一種有機電致發光器件的封裝結構及其封裝方法
【專利摘要】本發明提供了一種有機電致發光器件的封裝結構，包括陽極導電基板以及在陽極導電基板上依次層疊設置的有機發光功能層、金屬陰極和封裝層，所述封裝層包括在金屬陰極上依次層疊設置的碳氧化鍺層和無機阻擋層；所述無機阻擋層材料為氯摻雜的氧化鈦、氯摻雜的氧化鋯和氯摻雜的氧化鉿中的一種。該封裝結構對氧氣及水汽具有優良的阻隔性能，可以有效緩釋膜層應力，顯著提高有機電致發光器件的使用壽命。本發明還提供了一種有機電致發光器件的封裝方法，該方法適用于封裝以導電玻璃基板制備的有機電致發光器件，尤其適用于封裝以塑料或金屬為基底制備的柔性有機電致發光器件。
【專利說明】一種有機電致發光器件的封裝結構及其封裝方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于有機電致發光器件的封裝領域，具體涉及一種有機電致發光器件的封 裝結構及其封裝方法。
【背景技術】
[0002] 有機電致發光器件（0LED)是基于有機材料的一種電流型半導體發光器件。其典 型結構是在IT0玻璃上制備一層幾十納米厚的有機發光材料作發光層，發光層上方為金屬 電極，當電極上加有電壓時，發光層就產生光福射。
[0003] 有機電致發光材料對氧氣及水汽侵入特別敏感，一方面因為氧氣是淬滅劑，會使 發光的量子效率顯著下降，氧氣對空穴傳輸層的氧化作用也會使其傳輸能力下降；另一方 面，水汽的主要破壞方式是有機化合物的水解作用，使其穩定性下降，導致器件失效。因而， 有效抑制0LED在長期工作過程中的退化和失效，使其穩定工作達到足夠的壽命，這對封裝 材料的阻隔性提出了極高的要求，而起密封保護作用的封裝技術就成了解決0LED器件壽 命問題的一個突破點。
[0004] 封裝技術是通過形成結構致密的隔層，對封裝區內的核心部件實現物理保護。柔 性產品是有機電致發光器件的發展趨勢，柔性有機電致發光器件與普通的有機電致發光器 件的不同在于采用塑料作為基底，而塑料基底平整度差，導致器件膜層結構缺陷多，引起器 件損壞；再就是，通常所用的塑料基底的阻隔性能都無法達到0LED封裝的要求，因此柔性 有機電致發光器件普遍存在壽命短的問題。目前，已有報道介紹將SiNx或SiOx等無機材料 通過磁控濺射等方法設置在金屬陰極表面，用作有機電致發光器件的封裝層，但在磁控濺 射的高溫操作條件下，金屬陰極表面易遭到破壞。鑒于此，解決柔性有機電致發光器件封裝 過程中面臨的問題，是促進柔性0LED產品發展的關鍵。
【發明內容】
[0005] 本發明提供了一種有機電致發光器件的封裝結構，該封裝結構可有效地減少氧氣 及水汽對有機電致發光器件的侵蝕，顯著地提高有機電致發光器件的壽命。本發明還提供 了一種有機電致發光器件的封裝方法，該方法工藝簡單，易大面積制備和量產化，并且可以 保護金屬陰極免遭破壞；制備的膜層均勻致密，阻隔性能優良；本發明方法適用于封裝以 導電玻璃基板制備的有機電致發光器件，也適用于封裝以塑料或金屬為基底制備的柔性有 機電致發光器件，尤其適用于封裝柔性有機電致發光器件。
[0006] 第一方面，本發明提供了 一種有機電致發光器件的封裝結構，包括陽極導電基板 以及在陽極導電基板上依次層疊設置的有機發光功能層、金屬陰極和封裝層，所述封裝 層包括在金屬陰極上依次層疊設置的碳氧化鍺層和無機阻擋層；所述碳氧化鍺層的材料 為鍺氧碳化合物；所述無機阻擋層的材料為氯摻雜的氧化鈦（Ti02:Cl)、氯摻雜的氧化鋯 (Zr02:Cl)和氯摻雜的氧化鉿（Hf02:Cl)中的一種。
