专利名称：有机el发光元件和使用该元件的液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及有机电致发光(EL)元件和使用该元件的液晶显示器。更具体地，本发明涉及发射偏振光的有机EL发光元件和使用该元件的液晶显示器。
背景技术：
近年来，在包括电视机、个人电脑和个人数字助理(PDAs)的多种领域中，已经使用液晶显示器(LCDs)来取代CRTs。作为显示器，等离子体显示器、有机EL显示器、无机EL显示器及类似产品也已经引起关注，而且这些显示器正在进行商品化。
其中，可以自动发光并使用薄膜的有机EL显示器，被认为是很有前途的轻薄显示器。此外，最近在材料开发方面已经取得了巨大的进展。实际上，已经开发出能够有效地发出蓝、绿和红三种颜色的材料。
例如，特开61-153693号和62-227121号已经提出了一种使用有机EL发光元件作为背光板的液晶显示器。同样地，特开11-316376号公开了使用发射偏振光的有机EL发光元件作为背光板，由此省去液晶显示器的一个偏光板，并论述了该方法不仅能够降低功率消耗，还能提高光利用率。
传统有机EL发光元件的发光偏振比最多为大约20∶1，这是目前用于液晶显示器的偏光板的消光偏振比(3000∶1)的1/100或更低。要指出的是，在本文中，对于有机EL发光元件发出的光，互相垂直的线式偏振光线之间的强度比称作“发光偏振比”，而对于经偏光板透射的光，同样的比率被称作“消光偏振比”。
例如，前述特开11-316376号公开了通过摩擦、斜向蒸镀或机械沉积来提高有机EL层的校直度。然而，这种方法不能提供足够高的发光偏振比。在特开11-204261号公开的一种方法中，将一层经过摩擦的配向膜置于发光层和正电极之间并用该配向膜使一种液晶发光材料整齐排列。这种方法也不能提供足够高的发光偏振比。
如果背光板的发光偏振比太低，就会由于漏光而降低黑色显示器的质量。因此，如果不在背光板一边使用偏光板，就不能得到足够的对比度。
鉴于上述问题，本发明的主要目的是提供一种有机EL发光元件和使用这种有机EL发光元件的液晶显示器，该元件的发光偏振比高于通过传统方法获得的发光偏振比。
发明内容
本发明的有机EL发光元件含有一层有机EL发光层和一个用来对该有机EL发光层施加电压的电极，其中该有机EL发光层包括一层含有以0.95或更高的校直度沿单轴排列的超支化大分子的超支化聚合物层，并发出偏振光。
在一个优选实施方案中，超支化聚合物层含有自组织的盘状超支化大分子。在另一优选实施方案中，超支化聚合物层含有自组织的棒状超支化大分子。这些超支化大分子优选包括枝状分子(dendrimer)。
这些超支化大分子优选通过静电相互作用或通过氢键合进行自组织。
一个优选实施方案的有机EL发光元件进一步包括一个墙结构，其有一个侧面与超支化聚合物层的表面大致垂直，其中通过与墙结构的相互作用使超支化大分子与该侧面大致平行地排成直线。例如，墙结构的侧面带电，超支化大分子与该侧面通过静电相互作用。或者，墙结构的侧面具有氢键合性，超支化大分子与该侧面进行氢键合。
该超支化聚合物层可以包括用作电子传递层或空穴传递层的第一超支化聚合物层，和至少用作发光层的第二超支化聚合物层。当然，该超支化聚合物层可以只包括一层用作电子传递层、空穴传递层和发光层的单层，或包括三层分别发挥上述三种作用的层。或者，一层超支化聚合物层可以具有发光层作用和电子传递层或空穴传递层的作用。
本发明的液晶显示器包括上述任何有机EL发光元件和一块接收该有机EL发光元件发出的偏振光并控制偏振光的透射比的液晶屏。
在一个优选实施方案中，有机EL发光元件包括一个墙结构，其一个侧面与超支化聚合物层大致垂直，通过与该墙结构的相互作用使超支化大分子与该侧面大致平行地排成直线，液晶屏有许多像素和在这些像素之间的黑底暗影区(black matrix shading space)，而且该有机EL发光元件的这种墙结构的形成是与液晶屏的黑底相对应的。
