專利名稱：有機電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機電致發(fā)光器件(OLED)的封裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
有機電致發(fā)光器件(OLED)具有功耗低、輕便、亮度高、視野寬以及高對比度和反應(yīng)快等特點，并且能夠很好地實現(xiàn)柔性顯示。在過去十多年的時間里有機電致發(fā)光器件取得了巨大進展，三星、LG、索尼等廠家已推出相關(guān)的應(yīng)用產(chǎn)品，其它顯示器廠家也紛紛投入研發(fā)。目前，有機電致發(fā)光器件技術(shù)發(fā)展至今還存在一些問題，器件壽命短在很大程度上限制了有機電致發(fā)光器件產(chǎn)業(yè)化的進程。有機電致發(fā)光器件的壽命一方面與所選用的有機材料的性能及壽命有關(guān)，另一方面與發(fā)光器件的封裝方法有關(guān)。引起有機電致發(fā)光器件壽命降低的主要因素有1、有機電致發(fā)光器件陰極的金屬材料多為化學(xué)性質(zhì)較為活潑的金屬，極易在空氣中或其它含有氧的氣氛中受到侵蝕，特別是在含有水汽的環(huán)境中更容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。有機電致發(fā)光器件陰極材料的制作一般采用物理氣相沉積法，微小的灰塵顆粒粘附在有機功能層上都極易使陰極材料產(chǎn)生針孔，成為水汽、氧氣與有機功能層接觸的通道。2、氧氣與發(fā)光層發(fā)生氧化作用生成的羰基化合物是有效的淬滅劑，會顯著降低有機電致發(fā)光器件的發(fā)光量子效率。水汽使有機層化合物發(fā)生水解并影響導(dǎo)電性能，導(dǎo)致穩(wěn)定性大大降低。3、有機電致發(fā)光器件工作時產(chǎn)生的熱量會進一步加劇有機電致發(fā)光器件中的發(fā)光材料、輔助材料、電極等在空氣中的老化，進而影響器件的使用壽命。為了使有機電致發(fā)光器件壽命達到實用要求，要求發(fā)光器件封裝的水汽滲透率小于10_6g/(m2 ·(!)，氧氣滲透率小于10_5 10_3g/(m2 .d)。在實際工作時，陰極被腐蝕10%就會嚴重影響器件的工作。傳統(tǒng)的有機電致發(fā)光器件封裝技術(shù)是對剛性基板(玻璃或金屬)上制作的電極和各有機功能層進行封裝。這種封裝方式一般是給發(fā)光器件加一個蓋板，在蓋板內(nèi)側(cè)貼附干燥劑，通過環(huán)氧樹脂等密封膠將基板和蓋板結(jié)合。封裝蓋板主要分為金屬蓋板和玻璃蓋板兩大類，金屬蓋板即可以阻擋水、氧等成分對發(fā)光器件封裝的滲透，又可以使器件堅固，但是其不透光性、重量及成本問題限制了這種封裝方法在有機電致發(fā)光器件上的應(yīng)用。玻璃蓋板具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、電絕緣性、致密性，但其機械強度差，容易產(chǎn)生微裂紋，且大尺寸蓋板容易產(chǎn)生變形。傳統(tǒng)有機電致發(fā)光器件封裝需要密封膠，由于密封膠的多孔性，空氣中的水分容易滲透進入器件內(nèi)部，產(chǎn)生黑點。傳統(tǒng)的有機電致發(fā)光器件封裝技術(shù)雖然有效但很笨拙，并且成本高，如果有機電致發(fā)光器件還是采用這些機械部件來封裝，很難在價位上與液晶顯示器(IXD)競爭。薄膜封裝材料主要有聚合物薄膜、金屬薄膜、無機絕緣體薄膜等，不再使用金屬或玻璃蓋板、密封膠和干燥劑，由此帶來的優(yōu)點有1、顯示器的重量和厚度減半；2、用薄膜濕氣隔離層來替代機械封裝件，大大降低了成本；3、如果薄膜封裝材料為透明材料，有機電致發(fā)光器件制造商完全可以撇棄光被TFT晶體管阻擋的底部發(fā)光方式，采用頂部發(fā)光方式， 有效的提高發(fā)光效率和分辨率；4、薄膜封裝為柔性顯示技術(shù)帶來突破性的進展。
根據(jù)封裝層的數(shù)目可分為單層薄膜封裝和多層薄膜封裝，單層膜封裝很難滿足有機電致發(fā)光器件封裝要求。多層薄膜封裝如聚合物/無機物結(jié)構(gòu)，如Vitex Systems公司開發(fā)的Barix封裝層，需在多腔室內(nèi)用不同方法完成聚合物/無機薄膜的沉積，部分聚合物還需要UV固化形成薄膜，這種方式操作步驟多，處理周期長。常用的物理氣相沉積(PVD)、 化學(xué)氣相沉積(CVD)等方法生產(chǎn)無機絕緣薄膜所需要的較高溫度對器件有機層有一定的損傷，并且容易產(chǎn)生針孔。柔性有機電致發(fā)光器件與普通的有機電致發(fā)光器件的不同僅僅在于基片的不同， 從而基片就成了影響柔性有機電致發(fā)光器件效率和壽命的主要原因。