[0007] 優選地，所述碳氧化鍺層的厚度為200?300nm，所述碳氧化鍺層的材料為鍺氧碳 化合物（GeOxCy，其中 0.01 < x彡 1.5,0.01 < 0.8,0.5 < x+y < 2)，所述碳氧化鍺層 為與硅酸鹽玻璃結構類似的非晶態薄膜，所述鍺氧碳化合物具有無機物和有機物的雙重特 性，兼具無機物的高阻水性和有機物的柔韌性；碳氧化鍺膜層結構中〇、C原子與毗鄰Ge原 子呈四面體鍵合，四面體結構以及Ge - C鍵使膜層致密、穩定，氧氣和水汽在碳氧化鍺層的 擴散困難，所以具有優良的阻隔性能；碳氧化鍺層的柔韌性可以消耗膜層應力，避免空隙、 裂縫等缺陷的出現，有利于柔性封裝的實現。
[0008] 優選地，所述無機阻擋層厚度為15?20nm，無機阻擋層材料中摻雜氯，可以使膜 層致密度提高，還可以通過與水形成水合物，將進入阻擋層的水汽吸收；材料內部的氧離子 空位可以捕獲氧氣，從而具有良好的水汽和氧氣的阻隔性能。
[0009] 優選地，所述碳氧化鍺層和無機阻擋層形成一個基本結構，所述封裝層為3?5個 基本結構層疊而成的多層交替復合膜結構。采用所述多層交替結構一方面可以增加水汽 和氧氣滲透"通道"的長度，填補單膜層缺陷對于整個封裝效果的不良影響，有效增強阻擋 層的作用；另一方面，碳氧化鍺層和無機阻擋層之間具有結合適當的界面，界面具有阻斷效 應，可以阻止裂紋擴展，減緩應力集中；界面還具有傳遞效應，可以將殘余應力傳遞到碳氧 化鍺層進行消耗，從而有效釋緩膜層應力，有利于器件壽命的延長。
[0010] 優選地，陽極導電基板為導電玻璃基板或導電有機薄膜基板，更優選地，所述導電 玻璃基板材料為銦錫氧化物（IT0)、鋁鋅氧化物（AZ0)或銦鋅氧化物（IZ0)中的一種；所述 導電有機薄膜基板材料為聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)、聚砜醚（PES)、聚對萘二甲酸乙二 醇酯（PEN)、聚酰亞胺（PI)中的一種。
[0011] 優選地，所述有機發光功能層包括發光層，以及包括空穴注入層、空穴傳輸層、電 子傳輸層和電子注入層中的至少一種。
[0012] 另一方面，本發明提供了一種有機電致發光器件的封裝方法，包括以下步驟：
[0013] (1)在潔凈的導電玻璃基板或導電有機薄膜基板上制備有機電致發光器件的陽極 圖形；
[0014] (2)通過真空蒸鍍的方式在陽極導電基板上依次制備有機發光功能層和金屬陰 極，蒸鍍速率為0.丨~ 2 A/S，真空度為1 X 10_5Pa?1 X 10_3Pa ;
[0015] (3)封裝層的制備方法如下：
[0016] (a)通過等離子體增強化學氣相沉積的方式在金屬陰極表面制備碳氧化鍺層，采 用有機鍺化合物以及N20為反應氣體，以Ar氣為載氣，控制有機鍺化合物的流量為20? 25sccm，N20、Ar氣混合氣體的流量為20?50sccm，N20流量與N20、Ar氣混合氣體流量的比 值為R，R值為40?60%，控制工作壓強為10?80Pa，沉積溫度為30?60°C，射頻功率為 0. 1?lW/cm2 ;所述有機鍺化合物包括六甲基二鍺氧烷（HMDG0)、四甲基鍺烷（TMG)或四乙 氧基鍺烷（TE0G)，其結構式分別如P1、P2、P3所示：
【權利要求】