本发明的有机EL发光元件的制造方法是一种制造含一层有机EL发光层和一个电极的有机EL发光元件的方法，其中的电极用来对有机EL发光层施加电压，该有机EL发光元件发出偏振光。该方法包括以下步骤(a)准备一块底材，其主平面上有一个电极；(b)在该主平面上形成墙结构，该墙结构的一个侧面与主平面大致垂直；和(c)在该主平面上提供一种含超支化大分子的材料以制成含有超支化聚合物层的有机EL发光层，该超支化聚合物层含有与该侧面大致平行地排成直线的超支化大分子。
在一个优选实施方案中，步骤b)包括将该侧面充电的步骤，而且通过与该侧面的静电相互作用使超支化大分子与该侧面大致平行地排成直线。该方法可以进一步包括提供下述材料的步骤，该材料含有其它与前述超支化大分子通过静电相互作用的超支化大分子。
在另一优选实施方案中，步骤(b)包括赋予该侧面氢键合性的步骤，而且通过与该侧面进行氢键合使超支化大分子与该侧面大致平行地排成直线。该方法可以进一步包括提供下述材料的步骤，即该材料含有其它与前述超支化大分子氢键合的超支化大分子。
附图的简要说明
图1是图示说明超支化大分子的结构和类别的示意图。
图2是用于本发明的超支化大分子的结构示意图。
图3是说明枝状分子的级数概念的示意图。
图4A、4B和4C是本发明的有机EL发光元件例子的截面示意图。
图5A和5B是由高度单轴校直的超支化聚合物层构成的有机EL发光层的例子的截面示意图。
图6A至6D是表示高度单轴校直的超支化聚合物层形成过程的示意图。
图7A至7E是表示本发明的一个具体实施方案的有机EL发光元件制造方法的示意图。
图8A是本发明的一个具体实施方案的液晶显示器的截面示意图，图8B是表示液晶显示器所含的有机EL发光元件的墙结构布置的平面图。
本发明的最佳实施方式下文将参照相关附图描述本发明的优选实施方案的有机EL发光元件和使用该元件的液晶显示器的构造和功能。应该指出的是，本发明并不限于下述具体实施方案。
本发明的一个具体实施方案的有机EL发光元件，包括一层有机EL发光层和一个用来对该有机EL发光层施加电压的电极，这与已知的有机EL发光元件相同。这一具体实施方案的有机EL发光元件的有机EL发光层包括一层超支化聚合物层，在其中使超支化大分子以0.95或更高的校直度沿单轴排列。由于含有这种超支化聚合物层，这一具体实施方案的有机EL发光元件与传统方法相比，可以发出具有更高发光偏振比(例如，50∶1或更高)的偏振光。
通过与传统有机EL发光层进行比较来描述这一具体实施方案的有机EL发光元件的有机EL发光层的构造和功能。
传统地，如Applied Physics Letters，Vol.76，No.20，p.2946(2000)、Applied Physics Letters，Vol.74，No.10，p.1400(1999)及类似文献所述，使用液晶聚合物发光材料作为发射偏振光的有机EL发光层。按照这些出版物，发光偏振比为10∶1至20∶1。
通常，夹在配向膜之间的液晶层的校直度约为0.8，而且校直度与发光偏振比(消光偏振比)的关系如方程式(1)所示。
R＝(Ip-G·Iv)/(Ip+2G·Iv)(1)其中R是校直度，Ip是平行方向上的发射光(透射光)的强度，Iv是垂直方向上的发射光(透射光)的强度，G是校正因子(此处，G＝1)。
液晶分子表现出可以被校直的性能，因为它们具有并非由共价键合产生的分子间相互作用(非共价键合相互作用)，例如液晶分子所含的芳族原子团之间的π-π相互作用和其它取代基之间的偶极-偶极相互作用。然而，由于在液晶分子之间发生作用的非共价键合相互作用比较弱，因此难以使校直度增至0.9或更高。
