[发明专利]一种喷墨打印有机电致发光显示器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及喷墨打印技术制备有机电致发光显示器的技术领域，具体涉及一种喷墨打印有机电致发光显示器及其制备方法。

背景技术

经过近二十年的发展，以轻薄、低耗、高响应、高分辨为特征的全固态有机电致发光显示（OLED）在以液晶显示（LCD）为主流的平板显示领域暂露头角，其潜在的市场前景被业界看好。目前，进入市场的OLED产品都是采用真空蒸镀技术制备的小分子OLED。这种技术因其制备工艺复杂、设备成本高而使产品的成本居高不下，在与制备技术日益成熟的LCD竞争中难以取胜。溶液处理湿法制备薄膜技术由于采用造价较低的设备，制备工艺简单，具有明显的低成本优势而引起业界的广泛关注。在湿法制备OLED技术中，通过打印喷头将所需功能材料分别喷涂在所需图案衬底上的喷墨打印制备全彩显示屏技术，不仅能提高材料利用率，而且制备工艺简单，设备成本低，能实现大面积高分辨率甚至柔性显示，被认为是平板显示领域中最有发展前景、能推动聚合物显示器（PLED）产业化的一种低成本薄膜图案化制备技术。

为了占领这个具有潜在低成本的新型市场，韩国三星电子、LG、日本的索尼以及美国杜邦等多家显示器公司都积极研究将平板显示制备工艺从蒸镀技术转移至喷墨打印技术上。自1999年日本爱普生公司（Seiko Epson）与英国剑桥显示科技（CDT）合作首次在国际平板显示会议（SID）上展出喷墨打印全彩色PLED显示屏后，喷墨打印PLED显示屏原型产品不断涌现，显示器从产品尺寸、像素分辨率、发光色纯度等方面都有了长足的进步。但是，至今为止，国际国内展出的喷墨打印PLED显示屏都只是原型产品，还没有走入市场实现商业化。

喷墨打印PLED难以形成成熟产品走入市场主要是由于高分子材料性能还有待提高以及高分子溶液的喷墨打印制备工艺还不够成熟稳定等多方面因素造成的。众所周知，高分子材料纯化困难，材料的发光效率以及寿命等性能远不如小分子材料，如高分子蓝光材料极易被光氧化等这些本征因素导致喷墨打印制备的PLED显示器寿命得不到有效突破。在喷墨打印制备全彩显示屏中，子像素内功能层薄膜质量是影响器件性能的关键因素。喷射到像素坑内的溶质量决定了子像素内的薄膜厚度，而控制溶液干燥成膜的过程，是形成均匀同一无针孔薄膜制备高性能器件的关键。但是，聚合物溶液一般黏度大，液柱破裂长度较长，容易形成卫星液滴难以得到稳定的液滴。这不但影响液滴的精确定位，制约了分辨率的提高及大尺寸产品的生产；同时，还会影响像素内薄膜的均匀性而使产品成品率低，生产成本居高不下，掩盖了喷墨打印技术的低成本优势。

可溶性小分子发光材料的研发问世开辟了喷墨打印制备OLED显示器的新途径。日本的Seiko Epson公司、Fujimi公司以及美国杜邦显示等多家研究机构研制出了可溶性小分子发光材料，其发光效率、亮度以及寿命等方面都取得了突破性进展[Kim M. N., Cho I. S., Park B., et al. Highly Efficient Ink-jet Printed Small Molecular Phosphorescent OLED. SID 09 Digest, 2009: 1734-1736； Mackenzie D., Shin J. H., Zhang J., et al. Printed, Doped Flexible P-OLED Displays and Lighting. SID 09 Digest, 2009: 20-24]。但是，由于小分子溶液一般黏度和表面张力较小，喷墨打印喷射出的液滴在像素坑内自然干燥成膜时容易结晶分相而难以得到均匀同一的薄膜，喷墨打印这些高性能小分子材料制备的显示屏性能却不尽人意。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的问题和难点，提供了一种喷墨打印有机电致发光显示器。通过调节材料的配比，利用有机小分子与聚合物分子间的相互作用，改善聚合物长链易堵针孔的缺点，并能适当缩短溶液柱的断裂长度，提高溶液的可打印性，在喷墨打印时很容易得到稳定的液滴；同时，通过调控溶液干燥成膜过程中分子的聚集态，有效抑制了有机小分子成膜时的结晶与分相，从而制备均匀同一的高质量功能层薄膜。另外，本发明还可以通过可溶性小分子与高分子溶液共混，充分利用小分子材料高效率长寿命的特点，得到高性能的有机小分子与高分子杂化电致发光显示屏。

上述显示器，其结构由透明衬底（Substrate），图案化的透明阳极层（ITO）与聚酰亚胺（PI）像素沿，空穴注入层（HIL），空穴传输层（HTL），发光层（EML），金属阴极（Cathode）构成（见图1）。