專利名稱：一種有機電致發(fā)光器件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種有機電致發(fā)光器件，更具體的講，涉及了一種含有新的封裝層結(jié)構(gòu)的有機電致發(fā)光器件。
背景技術：
隨著信息社會的到來，人們對平板顯示器的性能的要求越來越高。對目前存在的幾種顯示技術等離子體顯示，場發(fā)射顯示和有機電致發(fā)光顯示器，都在一定程度彌補了陰極射線管顯示和液晶顯示器的不足。其中，有機電致發(fā)光顯示器具有主動發(fā)光，低電壓的直流驅(qū)動，全固化，寬視角等的優(yōu)點，與液晶顯示相比，有機電致發(fā)光顯示不需要背光源，視角大，功率低，響應速度快的優(yōu)點， 但是其成本卻低于同等分辨率的液晶顯示器，因而具有廣闊的應用前景。
近年來的研究使得有機電致發(fā)光器件進入到了實用化的階段。但是目前實用化面臨的一個主要問題就是有機電致發(fā)光器件的壽命問題。大量的研究表明影響壽命問題有很多因素，其中最重要的因素之一就是水汽和氧氣對器件內(nèi)部的滲透導致器件失效。其中重要的原因是因為有機電致發(fā)光器件的金屬陰極均為較活潑的金屬(Ca，Ag，Mg，Ag等)，容易和水氧等發(fā)生發(fā)應從而使得器件失效。因此要對有機電致發(fā)光器件進行有效的封裝從而阻止水氧的向器件內(nèi)部的滲透作用。
有機電致發(fā)光器件的封裝一般采用玻璃蓋、金屬蓋的封裝方法，其邊沿用紫外聚合樹脂密封。由于玻璃蓋、金屬蓋比較致密，因此這種封裝的方法能夠很好阻隔水氧對器件內(nèi)部的滲漏，很好的延長了器件的使用壽命。這種方法有其相應的缺點，如體積大，增加了器件的重量。用玻璃蓋或金屬蓋封裝另外一個重要的缺點是不能應用到柔性有機電致發(fā)光器件的封裝。柔性有機電致發(fā)光器件指以柔性材料為基片的有機電致發(fā)光器件，由于塑料基片有柔性的特點就給這類器件很獨特的特點和應用前景，如柔性的顯示器件，柔性的電子報刊，壁紙電視，可穿戴的顯示器等。對于柔性有機電致發(fā)光器件的封裝主要是美國專利US4,842,893、US4,945,371，US5,260,095提出的聚合物交替多層膜(Polymer Multilayer，以下簡稱PML)的方法。PML技術是在真空狀態(tài)下制備聚合物材料、陶瓷類材料的交替多層膜。這種封裝技術對水氧的阻隔能力可以和玻璃相媲美。成為柔性有機電致發(fā)光器件封裝的主流。但是PML技術由于需要制備多個周期的聚合物和陶瓷類材料，工藝、設備都很復雜。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種封裝效果良好而厚度和重量小于玻璃蓋封裝的有機電致發(fā)光器件，且制備方法簡單的有機電致發(fā)光器件，當應用于柔性器件上，解決了用玻璃蓋或金屬蓋等封裝的有機電致發(fā)光器件不能彎折的問題。
本發(fā)明的技術方案是本發(fā)明的有機電致發(fā)光器件包括封裝層，該封裝層為不銹鋼箔片，封裝層與陰極層之間還有鈍化層。
鈍化層可以為有機絕緣材料層或無機絕緣材料層。也可以是絕緣材料層間夾有活性金屬層的復合層結(jié)構(gòu)。
封裝層可以是含有陶瓷材料層的不銹鋼箔片。該陶瓷材料層可以為氮化鈦、氮化硅中的一種。
有機電致發(fā)光器件的基片可以為柔性基片。該柔性基片優(yōu)選為聚對苯二甲酸乙二醇酯。
鈍化層的有機絕緣材料層可以為聚酰亞胺、紫外固化膠，無機絕緣材料層可以為三氧化二鋁。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的有機電致發(fā)光器件厚度和重量均比用玻璃和金屬蓋封裝的器件小，直接用不銹鋼箔片封裝制備方法簡單，由于不銹鋼箔片可以彎折，當把它應用到軟屏上時，可以實現(xiàn)軟屏180度彎折。
具體實施例方式