本发明的发明人已经发现可以使用具有比π-π相互作用和偶极-偶极相互作用强的非共价键合相互作用的超支化大分子来提高发光层的分子校直度。基于上述发现完成本发明。
此处使用的超支化大分子是指含有至少一个超支化结构单元的大分子，该超支化结构单元具有任何形状的支化结构。此处，“超支化结构单元”的定义包括如图1图解的枝状分子结构单元和超支化聚合物结构单元。在例如，M.Kakimoto，“Kagaku”，Vol.50，p.608(1995)和“Kobunshi”，Vol.47，p.804(1998)中描述了枝状分子和超支化聚合物。
超支化结构单元12有一个枝状支化起点13a。超支化结构单元12所含的支化点13的数量不限。超支化结构单元12可以只有单个支化点13，即枝状支化起点13a。超支化结构单元12可以有一种作为枝状分子结构单元的规则重复支化结构，或可以有一种作为超支化聚合物结构单元的不规则重复支化结构。
此处所用的超支化大分子可以有至少一个如图1所示的超支化结构单元12。然而，如图2所示，超支化大分子10优选含有多个与中心结构(芯)14偶合的超支化结构单元12(12a至12c)。具体而言，该超支化大分子10和该超支化大分子10的自组织结构最好具有利于单轴校直的分子结构(对称)。因此，超支化结构单元12的数量优选为3或4。这些超支化结构单元12可以互相不同，但是从结构对称性的角度考虑，优选为相同的。具体而言，盘状或棒状超支化大分子10是优选的。
图2所示的超支化大分子10具有如下结构，即其中三个超支化结构单元12a、12b和12c的枝状支化起点13a偶合到一个作为中心结构14的三官能原子团。中心结构14和超支化结构单元12典型地通过共价键合偶合在一起，但是也可以采用非共价键合，例如氢键合和配价键合。
超支化结构单元12a、12b和12c可以互相不同，或相同。优选地，这三个超支化结构单元12a、12b和12c是相同的，从而使超支化大分子10具有可以沿单轴校直的性能。要指出的是，在下列描述中，作为中心结构14的多官能原子团也被标示为数字14。
用于本发明的超支化大分子10可以是其表面具有空穴传导性、电子传导性或离子传导性的大分子、其表面和内部之间存在能量相互作用的大分子、或其枝状晶体(超支化结构单元的重复结构)具有载体传导性的大分子。当超支化大分子10的表面具有载体传导性时，载体就会通过在具有载体传导性的端基之间快速移动来进行迁移。当枝状晶体具有载体传导性时，例如当枝状晶体具有含π电子的结构(例如π共轭链)时，载体也可以在中心结构14和超支化结构单元12之间迁移。在这种情况下，可以产生中心结构14具有的功能。
与任意数量的枝状支化起点13a偶合的超支化大分子10的中心结构14，是指超支化大分子10中除了由枝状支化起点13a形成的所有超支化结构单元12以外的部分的结构。典型地，适用于本发明的超支化大分子10含有多个超支化结构单元12，它们位于中心结构14周围，形成高度对称的立体结构。因此，中心结构14位于该立体结构的中心。
构成中心结构14的多官能原子团的例子是(1)未取代的或用羟基、羧基、酰基、或卤原子(例如氟原子、氯原子、溴原子或碘原子)取代的、含1至20个碳原子的亚烷基，其中可以插入杂原子，例如O、NH、N(CH3)、S和SO2；(2)含有6至20个碳原子的亚芳基；(3)包括互相偶合的这种亚烷基和亚芳基的基团；(4)(1)至(3)任何一组中的多价基团，其中偶合到碳原子上的一个氢原子已经被释放；(5)多价杂环基团；(6)包括互相偶合的这种多价杂环基团和(1)至(4)任何一组中的烃基的基团；和(7)卟啉和卟啉配合物。
