專利名稱：一種有機電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)和封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機光電器件的封裝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種有機電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)和封裝方法。
背景技術(shù)：
小分子有機電致發(fā)光器件(OLED)和高分子有機電致發(fā)光器件(PLED)具有主動發(fā)光、亮度高、全彩色顯示、驅(qū)動電壓低、器件厚度薄、可實現(xiàn)柔性顯示，以及制備工藝相對于液晶顯示器件(IXD)和等離子體顯示器件(PDP)簡單等特點，在大屏幕平板顯示器和柔性顯示器方面具有良好的應(yīng)用前景。0LED/PLED中的有機發(fā)光材料對水蒸氣和氧氣非常敏感，很少量的水蒸氣和氧氣就能損害有機發(fā)光材料，使器件的發(fā)光性能劣化。因此，如何減少水蒸氣和氧氣對器件封裝材料的滲透，消除器件內(nèi)部的水蒸氣和氧氣，是有機電致發(fā)光器件封裝技術(shù)要解決的重要問題。要保證器件具有能夠滿足商業(yè)應(yīng)用的使用壽命，水蒸氣和氧氣對器件的封裝材料的滲透率應(yīng)低于10-6g/m2/day的水平。傳統(tǒng)封裝0LED/PLED器件的基板與蓋板之間的封接材料，在多數(shù)應(yīng)用中，采用紫外固化環(huán)氧樹脂(也稱UV膠)，也有采用熱固化環(huán)氧樹脂的，其缺點是首先，作為封接材料的環(huán)氧樹脂對水和氧氣的阻隔性能比較差，例如水對厚度為1毫米的紫外固化環(huán)氧樹脂和熱固化環(huán)氧樹脂薄片的滲透率為IOci-IiT1 g/m7day量級，遠(yuǎn)高于0LED/PLED器件封裝材料的水滲透率應(yīng)小于10-6g/m7day量級的要求；其次，環(huán)氧樹脂含有大量的水，這些水會在器件的工作過程中因器件發(fā)熱而釋放出來而進(jìn)入器件內(nèi)部，使器件內(nèi)部空間的水蒸氣和氧氣的含量不斷增加。這些水蒸氣和氧氣將不斷地侵蝕器件內(nèi)的有機發(fā)光材料，使其發(fā)光性能不斷劣化，器件的壽命大大縮短。在現(xiàn)有的有關(guān)專利中，在銦合金封接層與基板、蓋板和電極層上的絕緣層之間，設(shè)置了兩層材料，一層是附著層，另一層是匹配層，這樣導(dǎo)致封接工藝復(fù)雜，成本提高，封接成品率下降等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是如何減少水蒸氣和氧氣對器件封裝材料的滲透；如何消除器件內(nèi)部的水蒸氣和氧氣；如何使封接工藝更簡單，成本更低，封接成品率更高。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案提供一種有機電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)和封裝方法。一種有機電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)，包括基板(1)和蓋板(2 )，其特征是基板(1) 內(nèi)表面設(shè)置導(dǎo)電膜玻璃ITO電極層(3)，導(dǎo)電膜玻璃ITO電極層(3)的封接區(qū)域表面設(shè)置有絕緣層(8)；基板和蓋板的邊框封接區(qū)域之間設(shè)置有封接層(13、14)；封接層與絕緣層、基板和蓋板之間分別設(shè)置有過渡層(9、10、11、12)。本發(fā)明中所述的導(dǎo)電膜玻璃ITO電極層(3)兼作有機發(fā)光功能層的陽極層。有機發(fā)光功能層包括空穴傳輸層(4)、發(fā)光層(5)、電子傳輸層(6)和陰極層(7)。本發(fā)明中所述的基板和蓋板的材料是玻璃、金屬或者云母。本發(fā)明中所述的絕緣層(8)的材料為六1203或SiO2，其厚度為0.2-10 μ m，優(yōu)選的厚度為1-2 μ m ；其寬度比過渡層的寬度寬l_2mm，即2. 5_6mm。本發(fā)明中所述的過渡層(9、10、11、12)的材料為Au、Ag、Pt和AgCu合金中的一種， 過渡層的厚度為1-50 μ m，優(yōu)選的厚度為5-10 μ m ；寬度比封接層的寬度寬0. 5-lmm,即為 1. 5-4mm。本發(fā)明中所述封接層的材料為銦鉍合金，其成分為銦60-70%，鉍30-40%，銦鉍合金封接層的厚度為2-100 μ m，優(yōu)選的厚度為5-30 μ m ；銦鉍合金封接層寬度為l_3mm。一種有機電致發(fā)光器件的封裝方法，其特征在于，包括以下步驟
