專(zhuān)利名稱(chēng)：El器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電致發(fā)光(EL)器件，尤其涉及對(duì)于抗?jié)裥院妥铓庑苑矫娴母纳啤?br> 本發(fā)明還涉及制造這種EL器件的方法。
背景技術(shù)：
迄今為止，由于電致發(fā)光器件具備自發(fā)光功能且能夠提供高亮度屏幕，因此諸如無(wú)機(jī)或有機(jī)的電致發(fā)光器件作為薄、質(zhì)輕的便攜式設(shè)備或照明裝置的顯示設(shè)備已被廣泛地投入實(shí)際應(yīng)用。該EL器件具有以下結(jié)構(gòu)在基體上形成一種EL部件，所述EL部件具有一對(duì)電極層，其中至少一層構(gòu)成了透明電極，并且還具有插放在電極層之間的光發(fā)射層。
就這種類(lèi)型的EL器件而言，其光發(fā)射層或電極層很可能由于氧氣或其他氣體、水分等的侵入而受到破壞，使圖象質(zhì)量變差或縮短壽命。為了解決這個(gè)問(wèn)題，有人建議在EL部件表面覆蓋一層保護(hù)膜來(lái)避免例如來(lái)自外部的氧氣或其他氣體、水分等的侵入。
例如，JP2002-222691A公開(kāi)了一項(xiàng)技術(shù)，用于將聚硅氮烷施涂于EL部件的表面來(lái)形成硅膜或硅基的膜作為保護(hù)膜。此外，JP3170542B公開(kāi)了一種有機(jī)EL部件，在其表面通過(guò)等離子CVD和類(lèi)似方法形成無(wú)機(jī)無(wú)定形膜作為防護(hù)膜，該無(wú)機(jī)無(wú)定形膜選自α-Si膜、α-SiC膜、α-SiN膜和α-C膜。
此外，JP2003-118030A公開(kāi)了一種EL器件，其通過(guò)干法在有機(jī)基材表面形成氣體阻隔層、并且在氣體阻隔層的表面上通過(guò)濕法形成由含聚硅氮烷組合物的固化物質(zhì)的固化物質(zhì)層、并且將上述基材安置在EL部件的表面之上來(lái)制備。
然而，如果旨在像JP2002-222691A中所提出的以直接在EL部件的表面施涂聚硅氮烷來(lái)形成硅膜等，那么該EL部件的電極層或光發(fā)射層會(huì)處于被所使用的聚硅氮烷溶液中的溶劑所破壞的危險(xiǎn)之中。在如JP3170542B中所提出的由等離子CVD等方法來(lái)形成膜的情況下，上述由等離子CVD法所形成的膜的覆蓋力有限。例如，如果有外部物質(zhì)存在于EL部件的表面，則該外部物質(zhì)很難被無(wú)機(jī)無(wú)定形膜完全覆蓋，而未被覆蓋的部分就會(huì)導(dǎo)致氧氣或其他氣體、濕氣等的侵入。像這樣在EL部件中氧氣或其他氣體、濕氣等的侵入會(huì)導(dǎo)致光發(fā)射層劣化，引起會(huì)隨時(shí)間而增長(zhǎng)的暗點(diǎn)。
此外，假如像JP2003-118030A中所提及的，在有機(jī)基材的表面形成氣體阻隔層和固化物質(zhì)層，并將基材置于EL部件的表面，會(huì)產(chǎn)生以下問(wèn)題。那就是，上述方案會(huì)因擁有更大厚度使EL器件結(jié)構(gòu)及其生產(chǎn)工藝變復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決上述存在于傳統(tǒng)技術(shù)中固有的問(wèn)題，因而本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種EL器件，盡管其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但能夠避免由氧氣或其他氣體、濕氣等侵入而造成的任何劣化，而不損壞EL部件。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供制備這種EL器件的方法。
