导电聚合物的沉积制造技术

在制备有机层之前，在有机电子器件的下电极层上沉积沉淀剂。在沉积所述沉淀剂之后，在沉淀剂之上沉积有机材料。当使有机材料干燥成被处理表面上的膜时，沉淀剂引起更均匀且平坦的轮廓。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及薄膜器件处理和制备领域。更具体地，本专利技术涉及基于有机发光二极管的显示器和其它电子器件的制备，其中所述制备使用选择沉积。
技术介绍
基于LED(发光二极管)的显示器和发光系统具有多种应用。这种显示器和发光系统通过布置多个光电元件(“elements”)、例如单独LED的阵列来设计。传统上基于半导体技术的LED使用无机材料，但近来，对于某些应用来说有机LED(“OLED”)开始受欢迎。使用有机材料的其它元件/器件的例子包括有机太阳能电池、有机晶体管、有机检测器和有机激光器。还有许多生物技术应用，例如利用有机材料的用于DNA识别的生物芯片、组合的合成等。一般OLED包括夹在阳极和阴极之间的两个或多个薄的至少部分导电的有机层(例如，导电空穴传输聚合物层(HTL)和发射聚合物层，其中发射聚合物层发光)。在施加的正向电位下，阳极注入空穴到导电的聚合物层中，而阴极注入电子到发射聚合物层中。注入的空穴和电子每个都朝着带相反电荷的电极移动并复合以在发射聚合物层中形成激子。通过发射辐射和处理，激子回到较低能态，并发光。其它的有机电子器件、例如有机晶体管和有机传感器一般也包含导电有机(聚合物)层和其它的有机层。许多的这些OLED或其它有机电子器件可以在例如显示系统中的衬底之上被布置成图案。在衬底之上图案化有机电子器件的一种方式是通过光刻建立袋，然后利用被称为喷墨印刷的工艺。在公布的标题为“Organic ElectroluminescentDevice and Method of Manufacturing Thereof”的专利申请号US2002/0060518 A1中公开了使用光致抗蚀剂层来限定用于喷墨印刷的袋。在喷墨印刷中，聚合物或有机溶液通过将多滴溶液从印刷头排放到袋中来沉积。喷墨印刷的一个普通应用是图案化多颜色OLED像素(例如RGB图案化的像素)以制造彩色显示器。附图说明图1示出了用于沉积溶液的现有技术的喷墨印刷系统。在图1中，正被制备的OLED显示器包括衬底109和衬底109上的阳极112。堤(bank)结构115位于阳极112上；堤结构具有孔118，通过其露出阳极(孔118可以是袋或线)。HTL 121位于阳极112的露出部分上。发射聚合物层122位于HTL 121上。在此，通过将包括发射聚合物的溶液滴124排放到HTL上、然后干燥该发射聚合物溶液来形成发射聚合物层122。通过印刷头130的喷嘴127排放发射聚合物溶液。即使发射聚合物层122具有平坦的或均匀的干燥轮廓，如果它们直接沉积在阳极112上，则HTL121的存在将影响它们的轮廓，因为它们在HTL 121的顶部上被干燥。因此，重要的是，HTL 121和发射聚合物层都具有平坦的均匀轮廓。在当前的技术状况下，HTL 121一般具有非常不均匀且凹陷的轮廓，如图2(a)所示。正如所观察到的，干燥的图案是很不均匀的且示出了在表示一滴导电聚合物溶液的滴200的边缘上的堆积。这是由于在滴200的不同区域处蒸发速率的不同，产生了表面张力变化，其又导致物质从中心朝着滴200的边缘移动，因此在边缘比在中心最终沉积更多的物质。这种现象通常称作为Marangoni效应。该现象的普通例子是干燥咖啡点(coffee stain)，其显示出在点的边缘比在中心更突出(颜色更暗)。当如同在滴210的情况下存在正常的倾斜光致抗蚀剂块时，当干燥时滴210的轮廓仍是基本不均匀的。在影响该器件的有用部分的边缘存在积聚。随着干燥膜的厚度增加且变得越不均匀，通过那部分膜的电流降低，导致从那些部分发出更少的光。这是因为在膜的非均匀区域中，电特性没有保持很恒定。这将留下在可接受的器件性能方面实际可用的较少膜，如所示的。图2(b)示出了与干燥表面上的液体溶液有关的力。如所示的，液体溶液包含很细的颗粒(小分子)，其具有将溶液拉向表面的可忽略的重力作用。在滴的边缘，毛细和表面张力拉引滴易于朝着边缘拉引溶液，这导致变干材料在那些边缘的堆积。当膜变干时，如所示的，由于Marangoni效应而引起轮廓不是很均匀且在边缘比在中心厚得多。希望制备比一般观察到的导电聚合物膜在厚度上更均匀且由此具有更平坦的轮廓的导电聚合物膜。
技术实现思路
