專利名稱：：一種有機(jī)電致發(fā)光器件及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種有機(jī)電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)及其制備方法，屬于有機(jī)電致發(fā)光
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：當(dāng)今，隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展和信息社會的來臨，對平板顯示器性能的要求越來越高。近年來新出現(xiàn)了三種顯示技術(shù)等離子顯示器、場發(fā)射顯示器和有機(jī)電致發(fā)光顯示器(以下簡稱0LED)，均在一定程度上彌補(bǔ)了陰極射線管和液品顯示器的不足。其中，有機(jī)電致發(fā)光顯示器具有自主發(fā)光、低電壓直流驅(qū)動、全固化、視角寬、顏色豐富等一系列的優(yōu)點(diǎn)，與液晶顯示器相比，有機(jī)電致發(fā)光顯示器不需要背光源，視角大，功率低，其響應(yīng)速度可達(dá)液晶顯示器的1000倍，其制造成本卻低于同等分辨率的液晶顯示器。因此，有機(jī)電致發(fā)光顯示器具有廣闊的應(yīng)用前景，被看作極賦競爭力的未來平板顯示技術(shù)之一。OLED產(chǎn)品從量產(chǎn)技術(shù)上講，目前還沒有達(dá)到產(chǎn)品化的要求，實(shí)現(xiàn)0LED量產(chǎn)所面臨的困難，主要有以下幾個(gè)方面(1)OLED的壽命問題，(2)生產(chǎn)技術(shù)和質(zhì)量管理問題，(3)相關(guān)技術(shù)問題(特別是驅(qū)動技術(shù))，其中，壽命是目前面臨的最大問題之一?？梢哉f，0LED的壽命問題得不到相應(yīng)的解決，新一代的顯示器的產(chǎn)品化和實(shí)用化就無從談起。目前，因?yàn)槠骷械挠袡C(jī)物和陰極對水汽和氧氣都非常敏感，就是說0LED的壽命問題很大程度上取決于器件封裝效果的好壞。大量的研究表明水汽和氧氣是造成0LED失效的主要原因，作為0LED陰極的活潑金屬很容易和水汽、氧氣反應(yīng)。我們可以做一個(gè)簡單的估算，Mg的原子量是24，密度是1.74g/cm3，如果0LED中的金屬陰極Mg層的厚度為50mn，則該器件含金屬M(fèi)g的量為3.6X10—7mol/cm2，只需要約6.4X10—6g水就能與之完全反應(yīng)。要使得Mg完全被破壞時(shí)間為一年，則封裝層必須使得水滲透率小于1.5X1(Tg/m7day。而實(shí)際上器件中陰極只要有10%被氧化，形成的不發(fā)光區(qū)域就非常明顯(如果陰極的氧化發(fā)生在金屬與有機(jī)物的界面處，即使被破壞的陰極僅為5A也可能導(dǎo)致器件失效)，通常認(rèn)為，忽略水、氧對有機(jī)層的破壞作用，0LED要求的封裝層水氧透過率應(yīng)小于10_5g/m7day(BurrowsPE,GraffGL,GrossME,etal.Displays22,652001)?，F(xiàn)有的OLED封裝方法是盔式封裝結(jié)構(gòu)，即使用金屬或玻璃作為封裝蓋，粘合劑在涂布在封裝蓋的邊緣，將封裝蓋和顯示屏粘合到一起形成一個(gè)相對密封的空間；為了進(jìn)一步吸收水汽，還需要將封裝蓋制作一個(gè)凹槽，并將干燥粉或干燥片填充到封裝蓋的凹槽中。此種封裝方法可以很好的解決水、氧對OLED器件的傷害，但由于整個(gè)顯示屏是由兩塊厚重的玻璃或金屬制作，使得OLED失去其輕薄的優(yōu)勢；此外，由于封裝蓋上存在一個(gè)凹槽，封裝蓋的中心必然存在塌陷變形，當(dāng)制備大尺寸的顯示屏?xí)r，這種塌陷更加的明顯，封裝蓋的中心甚至?xí)Σ恋斤@示屏的像素，破壞顯示屏；塌陷過程中由于凹槽中的氣體壓強(qiáng)的變化，與大氣產(chǎn)生一個(gè)壓強(qiáng)差，進(jìn)而導(dǎo)致封裝膠出現(xiàn)裂縫，破壞封裝效果。同時(shí)，目前這種基于玻璃基片的OLEDs的封裝方法無法應(yīng)用到柔軟顯示器領(lǐng)域，因?yàn)檐浧疗骷趶澢鷷r(shí)，粘合的封裝片有可能摩擦破壞金屬層。