塑料基片與玻璃基片相比有以下缺點1、塑料基片的平整度要比玻璃基片差，微小的凹凸不平會給器件膜層結(jié)構(gòu)帶來缺陷，引起器件損壞；2、塑料基片的水氧透過率遠遠高于玻璃基片，影響器件的壽命。為此，人們對塑料基片進行了改性，主要在改善塑料基片的表面平整度，減少引起改性層產(chǎn)生針孔的凹凸不平狀態(tài)，提高水氧阻隔性能。專利號為02149122. 4的發(fā)明專利提供了一種對塑料基片進行改性的方法，該方法需要在塑料基片上蒸鍍一層液態(tài)的未聚合的聚合物單體層，經(jīng)紫外線照射后聚合成平整的固態(tài)薄膜后，然后在聚合物材料層上淀積一層陶瓷材料層，再循環(huán)重復(fù)多次聚合物/陶瓷材料層。這種對塑料基片改性的方法需要聚合物單體層在塑料基片上形成平整的固態(tài)薄膜，加工工藝復(fù)雜，設(shè)備投入大，難以實現(xiàn)柔性卷料生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種有機電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)，這種封裝結(jié)構(gòu)致密，針孔少，能夠有效地阻隔水氧滲透進入器件內(nèi)部，滿足器件應(yīng)用的要求，并且能夠降低設(shè)備的投資成本，適合大面積制備和量產(chǎn)化。本發(fā)明的有機電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)，包括有機電致發(fā)光器件的基底，在基底的一側(cè)設(shè)置有機電致發(fā)光器件的陽極、有機層和陰極，至少在所述陰極的外側(cè)設(shè)有封裝層， 所述的封裝層為至少兩種無機絕緣材料通過原子層沉積系統(tǒng)交替沉積的多層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)。 原子層沉積系統(tǒng)是一種膜沉積設(shè)備，主要用于半導(dǎo)體器件制造、太陽能電池、催化劑研究等，也有用于有機電致發(fā)光器件中鈍化層的制備。在有機電致發(fā)光器件發(fā)光器件膜封裝領(lǐng)域，一般是分為有機膜封裝、無機膜封裝、有機/無機膜封裝，原子層沉積是形成無機膜的一種方式，它沉積溫度低，不會傷害器件中有機層，并且成膜結(jié)構(gòu)致密，能夠有效地阻隔水氧滲透進入器件內(nèi)部。可選的，所述基底為玻璃、金屬或塑料，其中金屬基底的成本較高，在生產(chǎn)中使用較少。塑料基底可以采用聚酯類或聚酰亞胺類化合物的材料。當基底為玻璃時，只需在有機電致發(fā)光器件的陰極外側(cè)進行封裝即可。優(yōu)選的一種方式為，當基底為塑料時，所述的封裝層在陰極的外側(cè)和基底的內(nèi)側(cè)分別設(shè)置，這是因為塑料基底不能有效地防止水氧滲透，所以需要在有機電致發(fā)光器件的兩個側(cè)面進行沉積設(shè)置，確保水氧滲透率低。所述封裝層的多層復(fù)合膜由2 50層的單膜構(gòu)成，所述單膜由Al203、Si0x、Si3N4、 SiNxOy, A1N、ZrO2, HfO2, Ta2O5, La203、ZnO, TaN、TiO2 或 TiN 中的至少兩種物質(zhì)交替構(gòu)成，其中 Si3N4 中 0<x 彡 l，0<y<l，SiOx 中 χ 為 1 或 2。進一步的，所述封裝層的多層復(fù)合膜由2 50層的單膜構(gòu)成，其中以15 30層為佳。所述單膜由 A1203、SiOx, Si3N4, SiNxOy, Α1Ν、ZrO2, HfO2, Ta2O5, La203> ZnO, TaN, TiO2 或 TiN中的至少兩種物質(zhì)構(gòu)成，其中Si3N4中0 < χ彡1，0 < y彡1，SiOx中χ為1或2。優(yōu)選的，所述單膜由Al2O3ArO2，或Al203/Si3N4，或Al203/Si0x構(gòu)成。在對封裝層進行沉積時沉積溫度小于300°C。與有機電致發(fā)光器件陰極緊貼的膜材料優(yōu)選為Al203、Si0x、 Si3N4, SiNxOy, AlN0進一步的，封裝層中每層單膜中每種物質(zhì)的厚度為2 50nm，優(yōu)選為2 10nm。由于封裝層的厚度只有數(shù)百納米，非常薄，容易被損壞，因此在封裝層的外側(cè)設(shè)有保護層。除了用常規(guī)方法制備保護層外，一種優(yōu)選的保護層為A1N、SiC或金剛石的至少一種材料通過磁控濺射、化學(xué)氣相沉積或原子層沉積形成的厚度為10 IOOOnm的膜。另一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)為保護層為涂布在封裝層外側(cè)且厚度為10 IOOOum的聚合物層，以IOOum 厚度為佳。