本發(fā)明的電致發(fā)光器件的優(yōu)選結(jié)構(gòu)如下玻璃基片或PET基片/IT0/有機發(fā)光層/陰極層/鈍化保護層/不銹鋼箔層其中有機發(fā)光層中包括空穴注入層或者傳輸層，發(fā)光層，電子傳輸層等。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)式，結(jié)合器件的制備步驟詳細實施方式闡述如下(1)利用熱的洗滌劑超聲和去離子水超聲的方法對透明導電基片ITO玻璃進行清洗，清洗后將其放置在紅外燈下烘干，然后對烘干的ITO玻璃進行紫外臭氧清洗和低能氧離子束轟擊的預處理，其中導電基片上面的ITO膜作為器件的陽極層，ITO膜的方塊電阻為5Ω～100Ω，膜厚為80～280nm；(2)有機發(fā)光層的制備將上述清洗烘干并經(jīng)過預處理的ITO玻璃置于真空腔內(nèi)，抽真空至1×10-5～9×10-3Pa，然后在上述ITO膜上蒸鍍一層空穴傳輸材料，材料薄膜的蒸鍍速率為0.01～0.5nm/s，膜厚為20～80nm；在空穴傳輸材料上蒸鍍一層有機發(fā)光材料，材料薄膜的蒸鍍速率為0.01～0.5nm/s，膜厚為20～80nm；在有機發(fā)光材料上蒸鍍一層電子傳輸材料，材料薄膜的蒸鍍速率為0.01～0.5nm/s，膜厚為20～80nm；(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合金層作為器件的陰極層，膜厚為2～20nm。其中合金層采用雙源蒸鍍的方法進行摻雜；(4)鈍化保護層的制備提供三種并列的制備方式(a)保持上述真空腔內(nèi)壓力不變，在金屬陰極層上用本領域普通技術人員熟知的蒸鍍、甩膜等方法制備有機絕緣材料層。(b)用濺射等方法制備無機絕緣材料層(c)用上述的方法先制備一層絕緣材料層，在此絕緣材料層上蒸鍍一層活性金屬層，再在金屬層上再制作一層絕緣材料層。當水氧侵入器件時先與鈍化層中的金屬層反應，因此金屬層可以增強對器件的保護作用。
優(yōu)選的不銹鋼箔片上已經(jīng)制備有一層陶瓷材料層，以增強封裝效果。用事先制備有陶瓷材料層的不銹鋼箔片封裝比在器件上直接制備陶瓷材料層的效果更好，因為在器件上用濺射或等離子化學氣相沉積的方法形成陶瓷材料層，容易損傷有機電致發(fā)光器件。
實施例1實施例1的結(jié)構(gòu)如下玻璃基板/ITO/NPB/Alq/Mg:Ag/PI/含有氮化鈦層的不銹鋼箔(1)預刻有ITO的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電基片ITO玻璃進行清洗，清洗后將其放置在紅外燈下烘干，然后對烘干的ITO玻璃進行紫外臭氧清洗和低能氧離子束轟擊的預處理，其中導電基片上面的ITO膜作為器件的陽極層，ITO膜的方塊電阻為50Ω，膜厚為150nm；(2)有機發(fā)光層的制備將上述清洗烘干并經(jīng)過預處理的ITO玻璃置于真空腔內(nèi)，抽真空至1×10-3Pa，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發(fā)光材料，8-羥基喹啉鋁Alq，材料薄膜的蒸鍍速率為0.5nm/s，膜厚為50nm；(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Mg，Ag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行摻雜。
(4)鈍化保護層的制備保持上述真空腔內(nèi)壓力不變，在金屬陰極層上蒸鍍聚合物材料PI，厚度500nm；(5)含有氮化鈦層的不銹鋼箔層的封裝不銹鋼箔片上的陶瓷材料層可以用等離子增強型化學氣相沉積(PECVD)的方法來制備。在背景壓強為1×10-3Pa的條件下通入反應氣體硅烷和氨氣，并調(diào)節(jié)反應的流量，調(diào)節(jié)反應室氣壓5～50Pa，反應室溫度在50度以下，在10～500W的功率下生長陶瓷材料，生長時間10s～30min，厚度為10～1000nm。在充滿氮氣的手套箱中，使用紫外固化膠連接含有氮化鈦的不銹鋼箔與器件透明基板，并使用紫外光固化，達到密封器件的發(fā)光區(qū)域的目的。