如今，OLED作為一種全固化的顯示器件(無論是小分子還是聚合物)，其最大優(yōu)越性在于能夠制備出柔性的顯示器件，柔性有機(jī)電致發(fā)光器件指以柔性材料為基片的有機(jī)電致發(fā)光器件，由于柔性基片的特點(diǎn)就給這類器件賦予了獨(dú)特的應(yīng)用前景，如柔性的顯示器件，柔性的電子報(bào)刊，壁紙電視，可穿戴的顯示器等。針對于以上情況，薄膜封裝技術(shù)正在逐步的發(fā)展和完善，其代表是Vitex公司的有機(jī)無機(jī)復(fù)合薄膜封裝技術(shù)。其技術(shù)的特點(diǎn)是首先利用有機(jī)材料于器件背面形成一平整的平面，而后在該平面上形成一致密的無機(jī)薄膜以達(dá)到阻隔水、氧的能力，由于單一的無機(jī)薄膜層無法獲得良好的阻隔效果，封裝層需要制備成多層交替的結(jié)構(gòu)。但是要制備多個(gè)周期的有機(jī)聚合物和無機(jī)陶瓷類材料，工藝、設(shè)備都很復(fù)雜，特別是陶瓷類材料，一般采用磁控濺射、等離子增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉淀等方法制備，制備過程中溫度較高，容易破壞OLED器件的有機(jī)層或金屬電極，并且物體被彎折時(shí)，彎折能力差的材料(如陶瓷材料)容易脫落，并遵循"隧穿一分層一隆起一斷裂"的機(jī)理，影響器件的壽命和機(jī)械性能。因此，該技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中存在制備工序、設(shè)備復(fù)雜，工藝難度增加，生產(chǎn)節(jié)奏慢，制備的成本高等缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明重點(diǎn)針對上述封裝技術(shù)中存在的問題，提出一種新的封裝結(jié)構(gòu)和封裝方法，尤其適用于柔性的OLED。本發(fā)明提出一種有機(jī)電致發(fā)光器件，包括基板、陽極、陰極和位于兩電極之間的有機(jī)功能層，還包括封裝結(jié)構(gòu)，該封裝結(jié)構(gòu)中包括預(yù)封裝層、內(nèi)表面制備有吸濕層的金屬箔封裝片。預(yù)封裝層的材料選自有機(jī)材料、無機(jī)絕緣材料、陶瓷材料中的一種，或選自其中幾種材料形成的疊層結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，優(yōu)選材料包括A1Q、NPB、聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂、聚丙烯樹脂、聚四氟乙烯、SiO、Si02、Si3N4、A1203、A1N、LiF、AlQ/LiF、Si02/環(huán)氧樹脂膠/Si02、A1203/Alq3/A1203。預(yù)封裝層中可以混合有吸濕材料，該吸濕材料選自鈣、氧化鈣、氮化鋰等。作為封裝片的金屬箔材料選自不銹鋼箔、鋁箔。金屬箔內(nèi)表面的吸濕層材料選自CaO、SrO、分子篩干燥劑。封裝結(jié)構(gòu)中在金屬箔封裝片的外表面還可以具有一層聚合物材料。本發(fā)明器件的基板可為柔性，其材料選自塑料或超薄玻璃。本發(fā)明的技術(shù)方案優(yōu)點(diǎn)封裝后的器件壽命得到提高，特別是應(yīng)用于軟屏?xí)r，可以大幅度提高所制備的器件的壽命，簡化制備工藝，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)有效的保證了屏體的彎折性能。圖l為本發(fā)明的實(shí)施例中器件的封裝結(jié)構(gòu)示意圖，其中1為基片、2為陽極、3為空穴傳輸層、4為發(fā)光層、5為電子傳輸層、6為陰極、7為預(yù)封裝層、8為吸濕層、9為金屬箔片、IO為粘接層；圖2為本發(fā)明中實(shí)施例3中器件的亮度衰減曲線。具體實(shí)施方式(i)有機(jī)發(fā)光器件OLED的制備方法-在基板上依次制備陽極、有機(jī)功能層和陰極基板透明基片，可以是玻璃或是柔性基片，柔性基片采用聚酯類、聚酰亞胺類化合物、金屬箔片或超薄玻璃中的一種材料；陽極層可以采用無機(jī)材料或有機(jī)導(dǎo)電聚合物，無機(jī)材料一般為ITO、氧化鋅、氧化錫鋅等金屬氧化物或金、銅、銀等功函數(shù)較高的金屬，最優(yōu)化的選擇為ITO，有機(jī)導(dǎo)電聚合物優(yōu)選為聚噻吩/聚乙烯基苯磺酸鈉(以下簡稱PEDOT:PSS)、聚苯胺(以下簡稱PANI)中的一種材料；陰極層一般采用鋰、鎂、鈣、鍶、鋁、銦等功函數(shù)較低的金屬或它們與銅、金、銀的合金，或金屬與金屬氟化物交替形成的電極層，本發(fā)明優(yōu)選為依次的Mg:Ag合金層、Ag層和依次的LiF層、AI層；有機(jī)功能層，包括發(fā)光層，還可以包括電子傳輸層、空穴傳輸層等功能層。