所述聚合物為聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、三醋酸纖維素或聚醚砜。還可以優(yōu)選的一種結(jié)構(gòu)為，保護層為貼附在封裝層外側(cè)膜層，所述膜層為聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、三醋酸纖維素或聚醚砜中的至少一種材料構(gòu)成的可卷繞的片材。本發(fā)明的有機電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)，沉積溫度低，不會傷害發(fā)光器件的有機層，并且不需其他有機成膜設(shè)備，節(jié)約了設(shè)備投資成本和占地面積。采用原子層沉積法交替制備的無機膜層結(jié)構(gòu)致密，針孔少，能夠有效地阻隔水氧滲透進入器件內(nèi)部。封裝層上加工一層保護層既能有效地保護封裝層，又能進一步對水、氧阻隔。以下結(jié)合由附圖所示實施例的具體實施方式
，對本發(fā)明的上述內(nèi)容再作進一步的詳細說明。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實例。在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均應(yīng)包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。


圖1是本發(fā)明有機電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)的一種示意圖。圖2是圖1的封裝層的一種組分示意圖。圖3是圖1的封裝層的另一種組分示意圖。圖4是本發(fā)明有機電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)的另一種示意圖。
具體實施例方式實施例1 如圖1所示本發(fā)明有機電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)，包括由玻璃構(gòu)成的機電致發(fā)光器件的基底1，在基底1的一側(cè)設(shè)置有機電致發(fā)光器件的陽極2、有機層3和陰極4，在所述陰極4的外側(cè)設(shè)有封裝層5，所述的封裝層5為至少兩種無機絕緣材料通過原子層沉積系統(tǒng)交替沉積的多層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)。如圖2所示，在將未封裝的有機電致發(fā)光器件置于原子層沉積系統(tǒng)中后，進行掩模板對位，遮擋住器件引出電極，通入高純惰性氣體，抽真空后，在發(fā)光器件的陰極4上沉
5積厚度為2 5nm的Al2O3膜層，再在Al2O3膜層的外層沉積厚度為2 5nm的^O2膜層， 重復(fù)上述膜沉積步驟20次(即20層)，得到厚度為80 200nm的Al2O3AiO2膜封裝層5。實施例2 如圖3所示，在實施例1的基礎(chǔ)上，不同的是在發(fā)光器件的陰極4上沉積厚度為 2 5nm的Al2O3膜層，再在Al2O3膜層的外層沉積厚度為2 5nm的Si3N4膜層，重復(fù)上述膜沉積步驟20次(即20層)，得到厚度為80 200nm的Al203/Si3N4膜封裝層5。實施例3 在實施例1或2的基礎(chǔ)上，基底1為塑料構(gòu)成，在陰極4的外側(cè)和基底1的內(nèi)側(cè)分別設(shè)置有封裝層5。實施例4:如圖4所示，在實施例1或2的基礎(chǔ)上，封裝層5的外側(cè)設(shè)有保護層6。保護層6 可以是A1N、SiC或金剛石的至少一種材料通過磁控濺射、化學(xué)氣相沉積或原子層沉積形成的厚度為10 IOOOnm的膜；也可以是涂布在封裝層5外側(cè)且厚度為10 IOOOum的聚合物層，所述聚合物為聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、三醋酸纖維素或聚醚砜；還可以是貼附在封裝層5外側(cè)膜層，所述膜層為聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、三醋酸纖維素或聚醚砜中的至少一種材料構(gòu)成的可卷繞的片材。
權(quán)利要求