根据本专利技术，在制备有机层之前，在有机电子器件的下电极层上沉积沉淀剂。在沉积沉淀剂之后，在沉淀剂之上沉积有机材料。当有机材料被干燥成被处理表面上的膜时，沉淀剂引起更均匀且平坦的轮廓。在本专利技术的一个实施例中，将沉淀剂旋涂(spin-coat)到下电极层上。在OLED是底部发射的情况下，下电极层用作阳极，而且有机材料是导电聚合物溶液。有机材料沉积在沉淀剂之上，并且在一些情况下，可以通过喷墨印刷技术来选择性地沉积。在有机材料将被喷墨印刷成形成于下电极层之上的袋中的实施例中，沉淀剂还可以被印刷，而不是被旋涂。附图简介图1说明了用于制备图案化表面的喷墨印刷系统的例子。图2(a)说明了当有和没有光致抗蚀剂的情况下滴下物质时液体物质的干燥图案。图2(b)示出了与干燥表面上的液体溶液有关的力。图3(a)说明了与干燥沉积在沉淀剂上并在其中溶解的有机溶液滴有关的力。图3(b)说明了沉积在沉淀剂上并在其中溶解的有机溶液滴的所得到的干燥轮廓。图3(c)说明了根据本专利技术利用沉淀剂的印刷工艺。图4说明了根据本专利技术的OLED器件各层的截面。图5示出了根据本专利技术利用沉淀剂制备OLED的工作流程。具体实施例方式根据本专利技术，沉积有机(例如，导电聚合物)溶液的干燥轮廓通过在沉积有机溶液之前在沉积表面上沉积沉淀剂来改变。当有机溶液被干燥成被处理表面上的膜时，沉淀剂会引起更均匀且更平坦的轮廓。在OLED器件的情况下，沉淀剂沉积在下电极层上，其在底部发射OLED中是阳极。对于通过干燥沉积在器件上(在沉淀剂之上)的有机溶液形成的导电聚合物或其它有机层，使用沉淀剂产生了基本均匀且平坦的轮廓。沉淀剂可以按多种方式沉积，包括但不限于旋涂、浸渍涂布和喷墨印刷。沉淀剂优选是，1)可溶于水或水基媒质，2)具有30％或更高的溶解度，3)具有高沸点以防止快速蒸发，以及4)具有关于有机溶液的最小反应性。沉淀剂致使有机溶液的颗粒变成“重的”或尺寸上变得更大以使得重力作用更大。增加的重力作用将以更好的方式补偿毛细和表面张力。这又将更多在垂直于沉积表面而不是与之平行的方向上拉引有机溶液的分子。这减小了在干燥的同时溶液朝边缘的运动，由此引起平坦且更均匀的膜。在本专利技术的一些实施例中，公开了一种制备有机电子器件的工艺，由此，1)在沉积表面上沉积沉淀剂，2)在沉淀剂之上沉积有机溶液。沉淀剂与沉积的有机溶液结合并溶解在该溶液中。使得有机溶液蒸发并干燥成具有基本平坦且均匀的轮廓的一层膜。在干燥该有机层之后，进行其它步骤以完成有机电子器件制备。这样制备的有机电子器件的例子包括OLED、有机晶体管、有机太阳能电池等等。在本专利技术的一个实施例中，使用的沉淀剂是沸点约为240摄氏度的碳酸丙烯。在本专利技术的其它实施例中，使用的沉淀剂是沸点约为205摄氏度的苯甲醇。在本专利技术的其它实施例中，使用的沉淀剂是沸点约处于100-102摄氏度之间的二氧杂环乙烷。在本专利技术的其它实施例中，沉淀剂可以包括二价阳离子盐溶液。图3(a)说明了与沉积在沉淀剂上并在其中溶解的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机电子器件，包括：下电极层；在所述下电极层之上所沉积的沉淀剂层；以及有机层，所述有机层包括由干燥在所述沉淀剂层上所沉积的有机材料产生的干燥膜，所述干燥膜具有基本平坦且均匀的轮廓。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-1-14 10/758,4781.一种有机电子器件，包括下电极层；在所述下电极层之上所沉积的沉淀剂层；以及有机层，所述有机层包括由干燥在所述沉淀剂层上所沉积的有机材料产生的干燥膜，所述干燥膜具有基本平坦且均匀的轮廓。2.根据权利要求1的器件，其中所述的有机层是导电聚合物层。3.根据权利要求1的器件，其中所述的沉淀剂被旋涂到所述下电极层上。4.根据权利要求1的器件，还包括光致抗蚀剂层，所述光致抗蚀剂层在所述下电极层之上被制备，所述光致抗蚀剂层被图案化成多个堤以限定所述下电极层上的袋。5.根据权利要求2的器件，其中所述有机电子器件是OLED器件。6.根据权利要求5的器件，其中所述下电极层用作阳极。7.根据权利要求6的器件，还包括发射层，所述发射层在所述导电聚合物层之上被制备，所述发射层在电荷复合时发光。8.根据权利要求7的器件，还包括被设置在所述发射层之上的阴极层。9.根据权利要求4的器件，其中所述沉淀剂被印刷到所述袋内的所述下电极层上。10.根据权利要求4的器件，其中通过印刷沉积所述有机材料。11.根据权利要求1的器件，其中所述沉淀剂是二氧杂环乙烷、碳酸丙烯和苯甲醇中的至少一种。12.根据权利要求1的器件，其中所述器件是有机晶体管。13.根据权利要求1的器件，其中所述器件是有机太阳能电池。14.一种制备有机电子器件的方法，所述方法包...

【专利技术属性】
技术研发人员：R古普塔，A英格尔，S纳塔拉彦，
申请(专利权)人：奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]