發(fā)光層可以采用小分子材料，也可采用聚合物材料；發(fā)光層材料可以為熒光材料，如金屬有機(jī)配合物(如Alq3、Gaq3、Al(Saph-q)或Ga(Saph-q))類化合物，該小分子材料中可摻雜有染料,摻雜濃度為小分子材料的0.01wt%20wt%，染料一般為芳香稠環(huán)類(如rubrene)、香豆素類(如DMQA、C545T)或雙吡喃類(如DCJTB、DCM)化合物中的一種材料，發(fā)光層材料也可采用磷光材料，其中咔唑衍生物如CBP、聚乙烯咔唑(PVK)為主體材料，該主體材料中可摻雜磷光染料，如三(2—苯基吡啶)銥(Ir(ppy)3)，二(2—苯基吡啶)(乙酰丙酮)銥(Ir(ppy)2(acac))，八乙基卟啉鉑(PtOEP)等。電子傳輸層，使用材料一般為小分子電子傳輸材料，可為金屬有機(jī)配合物(如Alq3、Gaq3、Al(Saph-q)、BAlq或Ga(S叩h-q))，芳香稠環(huán)類(如pentacene、茈)或鄰菲咯啉類(如Bphen、BCP)化合物?？昭▊鬏攲樱褂玫牟牧弦话銥榉及奉惡椭畚镒孱惖头肿硬牧?，如N,N'-二-(l-萘基)-N,N'-二苯基-1，1-聯(lián)苯基-4，4-二胺(NPB)、N，N，-二苯基-N,N'-雙(間甲基苯基)-1,1，-聯(lián)苯基-4,4'-二胺(TPD)等。具體的制備方法是首先清洗預(yù)刻有陽極的基板，然后在其上依次蒸鍍空穴傳輸層材料、發(fā)光層材料和電子傳輸層材料，最后通過蒸鍍的方法制備陰極層。(2)本發(fā)明提出的有機(jī)發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)的制備方法首先在器件陰極層上制備預(yù)封裝層預(yù)封裝層可以是有機(jī)材料(如Alq3、NPB、聚酰亞胺、紫外固化膠、有機(jī)硅膠、含氟聚合物)和無機(jī)絕緣材料(如LiF、SiO、Si02、SiNx、SiOxNy、A1203)中的一種，或選自其中幾種材料形成疊層結(jié)構(gòu)。制備成疊層結(jié)構(gòu)時(shí)，可以在疊層中加入吸濕層，如可用Ca作吸濕材料制備的A1203/Alq3/Ca/Alq3/A1203結(jié)構(gòu)，或可用Li3N作吸濕材料制備的Teflon/Li3N/Teflon/Li3N/Teflon結(jié)構(gòu)。具體的制備方法可以是熱蒸鍍法、電子束蒸鍍、濺射、氣相沉積、旋涂、印刷。然后制備金屬箔封裝片可以先將CaO、SrO等吸濕材料制備在柔軟的聚合物(如PET等)基片上，制作成干燥片，用環(huán)氧樹脂膠粘貼在金屬箔片上；也可以將CaO、SrO等吸濕材料混合在環(huán)氧樹脂膠、丙烯酸類膠體中，經(jīng)過UV光照或加熱制備在金屬箔片上；也可以將分子篩等液體干燥劑用旋涂、印刷等方法制備在金屬箔片上，經(jīng)過加熱形成吸濕層。在制備好的具有吸濕層的金屬箔片上沒有吸濕層的地方涂布環(huán)氧樹脂膠、丙烯酸類膠體，也可使用自帶有粘接劑的金屬箔片，將金屬箔片粘貼到器件上?？梢栽诮饘俨趁嬗眯?、印刷等方法制備一層聚合物(如聚酰亞胺、聚脂、UV固化膠等材料)。實(shí)施例1(1)在基板上制備陽極、有機(jī)功能層和陰極(1-1)預(yù)刻有ITO玻璃基板的清洗利用熱的洗滌劑超聲和去離子水超聲的方法對透明導(dǎo)電基片ITO玻璃進(jìn)行清洗，清洗后將其放置在紅外燈下烘干，然后對烘干的ITO基板進(jìn)行紫外臭氧清洗和低能氧離子束轟擊的預(yù)處理，其中導(dǎo)電基片上面的ITO膜作為器件的陽極層，ITO膜的方塊電阻為50Q，膜厚為150rnn;(1-2)有機(jī)發(fā)光層的制備將上述清洗烘干并經(jīng)過預(yù)處理的ITO玻璃置于真空腔內(nèi)，抽真空至lxl(T3Pa，然后在上述ITO膜上蒸鍍一層空穴傳輸材料NPB，材料薄膜的蒸鍍速率為0.5nm/s，膜厚為50nm;在空穴傳輸材料上蒸鍍一層有機(jī)發(fā)光材料，8-輕基喹啉鋁Alq，材料薄膜的蒸鍍速率為0.5nm/s，膜厚為50nm;(1-3)陰極的制備保持上述真空腔內(nèi)壓力不變，在上述電子傳輸層之上依次蒸鍍MgAg合金層作為器件的陰極層，膜厚為8nm。