與傳統(tǒng)的有機電致發(fā)光器件在相同條件下用玻璃蓋封裝的使用壽命相比(玻璃基板/ITO(150nm)/NPB(50nm)/Alq3(50nm)/Mg:Ag(150nm)/Ag(50nm)/玻璃蓋)用玻璃蓋封裝和實施例1所示的封裝之后的器件的壽命(此壽命為從起始強度1000cd/m2衰減到500cd/m2的時間，以下實施例所提到的壽命也均為器件從起始強度1000cd/m2衰減到500cd/m2的時間。)均為1000小時左右?？梢妼嵤├?所示的封裝方法達到了使用玻璃蓋封裝時候的效果。
實施例2實施例2的結(jié)構(gòu)如下玻璃基板/ITO/NPB/Alq/Mg:Ag/PI/Mg/UV固化膠/含有氮化鈦層的不銹鋼箔(1)預刻有ITO的玻璃基板的清洗參考實施例1的相應過程；(2)有機發(fā)光層的制備參考實施例1的相應過程；(3)陰極的制備參考實施例1的相應過程；(4)鈍化保護層的制備保持上述真空腔內(nèi)壓力不變，在金屬陰極層上蒸鍍聚合物材料PI，厚度500nm。再在PI膜層上蒸鍍金屬Mg厚度200nm；之后器件轉(zhuǎn)移至充滿氮氣的手套箱中，在金屬層上通過甩膜的方式制備紫外固化膠薄膜，并使用紫外光固化。厚度20微米；(5)不銹鋼箔層的封裝參考實施例1的相應過程。
測量得到這種封裝的條件下的器件的壽命為1100小時左右(起始亮度1000cd/m2)，和傳統(tǒng)的有機電致發(fā)光器件在相同條件下用玻璃蓋封裝的使用壽命相比效果相同。
實施例3實施例3的結(jié)構(gòu)如下玻璃基板/ITO/NPB/Alq/Mg:Ag/UV固化膠/含有氮化鈦的不銹鋼箔(1)預刻有ITO的玻璃基板的清洗參考實施例1的相應過程；(2)有機發(fā)光層的制備參考實施例1的相應過程；(3)陰極的制備參考實施例1的相應過程；(4)鈍化保護層的制備器件轉(zhuǎn)移至充滿氮氣的手套箱中，在金屬陰極層上通過甩膜的方式制備紫外固化膠薄膜，并使用紫外光固化。厚度20微米；(5)不銹鋼箔層的封裝參考實施例1的相應過程。
測量得到這種封裝的條件下的器件的壽命為840小時左右(起始亮度1000cd/m2)，和傳統(tǒng)的有機電致發(fā)光器件在相同條件下用玻璃蓋封裝的使用壽命相比效果相同。
實施例4實施例4的結(jié)構(gòu)如下玻璃基板/ITO/NPB/Alq/Mg:Ag/PI/不銹鋼箔(1)預刻有ITO的PET基板的清洗參考實施例1的相應過程，其中ITO的方塊電阻為100歐姆。
(2)有機發(fā)光層的制備參考實施例1的相應過程。
(3)陰極的制備參考實施例1的相應過程。
(4)鈍化保護層的制備參考實施例1的相應過程。
(5)不銹鋼箔層的封裝參考實施例1的相應過程。
實施例4所示的封裝之后的器件的壽命均為780小時左右。
實施例5實施例5的結(jié)構(gòu)如下玻璃基板/ITO/NPB/Alq/Mg:Ag/三氧化二鋁/不銹鋼箔(1)預刻有ITO的PET基板的清洗參考實施例1的相應過程，其中ITO的方塊電阻為100歐姆。
(2)有機發(fā)光層的制備參考實施例1的相應過程。
(3)陰極的制備參考實施例1的相應過程。
(4)鈍化保護層的制備不暴露空氣，將器件轉(zhuǎn)移至另外一個真空腔室，使用直流磁控濺射的方法制備無機絕緣材料三氧化二鋁，在背景壓強1×10-3Pa，通入氧氣和氬氣，調(diào)節(jié)兩種氣體的比例，調(diào)節(jié)腔室壓強至0.3Pa，采用高純Al靶，直流濺射制備三氧化二鋁薄膜，厚度50nm。
(5)不銹鋼箔層的封裝參考實施例1的相應過程。
實施例5所示的封裝之后的器件的壽命均為750小時左右。
從上述實施例可知用不銹鋼箔片封裝的有機電致發(fā)光器件，阻隔水氧的效果良好，當用含有陶瓷材料層的不銹鋼箔片封裝時，其封裝效果與玻璃相當。