①在保護氣體氣氛環(huán)境中，使用熱涂覆法或者印刷法，分別在基板和蓋板的過渡層上涂覆一層銦鉍合金，其厚度為1-50 μ m,優(yōu)選的厚度為2. 5-15 μ m,寬度為l_3mm ；
②涂覆完成銦鉍合金后，在保護氣體氣氛環(huán)境中，將過渡層和銦鉍合金層加熱到 100-130°C，使銦鉍合金與過渡層金屬形成良好的浸潤和粘合；
③完成權(quán)利要求①和②的步驟后，在保護氣體氣氛下，進(jìn)行基板和蓋板的封接；
在本發(fā)明中所述的封裝方法中，在涂覆和加熱銦鉍合金層時，保護氣體為氮氣或惰性氣體之一種，純度為99%-99. 9% ；
在本發(fā)明中所述的封裝方法中，封接基板和蓋板時，保護氣體的種類為氮氣或惰性氣體之一種，純度為99. 99%—99. 999%，銦鉍合金層的加熱溫度為80-100°C ； 本發(fā)明的有益效果表現(xiàn)在
①減少了水蒸氣和氧氣對器件封裝材料的滲透；
②使封接工藝更簡單，成本更低，封接成品率更高。


圖1是本發(fā)明所提供的一種實施例的封裝結(jié)構(gòu)其中，1、基板，2、蓋板，3、ITO電極層，4、空穴傳輸層，5、發(fā)光層，6、電子傳輸層，7、陰極層，8、絕緣層，9、10、11、12、過渡層，13、14、銦合金封接層。
具體實施例方式下面將結(jié)合附圖及具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。有機電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)的制備過程
步驟一.用直流磁控濺射鍍膜法，在基板上制備ITO電極層； 步驟二 .用射頻磁控濺射 鍍膜法，在ITO電極層(3)的封接區(qū)域上制備絕緣層； 絕緣層(8)的材料為A1203或SiO2,其厚度為0. 2-10 μ m，其寬度比過渡層的寬度寬 l-2mm ；
絕緣層的優(yōu)選厚度為1-2 μ m。步驟三.用電子束蒸發(fā)法或者真空蒸發(fā)法，在基板(1)和蓋板(2)邊框的封接區(qū)域處，制備過渡層；
過渡層(9、10、11、12)的材料為Au、Ag、Pt和AgCu合金中的一種；過渡層的厚度為1-50 μ m，其寬度比封接層的寬度寬0. 5-lmm ； 過渡層的優(yōu)選厚度為5-10 μ m;
作為優(yōu)選過渡層 的材料為AgCu合金，AgCu合金的組分為Ag為20%-50%，Cu為 80%-50%。步驟四.用熱涂覆法，在保護氣體氣氛中，在基板和蓋板的過渡層上，分別涂覆銦鉍合金，構(gòu)成銦鉍合金封接層；
銦鉍合金封接層(13、14)的厚度為2-100 μ m,銦鉍合金封接層寬度為l_3mm ； 作為優(yōu)選銦鉍合金封接層的厚度為5-30 μ m。步驟五.將涂覆好銦鉍合金層的基板和蓋板放入充有保護氣體的加熱室中，加熱 20-50分鐘，使銦鉍合金與過渡層的金屬充分浸潤和粘合，然后降溫到室溫，把基板和蓋板從加熱室里取出。步驟六.采用真空蒸發(fā)鍍膜法，在基板上制備有機發(fā)光各功能層，包括空穴傳輸層(4)，發(fā)光層(5)，電子傳輸層(6)，陰極層(7)等。有機電致發(fā)光器件的封裝方法步驟
步驟一.在真空環(huán)境下，把基板和蓋板移送到處于真空的手套箱中，然后該手套箱充入高純氮氣或高純惰性氣體；通過手套把基板和蓋板的銦鉍合金封接層面對面對齊疊放在手套箱中的一個平臺上，再在疊放的基板和蓋板上壓上一個有一定重量、可以通電加熱的加熱塊；該加熱塊的重量保證對基板和蓋板的銦鉍封接層接觸面上的壓強為1. 5-2kg/ cm2 ；
步驟二 .加熱塊的加熱器通電加熱到80-100°C，對疊放的基板和蓋板加熱，使其溫度逐漸達(dá)到鉍銦合金的熔點溫度以上，并且不超過基板上的有機發(fā)光功能層材料的承受溫度；保溫20-30分鐘，使基板和蓋板之間的銦合金封接層熔化并熔合；
步驟三.停止加熱塊加熱，等待器件的封接層溫度降低到40°C -50°C，從手套箱中取出封接完成的有機發(fā)光器件。
權(quán)利要求