在MgAg合金層的上面再蒸鍍15nm的Ag層。其中合金層采用雙源蒸鍍的方法進(jìn)行摻雜；(2)制備器件的封裝結(jié)構(gòu)(2-1)預(yù)封裝層的制備保持上述真空腔體內(nèi)壓強(qiáng)不變，在上述陰極層上蒸鍍聚合物材料聚酰亞胺，膜厚為200nm。(2-2)金屬箔封裝片上吸濕層的制備將不銹鋼箔片平鋪在平整的玻璃板上，混合有50%重量比的CaO的紫外固化膠用印刷方法制備在不銹鋼箔片上，制備的薄膜厚度為50um，UV光照射使UV膠薄膜固化。(2-3)金屬箔片粘貼用UV固化膠連接不銹鋼箔片和器件基片，經(jīng)過UV光照射固化。實(shí)施例2(1)按照實(shí)施例1的方法在玻璃基板上制備陽極、有機(jī)功能層和陰極。(2)制備器件的封裝結(jié)構(gòu)(2-1)預(yù)封裝層的制備保持上述真空腔體內(nèi)壓強(qiáng)不變，在上述陰極層上蒸鍍有機(jī)材料Alq3，蒸發(fā)速率為0.5nm/s，膜厚為100nm;在有機(jī)材料Alq3上蒸鍍無機(jī)材料SiO，蒸發(fā)速率為0.5nm/s，膜厚為200nm。(2-2)金屬箔封裝片上吸濕層的制備將鋁箔片平鋪在平整的玻璃板上，傳送到氮?dú)猸h(huán)境中，將A1203分子篩干燥劑用印刷方法制備在鋁箔上，經(jīng)過高溫170'C烘烤形成吸濕層。(2-3)金屬箔片粘貼用UV固化膠連接鋁箔片和器件基片，經(jīng)過UV光照射固化。實(shí)施例3(1)按照實(shí)施例1的方法在基板上制備陽極、有機(jī)功能層和陰極，只是將基板的材料換為塑料。(2)制備器件的封裝結(jié)構(gòu)(2-1)保持上述真空腔體內(nèi)真空度不變，在陰極層上蒸鍍四個(gè)周期的Alq3/LiF結(jié)構(gòu)。Alq3薄膜的蒸鍍速率為0.5nm/s，膜厚為80nm;LiF薄膜的蒸鍍速率為0.2nm/s，膜厚為20nm。(2-2)將CaO干燥片粘貼在涂布有環(huán)氧樹脂膠的鋁箔上。(2-3)將粘貼有干燥片的鋁箔粘貼到基板上。實(shí)施例4(1)按照實(shí)施例1的方法在基板上制備陽極、有機(jī)功能層和陰極，只是將基板的材料換為塑料。(2)制備器件的封裝結(jié)構(gòu)(2-1)保持上述真空腔體內(nèi)真空度不變，在陰極層上用濺射的方法沉積A1203薄膜，沉積的速率為0.3nm/s，沉積的厚度為IOO咖。(2-2)將SrO干燥片粘貼在涂布有丙烯酸膠的鋁箔上。(2-3)將粘貼有干燥片的鋁箔粘貼到基板上。實(shí)施例5(1)按照實(shí)施例1的方法在基板上制備陽極、有機(jī)功能層和陰極，只是將基板的材料換為塑料。(2)制備器件的封裝結(jié)構(gòu)(2-1)保持上述真空腔體內(nèi)真空度不變，在陰極層上蒸鍍A1203，沉積速率為0.5nm/s，厚度為80nm;在A1203上蒸鍍Alq3，沉積速率為0.5nm/s，厚度為40nm;在Alq3上蒸鍍活潑金屬Ca，沉積速率為lnm/s，厚度為50nm;重復(fù)Alq3和A1203的沉積方法，依次制備40nm/s的Alq3和80nm的A1203。(2-2)將CaO干燥片粘貼在涂布有丙烯酸膠的鋁箔上。(2-3)將粘貼有干燥片的鋁箔粘貼到基板上。實(shí)施例6(1)按照實(shí)施例1的方法在基板上制備陽極、有機(jī)功能層和陰極，只是將基板的材料換為塑料。(2)制備器件的封裝結(jié)構(gòu)(2-1)保持上述真空腔體的壓強(qiáng)不變，在陰極上濺射Si02，沉積速率為0.5nm/s，厚度為100nm;在Si02上環(huán)氧樹脂類蒸鍍紫外固化膠，薄膜的厚度為100nm,經(jīng)過UV光照射固化；在UV固化膠上濺射Si02，沉積速率為0.5nm/s，厚度40nm。(2-2)在鋁箔片上用印刷方法沉積100um的丙烯酸類UV固化膠，經(jīng)過UV光照射固化；在鋁的另一面用旋涂法涂布A1203分子篩液體干燥劑，加熱固化后形成吸濕層，厚度為20um。(2-3)延鋁箔邊緣涂布UV固化膠，粘貼到基片上，UV照射固化。對比例1按照實(shí)施例1的方法在基板上制備陽極、有機(jī)功能層和陰極。器件不進(jìn)行封裝。