本发明中使用的超支化大分子10的枝状晶体可以是芳族基团或脂族基团。更具体地，该枝状晶体可以是聚合物结构，例如芳族或脂族聚醚结构、芳族聚酯结构、聚硅氧烷结构、聚碳硅烷结构、聚醚酰胺结构、聚酰胺胺结构和聚甲基吖丙啶结构，或共轭聚合物结构，例如聚亚苯基、聚亚乙烯基苯和聚亚亚乙炔基苯。可以包括杂环基团，例如聚噻吩、聚亚乙烯基噻吩(polythienylene vinylene)、聚吡咯和polysilole。
为了使该枝状晶体具有载体传导性，该枝状晶体可以具有π共轭结构。或者，作为空穴传导结构，可以使用含有二烷基苯胺残基的结构，含有三苯胺残基、菲咯啉残基、咪唑残基及类似物的结构。作为电子传导结构，可以使用萘四羧酸盐二酰亚胺残基及类似物。作为离子传导结构，可以使用由羧酸盐和磺酸盐官能团及类似物的阴离子和碱金属、碱土金属及类似物的阳离子构成的盐。
可以在超支化大分子中引入具有其它功能的原子团(官能团)，以获得复合作用。例如，可以在该分子中引入一个有荧光的基团、一个具有紫外线吸收性的基团及类似基团。具体而言，例如，可以在枝状分子的中心结构中加入若丹明颜料及类似物。
对用于本发明的有机EL发光元件的超支化大分子10的支化结构没有限制，只要它含有超支化结构单元12。然而，从分子结构对称性的角度考虑，该超支化大分子10优选为枝状分子。如果是枝状分子，对这种作为超支化大分子10的枝状分子的级数没有特别的限制，但是典型地为1至10，包括那些含有大和/或长中心结构14的分子。考虑到端基(超支化结构单元12的末端，即构成超支化大分子10表面的末端)的密度和合成的简易性，级数优选为2至8，更优选为3至7，最优选为3至5。一个枝状分子的级是指如图3所示的规则支化的次序。
这一具体实施方案的有机EL发光元件的有机EL发光层具有下述特征，即它包括一层超支化聚合物层，该层中的超支化大分子以0.95或更高的校直度沿单轴排列。
此处所用的有机EL发光层是指一层具有空穴传递层、电子传递层和发光层功能的层。例如，如图4A所示，插在电极1和2之间的有机EL发光层3a包括一层空穴传递层4、一层发光层6和一层电子传递层8。或者，有机EL发光层可以如图4B中的有机EL发光层3b所示包括具有空穴传递层和发光层功能的第一层5和电子传递层8，或者如图4C中的有机EL发光层3c所示包括空穴传递层4和具有发光层和电子传递层功能的第二层7。或者，尽管没有表示出来，该有机EL发光层可以只包括具有空穴传递层、电子传递层和发光层的所有功能的单层。
这一具体实施方案的有机EL发光元件的有机EL发光层包括一层上述超支化聚合物层。因此通过适当地选择上述超支化大分子10的中心结构14和超支化结构单元12的原子团，可以获得具有多种功能的超支化聚合物层。如果该有机EL发光层由多层构成，所有这些层都优选由超支化大分子构成。然而，如果至少发光层是具有高校直度的超支化聚合物层，就可以得到高发光偏振比。
参照图5A和5B，描述适用于有机EL发光层的超支化聚合物层的例子。
图5A中所示的超支化聚合物层20a具有由盘状枝状分子10a的非共价键合相互作用形成的棒状自组织结构22a。该自组织结构22a是单轴校直的。将各个盘状枝状分子10a排成直线，使得盘面与底材21的表面大致垂直，而且这些盘的中轴在与底材21的表面大致平行的方向上延伸。
图5B中所示的超支化聚合物层20b具有由棒状枝状分子10b的非共价键合相互作用形成的棒状自组织结构22b。该自组织结构22b是单轴校直的。将各个棒状枝状分子10b排成直线，使得棒的横截面与底材21的表面大致垂直，而且这些棒的中轴在与底材21的表面大致平行的方向上延伸。
如图5A和5B所示，优选使用盘状或棒状超支化大分子，因为它们可以容易地以高校直度沿单轴排列。不过，可以使用具有任何其它三维形状例如球状的超支化大分子。无论如何，从对称性的角度考虑，优选使用枝状分子作为超支化大分子。
