體基底可用任何一個或多個的電極、晶體管、電容器、絕緣條、墊片、濾色器、黑底、空穴傳輸層、電子傳輸層、和其他對電子顯示器或其他顯示器有用的元件預(yù)先形成圖形。
本發(fā)明意欲包括發(fā)射偏振光的OEL顯示器和裝置。在一個實施方案中,OEL顯示器可被制成發(fā)射光并具有發(fā)射不同顏色光的相鄰裝置。例如,圖3顯示一個OEL顯示器300,他包括多個配置在基材320上的OEL裝置310。相鄰裝置310可制成發(fā)射不同顏色的光。
在裝置310中顯示的分隔僅用來說明的目的。相鄰的裝置可以是分開的、接觸的、重疊的,等等,或在顯示器基底上以一個以上的方向形成這些不同的組合。例如,平行條狀的透明導(dǎo)電陽極的圖形可形成在基底上,接著是空穴傳輸材料的條狀圖形和紅、綠、藍(lán)發(fā)光層的條狀重復(fù)圖形,接著是陰極的條狀圖形,陰極條與陽極條成垂直取向。這樣的結(jié)構(gòu)可適用于形成無源矩陣顯示器。在其他實施方案中,透明的導(dǎo)電陽極板可以兩種二維圖象提供在基底上,并與尋址電極(如一個或多個晶體管、電容器等)連接,這樣就適用于制造有源矩陣顯示器。其他層,包括發(fā)光層,可然后以單層涂布或沉積或形成圖形(如平行條、與陽極相當(dāng)?shù)亩S圖形,等)在陽極或電子裝置上。任何其他合適的構(gòu)造可包含在本發(fā)明中。
在一個實施方案中,顯示器300可以是多色顯示器。這樣,就可能需要將任選的偏光片330放置在發(fā)光裝置和觀察者之間,例如,用于增強(qiáng)顯示器的對比度。在舉例實施方案中,裝置310的每一個都發(fā)射光。有許多顯示器和裝置構(gòu)造被圖3說明的總構(gòu)造覆蓋。其中某些構(gòu)造在下面討論。
OEL背光可包括發(fā)射層。構(gòu)造可包括裸的或有電路的基底、陽極、陰極、空穴傳輸層、電子傳輸層、空穴注入層、電子注入層、發(fā)射層、顏色改變層、和其他適用與OEL裝置的層和材料。構(gòu)造還可包括偏光片、漫射片、光導(dǎo)管、透鏡、光控膜、亮度增強(qiáng)膜、等等。應(yīng)用包括白色或單色大面積單像素?zé)?例如當(dāng)通過熱印模轉(zhuǎn)移、層壓轉(zhuǎn)移、電阻頭熱印刷等);白色或單色大面積單電極對燈(具有大量緊密排列的發(fā)射層通過激光誘導(dǎo)的熱轉(zhuǎn)移形成圖形);和可調(diào)色多電極大面積燈來提供發(fā)射材料。
低分辨OEL顯示器可包含發(fā)射層。構(gòu)造可包括裸的或有電路的基底、陽極、陰極、空穴傳輸層、電子傳輸層、空穴注入層、電子注入層、發(fā)射層、顏色改變層、和其他適用于OEL裝置的層或材料。構(gòu)造還可包括偏光片、漫射片、光導(dǎo)管、透鏡、光控膜、亮度增強(qiáng)膜、等等。應(yīng)用包括圖形指示器燈(如圖標(biāo)等);分段的字母文字顯示器(如裝置時間指示器);小單色無源或有源基底顯示器;小單色無源或有源顯示器加圖形指示器燈作為完整顯示器的一部分(如手機(jī)顯示器);大面積像素顯示板(如多個模塊,或板,各有相對小數(shù)目的像素),這樣就可適用于戶外顯示器應(yīng)用;和安全顯示器應(yīng)用。
高分辨OEL顯示器可包含發(fā)射層。構(gòu)造可包括裸的或有電路的基底、陽極、陰極、空穴傳輸層、電子傳輸層、空穴注入層、電子注入層、發(fā)射層、顏色改變層、和其他適用于OEL裝置的層或材料。構(gòu)造還可包括偏光片、漫射片、光導(dǎo)管、透鏡、光控膜、亮度增強(qiáng)膜、等等。應(yīng)用包括有源或無源基體多色或全色顯示器;有源無源基體多色或全色顯示器加分段的或圖形的指示器燈(如高分辨裝置的激光誘導(dǎo)轉(zhuǎn)移加上圖標(biāo)在同一基材上的熱印模);和安全顯示器應(yīng)用。
實施例實施例11-(7-甲氧基-芴-2-基)乙酮的合成 按照Kajigaeshi,et al.Bull.Chem.Soc.Jpn.,52,3569-3572(1979)或Gray et al.,J.Chem.Soc.,1955,2686-2688通過用乙酰氯/AlCl3使芴-2-基-甲基醚?;苽?-(7-甲氧基-芴-2-基)乙酮。