實施例6實施例6的結(jié)構(gòu)如下PET基板/ITO/NPB/Alq/Mg:Ag/PI/含有氮化鈦的不銹鋼箔(1)預刻有ITO的PET基板的清洗參考實施例1的相應過程，其中ITO的方塊電阻為50歐姆；(2)有機發(fā)光層的制備參考實施例1的相應過程；(3)陰極的制備參考實施例1的相應過程；(4)鈍化保護層的制備參考實施例1的相應過程；(5)不銹鋼箔層的封裝參考實施例1的相應過程。
不封裝的柔性器件的壽命為0.7小時(起始亮度1000cd/m2)，用實施例6所示的封裝之后的器件的壽命均為110小時左右。且此器件可以實現(xiàn)180度彎折。
實施例7實施例7的結(jié)構(gòu)如下PET基板/ITO/NPB/Alq/Mg:Ag/PI/AL/UV固化膠/含有氮化硅不銹鋼箔(1)預刻有ITO的PET基板的清洗參考實施例1的相應過程，其中ITO的方塊電阻為50歐姆；(2)有機發(fā)光層的制備參考實施例1的相應過程；
(3)陰極的制備參考實施例1的相應過程；(4)鈍化保護層的制備參考實施例2的相應過程；(5)不銹鋼箔層的封裝參考實施例1的相應過程。
不封裝的柔性器件的壽命為0.7小時(起始亮度1000cd/m2)，用實施例7所示的封裝之后的器件的壽命均為120小時左右。且此器件可以實現(xiàn)180度彎折。
實施例8實施例8的結(jié)構(gòu)如下PET基板/ITO/NPB/Alq/Mg:Ag/UV固化膠/含有氮化鈦不銹鋼箔(1)預刻有ITO的PET基板的清洗參考實施例1的相應過程，其中ITO的方塊電阻為100歐姆；(2)有機發(fā)光層的制備參考實施例1的相應過程；(3)陰極的制備參考實施例1的相應過程；(4)鈍化保護層的制備參考實施例3的相應過程；(5)不銹鋼箔層的封裝參考實施例1的相應過程。
不封裝的柔性器件的壽命為0.7小時(起始亮度1000cd/m2)，用實施例8所示的封裝之后的器件的壽命均為96小時左右。且此器件可以實現(xiàn)180度彎折。
權利要求
1.一種有機電致發(fā)光器件，包括封裝層，其特征在于，該封裝層為不銹鋼箔片，封裝層與陰極層之間還有鈍化層。
2.根據(jù)權利要求1所述的有機電致發(fā)光器件，其特征是所述的鈍化層為有機絕緣材料層或無機絕緣材料層。
3.根據(jù)權利要求2所述的有機電致發(fā)光器件，其特征是所述的有機絕緣材料為聚酰亞胺、紫外固化膠。
4.根據(jù)權利要求2所述的有機電致發(fā)光器件，其特征是所述的無機絕緣材料為三氧化二鋁。
5.根據(jù)權利要求1所述的有機電致發(fā)光器件，其特征是鈍化層是絕緣材料層間夾有活性金屬層的復合層結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權利要求1所述的有機電致發(fā)光器件，其特征是所述的不銹鋼箔片上有一層陶瓷材料層。
7.根據(jù)權利要求4所述的有機電致發(fā)光器件，其特征是所述的陶瓷材料層為氮化鈦、氮化硅中的一種。
8.根據(jù)權利要求1至7所述的任一有機電致發(fā)光器件，其特征是所述的基片為柔性基片。
9.根據(jù)權利要求6所述的有機電致發(fā)光器件，其特征是所述的柔性基片為聚對苯二甲酸乙二醇酯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種有機電致發(fā)光器件，解決了用玻璃蓋或金屬蓋封裝器件厚度和重量大，且不可彎折的缺點和用交替多層膜技術封裝的工藝復雜的缺點。本發(fā)明的有機電致發(fā)光器件包括封裝層，該封裝層為不銹鋼箔片，封裝層與陰極層之間還有鈍化層。鈍化層可以為有機絕緣材料層或無機絕緣材料層，也可以是絕緣材料層間夾有活性金屬層的復合層結(jié)構(gòu)。封裝層最好是用含有陶瓷材料層的不銹鋼箔片。當基片是柔性基片時，該器件可以實現(xiàn)180度彎折。
文檔編號H05B33/04GK1602122SQ20041008035
公開日2005年3月30日 申請日期2004年9月30日 優(yōu)先權日2004年9月30日
發(fā)明者邱勇, 吳朝新, 王立鐸, 高裕弟 申請人:清華大學, 北京維信諾科技有限公司