每个盘状枝状分子10a和棒状枝状分子10b的中心部分(图2中的中心结构14)含有一种发光颜料(原子团)。发光颜料的优选例子是具有高平面性的发光颜料，例如苯、萘、蒽、菲、芘、苝、铝-喹啉配合物、低聚芴、低聚噻吩、低聚亚苯基、1，2-亚乙烯基、Spiro-NPB、Spiro-TAD和Spiro-DPVBi，但不限于这些材料。
每个枝状晶体部分都含有一个可以在枝状分子之间表现出强的非共价键合相互作用的原子团。具体而言，优选可以表现出静电相互作用的原子团或具有氢键合的原子团。
作为带有正电荷的原子团(阳离子原子团)，适合使用铵盐和吡啶鎓盐。作为带有负电荷的原子团(阴离子原子团)，适合使用磺酸根和羧酸根。作为氢-键合原子团，适合使用羧基和氨基。
在每个枝状晶体的最外壳(该分子的表面)中加入电子或空穴传递原子团，可以减少构成有机EL发光层的层数。通过减少层数，可以减少制造过程的步骤数。咔唑类是典型的电子传递原子团，芳基酰胺类和噁二唑类是典型的空穴传递原子团。
上述超支化大分子可以通过一种从中心向周边进行合成的发散法合成，或通过一种从周边向中心进行合成的会聚法合成。
下文将描述在中心含有芴作为蓝色发光颜料而且在最外壳(分子表面)带有电荷的二苄醚类枝状分子合成的实施例。
首先，将中心的芴结构溴化，然后按照下示反应方案1进行格利雅反应，获得化合物1。
随后，使化合物1与二苄醚类枝状晶体(化合物2)反应，然后将甲酯基团水解并羧基化，制得枝状分子(化合物3)。可以通过例如，Journal of the American Chemical Society，122，p.3232(2000)、Journal ofthe American Chemical Society，112，p.7638(1990)、Journal of theAmerican Chemical Society，123，p.1302-1315(2001)中描述的方法合成该枝状晶体(化合物2)。
反应方案1
也可以通过与上述方法相似的合成方法，按照下示反应方案2合成在最外壳中带有正电荷的枝状分子(化合物4)和含有氢键合残基的枝状分子(化合物5和6)。
反应方案2
下文将参照图6A至6D描述如图5A和5B所示的以高校直度将超支化大分子沿单轴排列的方法。
在这一具体实施方案中，形成一个墙结构，其含有一个与超支化聚合物层的表面大致垂直的侧面，利用该墙结构与超支化大分子之间的非共价键合相互作用，这些超支化大分子互相平行而且与墙结构的该侧面大致平行。在墙结构与超支化大分子之间发生作用的非共价键合相互作用优选与在超支化大分子之间发生作用的非共价键合相互作用一样强，而且优选是静电相互作用或氢键合。
图6A至6D举例说明了使用静电相互作用将超支化大分子10沿单轴排列。
首先，如图6A所示，在底材21的表面形成一个墙结构35。例如，通过在底材21表面形成一层聚合物材料膜并将该聚合物膜形成一定图案，由此形成该墙结构35。具体而言，通过使用光敏聚合物材料，可以通过光刻法方便地制成墙结构35。聚合物材料的例子包括丙烯酸类树脂、环氧树脂、酚醛清漆树脂、聚酰亚胺树脂和类似物。如果该墙结构35需要具有透明性，那么丙烯酸类树脂是优选的。如果需要高机械强度，那么环氧树脂、酚醛清漆树脂或聚酰亚胺树脂是优选的。为了使该墙结构35的侧面带电，在该聚合物材料中混入带电的大分子或低分子量分子。
随后，如图6B所示，在底材21上放置枝状分子10，该枝状分子最外壳中带有与墙结构35表面电荷极性相反的电荷。例如，在其上形成有墙结构35的底材21上施用这种枝状分子10的溶液。优选使用浸涂或喷墨法涂敷该溶液。
枝状分子10与墙结构35的带电侧面大致平行，即由于静电相互作用与底材21的表面大致垂直。随后，涂敷一种带有与先前涂敷的枝状分子10极性相反的电荷的枝状分子10的溶液。此时涂敷的枝状分子由于与先前涂敷的枝状分子的静电相互作用而形成一种自组织结构。如图6C和6D所示交替重复这一操作，可以形成通过静电相互作用排列的超支化聚合物层。通过施用带有相反极性的电荷的枝状分子的混合物，可以同时提供这两种枝状分子。