實施例21-(7-溴-9H-芴-2-基)乙酮的合成 按照Tsuno ét al.,Bull.Chem.Soc.Jpn.,51,601-807(1978)通過用乙酸酐/AlCl3/硝基苯與2-溴芴(從Aldrich chemical Company,Milwaukee,WI購得)反應(yīng)制備1-(7-溴-9H-芴-2-基)乙酮。
實施例31-(7-溴-9,9-二丙基-9H-芴-2-基)乙酮的合成 將氯化芐基三乙基銨(3.19g,14mmole,0.077eq)和1-(7-溴-9H-芴-2-基)乙酮(52.26g,182mmole,1eq)懸浮在178mL DMSO中。加入50%NaOH水溶液(80mL)。1-溴丙烷(59.88g,437mmole,2.4eq)然后分成小量加入。反應(yīng)在室溫攪拌2小時,終止反應(yīng),水層用乙醚提取。合并的醚層用水洗滌5次,用Na2SO4干燥。有機(jī)層過濾,蒸發(fā)至干,殘留物用快速硅膠柱層析純化,得到1-(7-溴-9,9-二丙基-9H-芴-2-基)乙酮。
實施例4三溴化物(A)的合成 從實施例3得到的1-(7-溴-9,9-二丙基9H-芴-2-基)乙酮(20g,53.9mmol)在150mL對異丙基苯甲烷和p-MeC6H4SO3H(0.3g)的混合物在Dean Stark分水器中回流3天,得到化合物A。
實施例5可聚合的形成無定形基體的化合物1的合成 用類似于W.A.Nugent and R.j.MckKinney,J.Org.Chem.,50,5370-5372(1985)的方法合成化合物1。實施例4的三溴化物A(1mmol)和氯化[雙(二甲基膦基)乙烷]鎳(II)(0.03g)在THF中用溴化乙烯基鎂(3.75mL,1.0M在THF中的溶液)在室溫處理。反應(yīng)結(jié)束后,用半飽和NH4Cl水溶液猝滅?;旌衔镉靡颐烟崛。舭l(fā)乙醚后得到產(chǎn)物。
實施例6帶有氮化物部分的可聚合的形成無定形基體的化合物的合成用類似于P.A.S.Smith,C.D.Rowe and L.B.Bruner,J.Org.Chem.,34,3430-3433(1969)的反復(fù)法合成疊氮化合物。實施例4的三溴化物A(1mmol)在乙醚(10mL)中用鎂屑(4mmol)溫和回流處理。反應(yīng)完成后,在0℃將混合物加到對甲苯磺酰疊氮化物(3.3mmol)在10mL乙醚溶液中。加完后,滴加焦磷酸四鈉十水合物(3mmol)的水溶液。攪拌過夜后,分離醚層,用CaCl2干燥,在氧化鋁柱上用石油醚洗脫純化。蒸發(fā)乙醚,得到產(chǎn)物。
實施例7帶有乙炔基的可聚合的形成無定形基體的化合物的合成 實施例4的三溴化物A(30.0mmol)在氬氣氛中溶解于二乙胺(250mL)中。在攪拌的溶液中加入碘化銅(50mg)和二氯雙(三苯膦)合鈀(II)(400mg)。加入三甲基硅基乙炔(10.6g,108mmol),混合物50℃加熱7小時。冷卻后,過濾除去形成的溴化二乙胺氫溴酸鹽沉淀,用乙醚洗滌。合并的濾液蒸發(fā)至干,殘留物在柱(氧化鋁載體,輕石油醚)上層析。產(chǎn)物用MeOH-NaOH(50mL,30mL 1M)混合物在室溫攪拌處理1小時。蒸發(fā)有機(jī)溶劑得到產(chǎn)物,再用升華提純。
實施例8帶有甲氧基的可聚合的形成無定形基體的形成化合物的合成 該化合物用實施例4制備三溴化物A相同的方法制備,不同之處是用1-(7-甲氧基-芴-2-基)乙酮代替1-(7-溴-9,9-二丙基-9H-芴-2-基)-乙酮。
實施例9帶有羥基的可聚合的形成無定形基體的化合物的合成 該化合物可通過將實施例8的化合物在標(biāo)準(zhǔn)條件下用BBr3脫甲基化制備。