1.一種有機電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)，包括基板(1)和蓋板(2)，其特征是基板(1)內(nèi)表面設(shè)置導(dǎo)電膜玻璃ITO電極層(3)，導(dǎo)電膜玻璃ITO電極層(3)的封接區(qū)域表面設(shè)置有絕緣層(8)；基板和蓋板的邊框封接區(qū)域之間設(shè)置有封接層(13、14)；封接層與絕緣層、基板和蓋板之間分別設(shè)置有過渡層(9、10、11、12 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)，其特征是所述的基板和蓋板的材料是玻璃、金屬或者云母。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)，其特征是所述封接層 (13、14)的材料為銦鉍合金，其成分為銦60-70%，鉍30-40% ；銦鉍合金封接層的厚度為 2-100 μ m，銦鉍合金封接層寬度為l-3mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)，其特征是所述的過渡層(9、 10、11、12)的材料為Au、Ag、Pt和AgCu合金中的一種，過渡層的厚度為1-50 μ m，寬度比封接層的寬度寬0. 5-lmm即為1. 5- 4mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)，其特征是所述的絕緣層(8) 的材料為Al2O3或SiO2，其厚度為0. 2-10 μ m，其寬度比過渡層的寬度寬l_2mm，即2. 5_6mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)，其特征是導(dǎo)電膜玻璃ITO 電極層(3)兼作有機發(fā)光功能層的陽極層，有機發(fā)光功能層包括空穴傳輸層(4)、發(fā)光層 (5)、電子傳輸層(6)和陰極層(7)。
7.一種有機電致發(fā)光器件的封裝方法，其特征在于，包括以下步驟①在保護氣體氣氛環(huán)境中，使用熱涂覆法或者印刷法，分別在基板和蓋板的過渡層上涂覆一層銦鉍合金；②涂覆完成銦鉍合金后，在保護氣體氣氛環(huán)境中，將過渡層和銦鉍合金封接層加熱，使銦鉍合金與過渡層金屬形成良好的浸潤和粘合，構(gòu)成銦鉍合金封接層；③完成步驟①和②后，在保護氣體氣氛下，進(jìn)行基板和蓋板銦鉍合金封接層的封接；④停止加熱塊加熱，等待器件的封接層溫度降低到40°C-50°C，從手套箱中取出封接完成的有機發(fā)光器件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的有機電致發(fā)光器件的封裝方法，其特征是步驟①中銦鉍合金封接層的厚度為2-100 μ m，優(yōu)選的厚度為5-30 μ m，寬度為l_3mm，步驟②中過渡層和銦鉍合金封接層加熱到100-130°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的有機電致發(fā)光器件的封裝方法，其特征是在步驟①和②中， 涂覆和加熱銦鉍合金層時，保護氣體為氮氣或惰性氣體之一種，純度為99%-99. 9%。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的有機電致發(fā)光器件的封裝方法，其特征是在步驟③中，封接基板和蓋板時，銦鉍合金層的加熱溫度為80-100°C，保護氣體的種類為氮氣或惰性氣體之一種，純度為 99. 99%—99. 999%ο
全文摘要
本發(fā)明公開了一種有機電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)和封裝方法，針對如何減少水蒸氣和氧氣對器件封裝材料的滲透；如何消除器件內(nèi)部的水蒸氣和氧氣以及如何使封接工藝更簡單，成本更低，封接成品率更高。本發(fā)明使用一層過渡層作為封接層與基板、蓋板和絕緣層之間的介質(zhì)，其材料為Au、Ag、Pt和AgCu合金中的一種；使用銦含量為60-70%，鉍含量為30-40%的銦鉍合金作為封接層材料；并在過渡層上制備銦鉍合金封接層后，再進(jìn)行基板和蓋板的封接的方法。封接層的涂覆、熔化及封接在保護氣體環(huán)境下進(jìn)行，使有機電致發(fā)光器件的發(fā)光性能保持良好，使用壽命大大提高。
文檔編號H01L51/52GK102332536SQ20111029907
公開日2012年1月25日 申請日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者李軍建 申請人:電子科技大學(xué)