如上所述，利用静电相互作用使枝状分子与墙结构35的侧面大致平行地排成直线，并形成枝状分子的自组织结构，由此可以形成与利用液体结晶性形成的传统发光层相比，具有较高校直度(0.95或更高)的发光层，并由此改善发光偏振比。
也可以通过与上述方法相似的方法，使用氢键合形成具有高校直度的超支化聚合物层。加入氢键合原子团以使墙结构35的侧面具有氢键合性。可以联合使用羧基和氨基作为氢键合原子团。具体而言，将其上有墙结构35的底材21交替浸入在最外壳含有羧基的枝状分子溶液和在最外壳含有氨基的枝状分子溶液，以形成通过氢键合以高校直度沿单轴排列的超支化聚合物层。或者，可以使用含有氢键合原子团的两种枝状分子的混合物。
下文将描述本发明的一个更加具体的实施方案。
在这一具体实施方案中，使用在最外壳带有负电荷的芴类枝状分子(化合物3)和在最外壳带有正电荷的芴类枝状分子(化合物4)通过静电相互作用制成具有高校直度的发光层。
首先，如图7A所示，准备底材(例如，玻璃底材)21。
如图7B所示，在底材21的表面形成电极31。该电极(例如，正电极)31是由，例如，ITO制成的。为了使其具有反射性能，该电极31可以由诸如Al的金属材料制成，或者可以按需要在电极31下形成反射层。
如图7C所示，在其上形成有电极31的底材21的表面上形成墙结构35。该墙结构35可以在电极31上形成，或者如果电极31形成图案(例如，根据像素)，该墙结构35可以在电极31的开口处形成。该墙结构35是参照图6A通过上述方法制成的。
在这一具体实施方案中，通过旋涂法将其中加有阴离子型表面活性剂的丙烯酸类树脂涂敷在ITO底材上，然后使用抗蚀剂将丙烯酸类树脂膜制成图案，由此制成表面带有负电荷的墙结构35。
随后，如图7D所示，形成空穴传递层32。例如，通过喷墨法将聚乙烯-双氧噻吩(PEDOT)/聚苯乙烯磺酸盐(PSS)溶液涂敷在制成的底材上，然后进行烧结，由此制成空穴传递层32。
随后，将制成的底材浸入在最外壳中带有正电荷的芴类枝状分子(化合物4)溶液中，然后浸入在最外壳中带有负电荷的芴类枝状分子(化合物3)溶液中。重复这一操作，形成枝状分子发光层33，其中枝状分子排列成与电极31表面大致垂直。优选通过将底材浸没在一种溶剂中(在该例子中是水)以去除一种极性的过量的枝状分子，然后再将该底材浸入相反极性的枝状分子溶液中。浸没时间越长，就能越可靠地去除这些过量枝状分子。在该实施例中，将底材在水中浸大约5分钟以去除过量枝状分子，然后浸入带有相反电荷的枝状分子溶液中。当使用互相通过氢键合的枝状分子时，也优选进行去除过量枝状分子的步骤。
制成的枝状分子发光层33包括通过墙结构35和枝状分子之间的静电相互作用以及枝状分子之间的静电相互作用而以高校直度沿单轴排列的枝状分子。使用450nm的荧光强度进行测量，这种枝状分子层提供了99∶1或更高的发光偏振比。该枝状分子发光层33的校直度为0.97或更高。要指出的是，该枝状分子发光层33也可以用作电子传递层。
如图7E所示，在枝状分子发光层33上形成电极34。通过，例如，Li-Al膜的蒸镀形成电极(例如，负电极)34。随后，将制成的底材加封以保护有机EL发光层(包括32和35)并进行其它加工，由此制成有机EL发光元件。制成的有机EL发光元件保持了上述发光偏振比，而且在形成电极34后，枝状分子发光层33的校直度保持不变。
也可以使用氢键合芴类枝状分子化合物5和6以与上述相似的方法制成具有高校直度的枝状分子发光层33。
例如，在图7C所示的加工步骤中，通过旋涂法将其中加有聚丙烯酸的丙烯酸类树脂涂敷在底材21上，然后使用抗蚀剂将丙烯酸类树脂膜制成图案，由此制成表面含有羧酸的墙结构35。