或者,該化合物可用與M.F.Hawthome,J.Org.Chem.,22,1001(1957)的類似方法制備。實施例4的三溴化物A(1mmol)在乙醚(10mL)中用鎂屑(4mmole)在溫和回流下處理。反應(yīng)完成后,在-78℃將其加到硼酸甲酯(3.3mmole)在10mL乙醚的溶液中。加完后,使反應(yīng)溫?zé)岬绞覝?,同時加入3mL10%HCl。分出醚層,用水洗滌幾次。將3mL10%H2O2加入醚層。醚層然后用(NH4)2Fe(SO4)2水溶液洗滌,除去過量的H2O2。醚層蒸發(fā)得到產(chǎn)物。
實施例10帶有全氟乙烯基醚部分的可聚合的形成無定形基體的化合物的合成該化合物可從實施例4的三溴化物A用與美國專利5023380類似的方法合成。
實施例11帶有甲基丙烯酸酯部分的可聚合的形成無定形基體的化合物的合成該化合物可從實施例9的醇通過使該醇與甲基丙烯酰氯在典型的?;瘲l件下反應(yīng)合成。
本發(fā)明不應(yīng)該被認(rèn)為受上述具體實施例的限制,而是應(yīng)當(dāng)理解為如所附的權(quán)利要求書中所合理提出的涵蓋本發(fā)明的所有方面。各種變體、等效的工藝、以及本發(fā)明可應(yīng)用的許多結(jié)構(gòu)對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說在讀過本說明書后都會很明白這些方面多是本發(fā)明所涉及的。
權(quán)利要求
1.制造有機(jī)電致發(fā)光器件的方法,該方法包括在供體基底上溶液涂覆轉(zhuǎn)移層,所述轉(zhuǎn)移層包含可聚合的無定形基體,在該基質(zhì)中配制了發(fā)光材料;將所述轉(zhuǎn)移層的一部分選擇性地?zé)徂D(zhuǎn)移到受體上;并且將轉(zhuǎn)移到受體上的該部分可聚合的無定形基體進(jìn)行聚合。
2.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,還包括在供體基底上形成光熱轉(zhuǎn)換層,將轉(zhuǎn)移層選擇性地?zé)徂D(zhuǎn)移到受體,包括用成像輻射輻照所述光熱轉(zhuǎn)換層并將成像輻射轉(zhuǎn)換為熱。
3.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,還包括在基底上形成至少另外一個轉(zhuǎn)移層,選擇性地將轉(zhuǎn)移層熱轉(zhuǎn)移到受體包含選擇性地將所述轉(zhuǎn)移層和所述至少另外一個轉(zhuǎn)移層選擇性地轉(zhuǎn)移到受體上。
4.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述的發(fā)光材料包含發(fā)光聚合物。
5.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述的發(fā)光材料包含磷光材料。
6.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述的可聚合的無定形基體包含至少一種可聚合的形成無定形基體的化合物,該化合物具有形成無定形基體的基本結(jié)構(gòu)和二個與該基本結(jié)構(gòu)結(jié)合的可聚合部分。
7.如權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,所述的可聚合部分獨立地選自乙烯基、全氟乙烯基醚、疊氮化物、戊二烯基、炔基、(甲基)丙烯酸酯、苯基炔基、異氰酸基、和苯并環(huán)丁烷部分。
8.如權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,所述的基本結(jié)構(gòu)包含樹枝狀體。
9.如權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,所述的基本結(jié)構(gòu)選自 其中各個R獨立地是包含至少一個選自烯基、亞烯基、芳基、亞芳基、雜芳基、和亞雜芳基的官能基的取代基。