一種按照本發(fā)明的EL器件，包括基體；形成于基體表面的EL部件，其包括至少一個(gè)第一電極層、光發(fā)射層和第二電極層；通過(guò)干法制備的形成于EL部件表面用以覆蓋EL部件的第一保護(hù)膜；和形成于第一保護(hù)膜的表面、通過(guò)濕法制備的第二保護(hù)膜，其適合于覆蓋第一保護(hù)膜未完全覆蓋的部分。
一種制備本發(fā)明所述EL器件的方法，包括以下步驟形成EL部件，其包括在基體表面上的至少一個(gè)第一電極層、光發(fā)射層和第二電極層；通過(guò)干法于EL部件表面上形成用以覆蓋EL部件的第一保護(hù)膜；以及通過(guò)濕法將聚硅氮烷沉積于第一保護(hù)膜的表面以形成第二保護(hù)膜。
更具體地講，通過(guò)干法使第一保護(hù)膜直接形成于EL部件的表面，通過(guò)濕法進(jìn)一步使聚硅氮烷在第一保護(hù)膜的表面上形成第二保護(hù)膜。如此形成的第一和第二保護(hù)膜可以保護(hù)EL部件，使其在不損壞EL部件的情況下不因氧氣或其他氣體、濕氣的侵入而劣化。


附圖1是顯示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的EL器件結(jié)構(gòu)的剖視圖；附圖2是顯示EL器件的主要部分的放大的剖視圖，在此部分外來(lái)物質(zhì)存在于EL部件上；附圖3是在高溫或高濕度條件下，評(píng)估作為比較實(shí)施例的EL部件時(shí)，說(shuō)明暗點(diǎn)隨所經(jīng)過(guò)時(shí)間增大的曲線(xiàn)圖。
具體實(shí)施例方式
下面，將參照附圖具體描述本發(fā)明方案。
附圖1是顯示本發(fā)明實(shí)施方案的EL器件結(jié)構(gòu)的剖視圖。EL部件2形成于透明玻璃基體1上。該EL部件2包括形成于玻璃基體層1上的作為第一電極層的陽(yáng)極3；形成于陽(yáng)極3上的有機(jī)光發(fā)射層4；和形成于有機(jī)光發(fā)射層4上的作為第二電極層的陰極5。第一保護(hù)膜6形成于EL部件2的表面以覆蓋部件2。第二保護(hù)膜7進(jìn)一步的形成于第一保護(hù)膜6的表面來(lái)覆蓋膜6。
玻璃基體1可以由任何透射或半透射可見(jiàn)光的材料形成。除玻璃之外，也可使用滿(mǎn)足這種條件的塑料。該EL部件2的陽(yáng)極3只需在作為電極使用時(shí)至少對(duì)可見(jiàn)光是透射或半透射的。例如，ITO可以被用作上述材料。有機(jī)光發(fā)射層4由含有至少任何一種已知的有機(jī)光放射物質(zhì)(如Alq3或DCM)的材料所制成。一個(gè)或多個(gè)層(如電子傳送層和空穴傳送層)可以適當(dāng)?shù)男纬捎陔姌O之間，這些層用于常規(guī)的有機(jī)EL器件。相應(yīng)的層適當(dāng)?shù)赜扇魏我阎牟牧闲纬?。陰極5只需用作電極同時(shí)表現(xiàn)出至少對(duì)可見(jiàn)光的反射性。例如，金屬如Al、Cr或Mo、Al合金、或Al/Mo層壓材料可以用于此。每層可以由任何已知的薄膜成型法形成，如真空沉積。
第一保護(hù)膜6由干法制備的硅化合物形成，例如，硅的氮化物、硅的氧氮化物，優(yōu)選厚度為0.1-5μm。
進(jìn)一步的，由聚硅氮烷通過(guò)濕法制備的、具備0.01-2μm厚度的SiO2膜作為第二保護(hù)膜7。在本說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“聚硅氮烷”包括聚硅氮烷的衍生物，其中鍵連到硅原子上的氫原子部分的被烷基等取代，在烷基，特別是具有低分子量的甲基基團(tuán)存在的情況下，SiO2膜與作為基礎(chǔ)的第一保護(hù)膜之間的粘附力提高了，并表現(xiàn)出柔韌性。因此，即使在SiO2膜做得厚的情況下，也能防止裂紋的生成。對(duì)于烷基基團(tuán)，優(yōu)選采用具有1-4個(gè)碳原子的烷基。并且，聚硅氮烷可以處于一部分未反應(yīng)的半干狀態(tài)。