如上参照图7D所述，使用PEDOT/PSS形成空穴传递层32，然后将制成的底材浸入在最外壳含有氨基的芴类枝状分子溶液中，然后浸入在最外壳含有羧酸的芴类枝状分子溶液中。通过重复这一操作，形成枝状分子发光层33，其中枝状分子通过氢键合以高校直度沿轴向排成直线。
按照上述方法制成的枝状分子发光层33也提供了99∶1或更高的发光偏振比，而且具有0.97或更高的校直度。在该枝状分子发光层33上形成Li-Al电极34之后，该校直度不会降低。
作为比较，将描述使用传统材料制成有机EL发光层的过程。
在其上有ITO电极的底材表面上形成作为空穴传递层的聚对苯乙烯(poly-p-phenylele vinylene)膜。摩擦该聚对苯乙烯膜，然后在该膜上使用聚辛基芴制成发光层。
使用450nm的荧光强度进行测量，由此制得的发光层的发光偏振比约为92∶8。该发光层的校直度约为0.78。
从上述结果发现，通过使用超支化大分子的强的非共价键合相互作用，获得以高校直度沿单轴排列的有机EL发光层。
用于本发明的有机EL发光元件的电极的材料并不限于上述材料。作为正电极材料，可以使用诸如ZnO和SnO2的透明导电材料。作为负电极材料，适合使用诸如Mg-Ag合金和Mg-In合金的合金材料。这些金属材料具有允许高效发射的功函。这些电极可以通过喷镀、真空蒸镀或类似方法形成。
接下来，将参照图8A和8B，描述含有上述有机EL发光元件的液晶显示器100。
液晶显示器100包括上述有机EL发光元件30和与之整合制成的液晶屏40。该有机EL发光元件30用作液晶显示器100的背光板。该有机EL发光元件30和液晶屏40共用底材21B，而且其间没有偏光板。
该有机EL发光元件30包括以下述顺序安放的底材21A、反射层37、电极(正电极)31、有机EL发光层33、另一电极(负电极)34和底材21B。有机EL发光层33处于通过使用如上所述的墙结构35获得的沿单轴排列的状态。可以省略反射层37。
液晶屏40，可以是各种已知液晶屏中的任何一种，例如包括以下述顺序安放的底材21B、像素电极41、成对配向膜中的一层42、液晶层43、另一配向膜42、对电极44、滤色片层45、底材21C和偏光板23。液晶层43是例如TN液晶层。偏光板23使其透射轴与由有机EL发光元件30发出的线式偏振光的偏振轴垂直。该液晶屏以正常为白色(NW)模式进行显示。按照需要安放用以对像素电极41和对电极44施加电压的互连和开关元件(例如TFTs)。滤色片层45包括对应于R、G和B颜色的滤色片部分45b和用于遮蔽像素间空隙的黑底45a。
用于有机EL发光层33的校直控制的墙结构35的放置优选与黑底45a相对应。换句话说，有机EL发光层33的放置与像素(开口)相对应，这样有机EL发光层33发出的光就不会被黑底45b遮挡。这样，可以提高光利用率。例如，如图8B所示，沿着像素的排列以条状形成墙结构35，以对应于像素间空隙。墙结构35并非必须如图8A所示与各个像素相对应，而是在相邻墙结构35之间可以存在许多像素。如果墙结构35是由透明树脂制成，则光损失很少，即使在有机EL发光元件30和液晶显示屏40之间的校直过程中发生位移。
如上所述，通过使用本发明的有机EL发光元件作为液晶显示器的背光板，可以省去一块偏光板。此外，由于该有机EL发光元件发出的光的发光偏振比为50∶1或更高，可以获得比传统方法高的对比度(例如，100∶1)。
工业适用性本发明的有机EL发光元件不仅可以用作液晶显示器的背光板，还可以用作激光器和致动器。
相对于传统方法，本发明提供了具有较高发光偏振比的有机EL发光元件。通过使用这种有机EL发光元件作为液晶显示器的背光板，可以省去一块偏光板，而且可以改善液晶显示器的对比度。
权利要求