對比例2按照實(shí)施例1的方法在基板上制備陽極、有機(jī)功能層和陰極，只是將基板的材料換為塑料。器件不進(jìn)行封裝。上述實(shí)施例及對比例的器件在2000cd/m2的初時(shí)亮度下，亮度半衰的時(shí)間為<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實(shí)施例51009實(shí)施例6728可見，上述封裝技術(shù)可以有效的提高OLED器件的壽命。盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，尤其是本發(fā)明的封裝層可以制備在器件陰極一側(cè)，也可以制備在整個(gè)器件的表面。應(yīng)當(dāng)理解，在本發(fā)明構(gòu)思的引導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可進(jìn)行各種修改和改進(jìn)，所附權(quán)利要求概括了本發(fā)明的范圍。權(quán)利要求1.一種有機(jī)電致發(fā)光器件，包括基板、陽極、陰極和位于兩電極之間的有機(jī)功能層，還包括封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該封裝結(jié)構(gòu)中包括預(yù)封裝層和內(nèi)表面制備有吸濕層的金屬箔封裝片。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述預(yù)封裝層的材料選自有機(jī)材料、無機(jī)絕緣材料、陶瓷材料中的一種，或選自其中幾種材料形成的疊層結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述預(yù)封裝層的材料優(yōu)選自A1Q、NPB、聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂、聚丙烯樹脂、聚四氟乙烯、SiO、Si02、Si3N4、A1203、A1N、LiF、AlQ/LiF、Si02/環(huán)氧樹脂膠/Si02、A1203/Alq3/A1203。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述預(yù)封裝層中混合有吸濕材料。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述預(yù)封裝層中的吸濕材料選自鈣、氧化鈣或氮化鋰。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述作為封裝片的金屬箔材料選自不銹鋼箔、鋁箔。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述金屬箔內(nèi)表面的吸濕層材料選自CaO、SrO、分子篩干燥劑。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，封裝結(jié)構(gòu)中在金屬箔封裝片的外表面具有一層聚合物材料。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于所述器件的基板為柔性，其材料選自塑料或超薄玻璃。全文摘要本發(fā)明涉及一種有機(jī)電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)及其制備方法。一種有機(jī)電致發(fā)光器件包括封裝結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中該封裝結(jié)構(gòu)中包括預(yù)封裝層和內(nèi)表面制備有吸濕層的金屬箔封裝片。使用本發(fā)明封裝后的器件壽命得到提高，特別是應(yīng)用于軟屏?xí)r，可以大幅度提高所制備的器件的壽命，簡化制備工藝，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)有效的保證了屏體的彎折性能。文檔編號H05B33/12GK101128074SQ20071012204公開日2008年2月20日申請日期2007年9月20日優(yōu)先權(quán)日2007年9月20日發(fā)明者嵩劉,張德強(qiáng),勇邱申請人:清華大學(xué);北京維信諾科技有限公司;昆山維信諾顯示技術(shù)有限公司