在這樣結(jié)構(gòu)的EL器件中，光發(fā)射表面相當(dāng)于玻璃基體1的基準(zhǔn)面，該基準(zhǔn)面與另一個(gè)在其上形成EL部件2的基準(zhǔn)面相對(duì)。即光從有機(jī)光發(fā)射層4射出直接進(jìn)入或被陰極5反射后非直接的進(jìn)入陽(yáng)極3，然后穿過(guò)玻璃基體1并從其中射出。
接著，論述制備上述EL器件的方法。首先，陽(yáng)極3、有機(jī)光發(fā)射層4和陰極5以規(guī)定的順序，并通過(guò)任何已知的薄膜成型法(如真空沉積)在玻璃基體1的表面上層疊以形成EL部件2。
隨后，玻璃基體1連同EL部件2被轉(zhuǎn)移至在真空或惰氣氣氛下的等離子CVD裝置的箱室中。第一保護(hù)膜6通過(guò)等離子CVD形成于陰極5的表面上。這時(shí)，優(yōu)選在下面情況下形成第一保護(hù)膜6，即玻璃基體1的溫度降至在不高于形成EL部件2的每一種材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的范圍內(nèi)，例如，50-110℃，這樣就不會(huì)影響EL部件2。更優(yōu)選，玻璃基體1的溫度降至比形成EL部件2的各種材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度中最低值低20K或更少的溫度范圍內(nèi)。
接著，將其暴露于空氣中，隨后將聚硅氮烷施涂于第一保護(hù)膜6的表面。可從多種施涂方法如旋涂、浸涂、流涂、滾涂和絲網(wǎng)印刷中選擇一種。在此，聚硅氮烷也可在與形成第一保護(hù)膜6時(shí)相同的氣氛下或在惰氣氣氛下而不是暴露于空氣中的條件下施涂。
接著，使用爐、電熱板、或此類(lèi)的其他加熱器烘焙聚硅氮烷，以開(kāi)始由下面反應(yīng)式所表示的反應(yīng)以形成第二保護(hù)層7
到此，該EL器件就完成了。
如圖2中所示，如果外來(lái)物質(zhì)8，如灰塵，存在于EL部件2的表面上，例如，很可能即使第一保護(hù)膜6通過(guò)干法形成于EL部件2的表面，膜6還是難以完全覆蓋外來(lái)物質(zhì)8而留下了未被覆蓋的部分9。然而，第二保護(hù)膜7通過(guò)濕法在第一保護(hù)膜6的表面上形成，因而覆蓋了第一保護(hù)膜6未覆蓋的部分9。從而可以避免氧氣或其他氣體、濕氣等從外部侵入EL部件2。
同樣的，第一保護(hù)膜6通過(guò)干法形成于EL部件2的表面后聚硅氮烷被置于第一保護(hù)膜6上以形成第二保護(hù)膜7。因此，該EL部件2不受任何損害。
除了灰塵以外，外來(lái)物質(zhì)8可以是玻璃粉末或保護(hù)層沉積。無(wú)論外來(lái)物質(zhì)是什么，未被第一保護(hù)膜6所覆蓋的部分9被第二保護(hù)膜7所覆蓋，使其可能避免氧氣或其它氣體、濕氣等的侵入。
如果一部分施涂用聚硅氮烷在烘焙過(guò)程中依然保持未反應(yīng)，即聚硅氮烷保持在半干狀態(tài)，則未反應(yīng)的部分會(huì)與侵入的濕氣反應(yīng)從而使侵入的濕氣不能與EL部件2反應(yīng)。這樣，EL部件2可受到保護(hù)而免于因濕氣的入侵而劣化。