1.一种有机EL发光元件，其含有一层有机EL发光层和一个用来对该有机EL发光层施加电压的电极，其中该有机EL发光层包括一层含有以0.95或更高的校直度沿单轴排列的超支化大分子的超支化聚合物层，并发出偏振光。
2.如权利要求1所述的有机EL发光元件，其中超支化聚合物层含有自组织的盘状超支化大分子。
3.如权利要求1所述的有机EL发光元件，其中超支化聚合物层含有自组织的棒状超支化大分子。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的有机EL发光元件，其中超支化大分子包括枝状分子。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的有机EL发光元件，其中超支化大分子是通过静电相互作用进行自组织的。
6.如权利要求1至4中任意一项所述的有机EL发光元件，其中超支化大分子是通过氢键合进行自组织的。
7.如权利要求1至6中任意一项所述的有机EL发光元件，其进一步含有墙结构，所述墙结构的一个侧面与超支化聚合物层的表面大致垂直，其中超支化大分子通过与墙结构的相互作用而与该侧面大致平行地排成直线。
8.如权利要求7所述的有机EL发光元件，其中墙结构的侧面是带电的，而且超支化大分子通过静电与该侧面相互作用。
9.如权利要求7所述的有机EL发光元件，其中墙结构的侧面具有氢键合性，而且超支化大分子与该侧面进行氢键合。
10.如权利要求1至9中任意一项所述的有机EL发光元件，其中超支化聚合物层包括用作电子传递层或空穴传递层的第一超支化聚合物层和至少用作发光层的第二超支化聚合物层。
11.一种液晶显示器，其包括如权利要求1至10中任意一项所述的有机EL发光元件和接收该有机EL发光元件发出的偏振光并控制该偏振光的透射比的液晶屏。
12.如权利要求11所述的液晶显示器，其中有机EL发光元件包括墙结构，所述墙结构的一个侧面与超支化聚合物层的表面大致垂直，该超支化大分子通过与墙结构的相互作用而与该侧面大致平行地排成直线。该液晶屏含有许多像素和在这些像素之间的黑底暗影区，而且该有机EL发光元件的这种墙结构的形成是与液晶屏的黑底相对应的。
13.一种制造含一层有机EL发光层和一个电极的有机EL发光元件的方法，其中所述的电极用来对有机EL发光层施加电压，所述有机EL发光元件发出偏振光，该方法包括以下步骤(a)准备一块底材，其主平面上有一个电极；(b)在该主平面上形成墙结构，该墙结构的一个侧面与主平面大致垂直；和(c)在该主平面上提供一种含超支化大分子的材料以制成含有超支化聚合物层的有机EL发光层，该超支化聚合物层含有与该侧面大致平行地排成直线的超支化大分子。
14.如权利要求13所述的方法，其中步骤(b)包括将该侧面充电的步骤，而且超支化大分子通过与该侧面的静电相互作用而与该侧面大致平行地排成直线。
15.如权利要求14所述的方法，其进一步包括提供下述材料的步骤，该材料含有其它与前述超支化大分子通过静电相互作用的超支化大分子。
16.如权利要求13所述的方法，其中步骤(b)包括赋予该侧面氢键合性的步骤，而且超支化大分子通过与该侧面进行氢键合而与该侧面大致平行地排成直线。
17.如权利要求16所述的方法，进一步包括提供下述材料的步骤，即该材料含有其它与前述超支化大分子氢键合的超支化大分子。
全文摘要
本发明的有机EL发光元件含有一层有机EL发光层(3a、3b、3c)和一个用来对该有机EL发光层施加电压的电极(1，4)。该有机EL发光层包括一层含有以0.95或更高的校直度沿单轴排列的超支化大分子的超支化聚合物层，并发出具有高发光偏振比的光。
文档编号H05B33/10GK1643707SQ03806829
公开日2005年7月20日 申请日期2003年3月13日 优先权日2002年3月26日
发明者水崎真伸, 山原基裕 申请人:夏普株式会社