1.有機電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)，包括有機電致發(fā)光器件的基底(1)，在基底(1)的一側(cè)設(shè)置有機電致發(fā)光器件的陽極O)、有機層( 和陰極G)，其特征為至少在所述陰極 (4)的外側(cè)設(shè)有封裝層(5)，所述的封裝層( 為至少兩種無機絕緣材料通過原子層沉積系統(tǒng)交替沉積的多層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的有機電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)，其特征為所述基底(1)為玻璃、金屬或塑料。
3.如權(quán)利要求2所述的有機電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)，其特征為當基底(1)為塑料時，所述的封裝層(5)在陰極的外側(cè)和基底(1)的內(nèi)側(cè)分別設(shè)置。
4.如權(quán)利要求1所述的有機電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)，其特征為所述封裝層(5)的多層復(fù)合膜由2 50層的單膜構(gòu)成，所述單膜由Al203、Si0x、Si3N4、SiNx0y、AlN、&02、Hf02、 Ta2O5, La203> ZnO、TaN、TiO2或TiN中的至少兩種物質(zhì)交替構(gòu)成，其中Si3N4中0 < χ彡1，0 < y彡1，SiOx中χ為1或2。
5.如權(quán)利要求4所述的有機電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)，其特征為所述單膜由Al2O3/ ZrO2,或 Al203/Si3N4，或 Al203/Si0x 構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求5所述的有機電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)，其特征為所述單膜中每種物質(zhì)的厚度為2 50nm。
7.如權(quán)利要求1所述的有機電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)，其特征為在封裝層(5)的外側(cè)設(shè)有保護層(6)。
8.如權(quán)利要求7所述的有機電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)，其特征為所述保護層(6)為 A1N、SiC或金剛石的至少一種材料通過磁控濺射、化學(xué)氣相沉積或原子層沉積形成的厚度為10 IOOOnm的膜。
9.如權(quán)利要求7所述的有機電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)，其特征為所述保護層(6)為涂布在封裝層(5)外側(cè)且厚度為10 IOOOum的聚合物層，所述聚合物為聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、三醋酸纖維素或聚醚砜。
10.如權(quán)利要求7所述的有機電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)，其特征為所述保護層(6)為貼附在封裝層( 外側(cè)膜層，所述膜層為聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、三醋酸纖維素或聚醚砜中的至少一種材料構(gòu)成的可卷繞的片材。
全文摘要
本發(fā)明涉及有機電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)。包括有機電致發(fā)光器件的基底，在基底的一側(cè)設(shè)置有機電致發(fā)光器件的陽極、有機層和陰極，至少在所述陰極的外側(cè)設(shè)有封裝層，所述的封裝層為至少兩種無機絕緣材料通過原子層沉積系統(tǒng)交替沉積的多層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的有機電致發(fā)光器件的封裝結(jié)構(gòu)，沉積溫度低，不會傷害發(fā)光器件的有機層，并且不需其他有機成膜設(shè)備，節(jié)約了設(shè)備投資成本和占地面積。采用原子層沉積法交替制備的無機膜層結(jié)構(gòu)致密，針孔少，能夠有效地阻隔水氧滲透進入器件內(nèi)部。封裝層上加工一層保護層既能有效地保護封裝層，又能進一步對水、氧阻隔。
文檔編號H01L51/50GK102437288SQ20111036336
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者彭德權(quán), 李斌, 潘曉勇 申請人:四川長虹電器股份有限公司