關(guān)于底部發(fā)射型有機(jī)EL器件已在上面的實(shí)施方式中論述過(guò)，其中透明陽(yáng)極3、有機(jī)光發(fā)射層4和反射陰極5以規(guī)定的順序?qū)盈B于玻璃基體1的表面上，而且從有機(jī)光發(fā)射層4發(fā)射出來(lái)的光透射穿過(guò)陽(yáng)極3和玻璃基體1并由此射出。然而本發(fā)明并不限于此。本發(fā)明適用于頂部發(fā)射型有機(jī)EL器件，其中反射電極、有機(jī)光發(fā)射層和透明電極以規(guī)定的順序?qū)盈B于基體上，從有機(jī)光發(fā)射層發(fā)射出來(lái)的光透射穿過(guò)與基體相對(duì)的透明電極并由此射出。在這種情況下，第一和第二保護(hù)膜在透明電極上順序地形成并需要由透射或半透射可見(jiàn)光的材料形成。
至此，已對(duì)有機(jī)EL器件作了描述。然而，本發(fā)明同樣適用于無(wú)機(jī)EL器件。
作為形成第二保護(hù)膜的濕法，除了聚硅氮烷施涂法之外還可應(yīng)用抗?jié)駱?shù)脂施涂法。
實(shí)施例在透明玻璃基體上用反應(yīng)濺射法形成厚度為190nm的陽(yáng)極ITO。然后，在光發(fā)射層的沉積之前，將基體用堿洗滌，而后用純水洗滌，接下來(lái)干燥和紫外臭氧凈化。
將基體移至真空沉積裝置，該裝置中使用石墨坩鍋以0.1nm/sec的沉積率和約5.0×10-5Pa的真空度在陽(yáng)極的表面上沉積厚度為10nm的銅鈦菁作為空穴注入?yún)^(qū)。
接下來(lái)，用石墨坩鍋在0.1nm/sec的沉積率和約5.0×10-5Pa的真空度下，將三苯胺的四聚物沉積在空穴注入?yún)^(qū)上形成厚度為30nm的空穴傳送區(qū)。
進(jìn)一步的，將4，4’-雙(2，2-二苯乙烯基)聯(lián)二苯(DPVBi)(所發(fā)光顏色藍(lán)色)以0.1nm/sec的沉積率和約5.0×10-5Pa的真空度在空穴傳送區(qū)上沉積成厚度為30nm的光發(fā)射區(qū)。
用石墨坩鍋在0.01nm/sec的沉積率和約5.0×10-5Pa的真空度下，在光發(fā)射區(qū)上沉積Alq3，一種喹啉醇的金屬絡(luò)合物(QUINOLINOLATO METALCOMPLEX)，形成厚度為20nm的電子傳送區(qū)。
隨后，用石墨坩鍋在0.03nm/sec的沉積率和約5.0×10-5Pa的真空度下，將氟化鋰(LiF)在電子傳送區(qū)上沉積為厚度為0.5nm的陰極界面區(qū)。進(jìn)一步的，在陰極界面區(qū)上，以1nm/sec的沉積率和約5.0×10-5pa的真空度在鎢舟皿上將鋁沉積為厚度為100nm的陰極。
在EL部件這樣形成于玻璃基體上之后，用等離子CVD設(shè)備在陰極的表面形成氮化硅膜作為第一保護(hù)膜。更具體說(shuō)，將基體置于等離子CVD設(shè)備的箱室中，將箱室排空至1×10-3Pa的壓力，從而允許SiH4、NH3和N2分別以100ml/min、50ml/min和1000ml/min的流動(dòng)速率流入。這時(shí)，將壓力調(diào)至75Pa。接著，在一對(duì)電極間(電極以20mm的間隙放置以誘導(dǎo)氣體放電)施加13.56MHz、600W的RF功率，由此可將1μm厚的氮化硅膜沉積于陰極的表面。這時(shí)，玻璃基體的溫度被設(shè)定為100℃或更低，并且成膜速率大約為3nm/sec。
進(jìn)一步的，使用旋轉(zhuǎn)速度為500rpm的轉(zhuǎn)子、用20重量％濃度的聚硅氮烷(“NL-120”可由Clariant(日本)KK獲得)施涂氮化硅膜的表面。隨后，在90℃的電熱板上將產(chǎn)物干燥30分鐘以形成具有0.5μm厚度的第二保護(hù)膜。
已對(duì)在高溫/高濕條件下生產(chǎn)的EL器件作了評(píng)估。后來(lái)，評(píng)估證實(shí)即使在500小時(shí)過(guò)去之后在屏幕上沒(méi)有暗點(diǎn)出現(xiàn)。