10.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述的聚合步驟包括使轉(zhuǎn)移到所述受體上的轉(zhuǎn)移層部分的可聚合的無定形基體發(fā)生熱聚合。
11.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述的轉(zhuǎn)移層還包含交聯(lián)劑,所述的聚合步驟包括使轉(zhuǎn)移到所述受體上的轉(zhuǎn)移層的可聚合的無定形基體和交聯(lián)劑部分發(fā)生聚合。
12.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述的發(fā)光材料包含可聚合發(fā)光化合物,所述的聚合步驟包括使可聚合的無定形基體和轉(zhuǎn)移到所述受體上的轉(zhuǎn)移層部分的可聚合發(fā)光化合物發(fā)生聚合。
13.供體片材,包含基底;和配置在所述基底上的轉(zhuǎn)移層,所述轉(zhuǎn)移層包含可聚合的無定形基體和配制在所述基體中的發(fā)光材料,其中所述轉(zhuǎn)移層能夠選擇性地從供體片材熱轉(zhuǎn)移到貼近放置的受體上。
14.如權(quán)利要求13所述的供體片材,其特征在于,還包含放置在基底和轉(zhuǎn)移層之間的光熱轉(zhuǎn)換層。
15.如權(quán)利要求13所述的供體片材,其特征在于,所述的發(fā)光材料包含發(fā)光聚合物。
16.如權(quán)利要求13所述的供體片材,其特征在于,所述的發(fā)光材料包含磷光材料。
17.如權(quán)利要求13所述的供體片材,其特征在于,所述的可聚合的無定形基體包含至少一種可聚合的形成無定形基體的化合物,該化合物具有形成無定形基體的基本結(jié)構(gòu)和至少二個與所述基本結(jié)構(gòu)結(jié)合的可聚合部分。
18.如權(quán)利要求17所述的供體片材,其特征在于,所述的可聚合部分獨立地選自乙烯基、全氟乙烯基醚、疊氮化物、戊二烯基、炔基、(甲基)丙烯酸酯、苯基炔基、異氰酸基、和苯并環(huán)丁烷部分。
19.如權(quán)利要求17所述的供體片材,其特征在于,所述的基本結(jié)構(gòu)包含樹枝狀體。
20.如權(quán)利要求17所述的供體片材,其特征在于,所述的所述的基本結(jié)構(gòu)選自 其中各個R獨立地是包含至少一個選自烯基、亞烯基、芳基、亞芳基、雜芳基、和亞雜芳基的官能基的取代基。
21.電致發(fā)光器件,包含第一電極;第二電極;和放置在第一和第二電極之間的發(fā)光層,所述發(fā)光層包含聚合的有機(jī)基體和配制在該基體中的發(fā)光材料。
22.如權(quán)利要求21所述的電致發(fā)光器件,其特征在于,所述的發(fā)光材料包含聚合在基體中的發(fā)光化合物。
23.如權(quán)利要求21所述的電致發(fā)光器件,其特征在于,所述的發(fā)光材料包含發(fā)光聚合物。
24.如權(quán)利要求21所述的電致發(fā)光器件,其特征在于,所述的發(fā)光材料包含磷光材料。
全文摘要
在制造有機(jī)電致發(fā)光器件的方法中,將轉(zhuǎn)移層溶液涂覆在供體基底上。該轉(zhuǎn)移層包含可聚合的無定形基體和配制在該基體中的發(fā)光材料。該轉(zhuǎn)移層然后被選擇性地構(gòu)圖在受體上。所述可聚的無定形基體然后被聚合。形成圖形的方法的例子包括激光熱轉(zhuǎn)移或熱位差轉(zhuǎn)移。所述方法和有關(guān)的材料可用來形成例如有機(jī)電致發(fā)光器件。
文檔編號C08F36/00GK1541504SQ02815945
公開日2004年10月27日 申請日期2002年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月16日
發(fā)明者M·B·沃爾克, E·貝爾曼, 李穎波, R·R·羅伯茨, J·G·本特森, M B 沃爾克, 本特森, 羅伯茨 申請人:3M創(chuàng)新有限公司