[发明专利]有机电致发光器件的封装结构

说明书

技术领域

本发明涉及有机电致发光器件(OLED)的封装结构。

背景技术

有机电致发光器件(OLED)具有功耗低、轻便、亮度高、视野宽以及高对比度和反应快等特点，并且能够很好地实现柔性显示。在过去十多年的时间里有机电致发光器件取得了巨大进展。有机电致发光器件已广泛在智能手机、平板电脑中应用，未来几年将出现大尺寸电视。三星、LG正在筹建8.5代有机电致发光器件生产线，其它显示器厂家也纷纷投入研发。

目前，有机电致发光器件技术发展至今还存在一些问题，器件寿命短在很大程度上限制了有机电致发光器件产业化的进程。有机电致发光器件的寿命一方面与所选用的有机材料的性能及寿命有关，另一方面与发光器件的封装方法有关。引起有机电致发光器件寿命降低的主要因素有：1、有机电致发光器件阴极的金属材料多为化学性质较为活泼的金属，极易在空气中或其它含有氧的气氛中受到侵蚀，特别是在含有水汽的环境中更容易发生电化学腐蚀。有机电致发光器件阴极材料的制作一般采用物理气相沉积法，微小的灰尘颗粒粘附在有机功能层上都极易使阴极材料产生针孔，成为水汽、氧气与有机功能层接触的通道。2、氧气与发光层发生氧化作用生成的羰基化合物是有效的淬灭剂，会显著降低有机电致发光器件的发光量子效率。水汽使有机层化合物发生水解并影响导电性能，导致稳定性大大降低。3、有机电致发光器件工作时产生的热量会进一步加剧有机电致发光器件中的发光材料、辅助材料、电极等在空气中的老化，进而影响器件的使用寿命。为了使有机电致发光器件寿命达到实用要求，要求发光器件封装的水汽渗透率小于10^-6g/(m²·d)，氧气渗透率小于10^-5～10^-3g/(m²·d)。在实际工作时，阴极被腐蚀10％就会严重影响器件的工作。

传统的有机电致发光器件封装技术是对刚性基板(玻璃或金属)上制作的电极和各有机功能层进行封装。这种封装方式一般是给发光器件加一个盖板，在盖板内侧贴附干燥剂，通过环氧树脂等密封胶将基板和盖板结合。封装盖板主要分为金属盖板和玻璃盖板两大类，金属盖板即可以阻挡水、氧等成分对发光器件封装的渗透，又可以使器件坚固，但是其不透光性、重量及成本问题限制了这种封装方法在有机电致发光器件上的应用。玻璃盖板具有优良的化学稳定性、电绝缘性、致密性，但其机械强度差，容易产生微裂纹，且大尺寸盖板容易产生变形。传统有机电致发光器件封装需要密封胶，由于密封胶的多孔性，空气中的水分容易渗透进入器件内部，产生黑点。传统的有机电致发光器件封装技术虽然有效但很笨拙，并且成本高，如果有机电致发光器件还是采用这些机械部件来封装，很难在价位上与液晶显示器(LCD)竞争。

薄膜封装能够有效地阻隔水氧、降低器件厚度及成本。薄膜封装不再使用金属或玻璃盖板、密封胶和干燥剂，由此带来的优点有：1、显示器的重量和厚度减半；2、用薄膜湿气隔离层来替代机械封装件，大大降低了成本；3、如果薄膜封装材料为透明材料，有机电致发光器件制造商完全可以撇弃光被TFT晶体管阻挡的底部发光方式，采用顶部发光方式，有效的提高发光效率和分辨率；4、薄膜封装为柔性显示技术带来突破性的进展。因此台湾工研院-产业经济与趋势研究所把薄膜封装列为大尺寸有机电致发光器件封装制程技术的发展趋势。

薄膜封装按材料类型主要分为无机材料封装、有机材料封装、有机/无机材料封装。芬兰倍耐克公司开发的nClear封装层封装效果优秀，但是封装层全是无机材料，在柔性封装应用上有一定难度；单一的有机材料封装很难有效阻隔水氧；有机/无机材料组合的薄膜封装效果优秀，适合在柔性上应用。

专利号为02149122.4的发明专利“一种有机电致发光器件的封装层及其制备方法和应用”，公开了一种有机电致发光器件的封装层及其制备方法，并介绍了其封装层的应用。该封装层位于器件一侧或两侧，包括有聚合物材料层和陶瓷材料层以一定周期数n交替重叠组成的薄膜层，还包括位于薄膜层上的一层有机绝缘材料厚膜层，厚膜层的厚度为10～1000um。该专利中的聚合物材料层需将未聚合的聚合物单体蒸镀到器件上，再经紫外线照射原位聚合成平整的固态薄膜，这样就增加了工艺复杂性和设备成本，并且难以实现柔性卷料的生产。Vitex Systems公司开发的Barix封装层，需在多腔室内用不同方法完成聚合物/无机薄膜的沉积，部分聚合物还需要UV固化形成薄膜，这种方式操作步骤多，处理周期长，且常用的物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)等方法生产无机绝缘薄膜所需要的较高温度对器件有机层有一定的损伤，并且容易产生针孔。