對(duì)于對(duì)比實(shí)施例，除將第二保護(hù)膜省去外，其余均用相似的方法制備EL器件。換句話(huà)說(shuō)，EL部件在玻璃基體上形成，然后第一保護(hù)膜形成于陰極的表面。對(duì)在高溫/高濕條件下的這種EL器件作了評(píng)估。評(píng)估顯示，如附圖3中樣品DS1至DS5所表示的那樣，許多暗點(diǎn)隨所經(jīng)過(guò)時(shí)間增大。
權(quán)利要求
1.一種EL器件，包含基體；在基體的表面上形成的EL部件，包含至少一個(gè)第一電極層、光發(fā)射層和第二電極層；通過(guò)干法在EL部件表面形成的第一保護(hù)膜；和第二保護(hù)膜，其通過(guò)濕法形成于第一保護(hù)膜表面之上并適于覆蓋第一保護(hù)膜未覆蓋的部分。
2.按照權(quán)利要求1的EL器件，其中第一保護(hù)膜是選用硅的氮化物、硅的氧氮化物和二氧化硅中的一種形成的。
3.按照權(quán)利要求1的EL器件，其中第二保護(hù)膜包括通過(guò)濕法用聚硅氮烷形成的SiO2膜。
4.按照權(quán)利要求2的EL器件，其中第一保護(hù)膜具有0.1至5μm的膜厚度。
5.按照權(quán)利要求3的EL器件，其中第二保護(hù)膜具有0.01至2μm的膜厚度。
6.按照權(quán)利要求1的EL器件，其中EL部件包括一種有機(jī)EL部件。
7.按照權(quán)利要求1的EL器件，其中EL器件是底部發(fā)射型。
8.按照權(quán)利要求1的EL器件，其中EL器件是頂部發(fā)射型。
9.一種制備EL器件的方法，包含以下步驟在基體的表面上形成包含至少一個(gè)第一電極層、光發(fā)射層和第二電極層的EL部件；通過(guò)干法在EL部件的表面形成第一保護(hù)膜以覆蓋EL部件；和通過(guò)濕法在第一保護(hù)膜上沉積聚硅氮烷以形成第二保護(hù)膜。
10.按照權(quán)利要求9的制備EL器件的方法，其中第一保護(hù)膜是由等離子CVD法在不高于形成EL部件的每一種材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度范圍內(nèi)形成的。
11.按照權(quán)利要求10的制備EL器件的方法，其中第一保護(hù)膜是在比形成EL部件的所有材料中玻璃化轉(zhuǎn)變溫度最低者低20K或更少的溫度范圍內(nèi)形成的。
12.按照權(quán)利要求9的制備EL器件的方法，其中第二保護(hù)膜是將聚硅氮烷施涂于第一保護(hù)膜上并烘焙形成的。
13.按照權(quán)利要求12的制備EL器件的方法，其中聚硅氮烷保持在一種半干狀態(tài)。
14.按照權(quán)利要求12的制備EL器件的方法，其中聚硅氮烷是選用旋涂、浸涂、流涂、滾涂和絲網(wǎng)印刷中的一種來(lái)施涂的。
15.按照權(quán)利要求9的制備EL器件的方法，其中聚硅氮烷含有鍵連到硅上的具有1至4個(gè)碳原子的烷基。
全文摘要
形成于玻璃基體上的EL部件包括陽(yáng)極、有機(jī)光發(fā)射層和陰極。通過(guò)干法在EL部件的表面形成第一保護(hù)層以覆蓋EL部件。然后在第一保護(hù)層的表面通過(guò)濕法用聚硅氮烷形成第二保護(hù)層以覆蓋第一保護(hù)層。即使由于外來(lái)物質(zhì)的存在而使第一保護(hù)膜上留下未被覆蓋的部分，第二保護(hù)膜也會(huì)覆蓋該未被覆蓋的部分，以避免外部的氧氣或其他氣體、濕氣等侵入EL部件內(nèi)部。
文檔編號(hào)H01L51/50GK1582068SQ200410064069
公開(kāi)日2005年2月16日 申請(qǐng)日期2004年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月1日
發(fā)明者城所敦, 富田陵一, 竹內(nèi)萬(wàn)善 申請(qǐng)人:株式會(huì)社豐田自動(dòng)織機(jī)