1. 一種有機電致發光器件的封裝結構，包括陽極導電基板以及在陽極導電基板上依次 層疊設置的有機發光功能層、金屬陰極和封裝層，其特征在于，所述封裝層包括在金屬陰極 上依次層疊設置的碳氧化鍺層和無機阻擋層；所述碳氧化鍺層的材料為鍺氧碳化合物；所 述無機阻擋層的材料為氯摻雜的氧化鈦、氯摻雜的氧化鋯和氯摻雜的氧化鉿中的一種。
2. 根據權利要求1所述的有機電致發光器件的封裝結構，其特征在于，所述碳氧化鍺 層厚度為200?300nm。
3. 根據權利要求1所述的有機電致發光器件的封裝結構，其特征在于，所述無機阻擋 層厚度為15?20nm。
4. 根據權利要求1所述的有機電致發光器件的封裝結構，其特征在于，所述碳氧化鍺 層和無機阻擋層形成一個基本結構，所述封裝層為3?5個基本結構層疊而成。
5. 根據權利要求1所述的有機電致發光器件的封裝結構，其特征在于，所述陽極導電 基板為導電玻璃基板或導電有機薄膜基板；所述導電玻璃基板材料為銦錫氧化物、鋁鋅氧 化物和銦鋅氧化物中的一種；所述導電有機薄膜基板材料為聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚砜 醚、聚對萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亞胺中的一種。
6. 根據權利要求1所述的有機電致發光器件的封裝結構，其特征在于，所述有機發光 功能層包括發光層，以及包括空穴注入層、空穴傳輸層、電子傳輸層和電子注入層中的至少 一種。
7. -種有機電致發光器件的封裝方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 在潔凈的導電玻璃基板或導電有機薄膜基板上制備有機電致發光器件的陽極圖 形； (2) 通過真空蒸鍍的方式在陽極導電基板上依次制備有機發光功能層和金屬陰極，蒸 鍍速率為0.丨~ 2 Α/s,真空度為I X l〇_5Pa?I X KT3Pa ; (3) 封裝層的制備方法如下： (a) 通過等離子體增強化學氣相沉積的方式在金屬陰極表面制備碳氧化鍺層，采用有 機鍺化合物以及N2O為反應氣體，以Ar氣為載氣，控制有機鍺化合物的流量為20?25 SCCm， N20、Ar氣混合氣體的流量為20?5〇SCCm，N2O流量與N 20、Ar氣混合氣體流量的比值為R，R 值為40?60%，控制工作壓強為10?80Pa，沉積溫度為30?60°C，射頻功率為0. 1?IW/ cm2 ;所述有機鍺化合物包括六甲基二鍺氧烷、四甲基鍺烷或四乙氧基鍺烷； (b) 通過原子層沉積的方式在碳氧化鍺層表面制備無機阻擋層，所述無機阻擋層的材 料為氯摻雜的氧化鈦、氯摻雜的氧化鋯和氯摻雜的氧化鉿中的一種，分別采用四（二氯甲基 胺基）鈦、四（二氯甲基胺基）鋯、四（二氯甲基胺基）鉿和水蒸氣作為前驅物，N 2作為凈化氣 體；控制金屬胺基物注入0. 2?Is,水蒸氣注入20?40ms，兩者之間間隔5?IOs的N2，流 量均為10?20sccm，控制工作壓強為10?80Pa，沉積溫度為40?60°C。
8. 根據權利要求7所述的有機電致發光器件的封裝方法，其特征在于，所述步驟（a)中 碳氧化鍺層的沉積厚度為200?300nm。
9. 根據權利要求7所述的有機電致發光器件的封裝方法，其特征在于，所述步驟（b)中 無機阻擋層的沉積厚度為15?20nm。
10. 根據權利要求7所述的有機電致發光器件的封裝方法，其特征在于，在所述步驟 (b)后采用和步驟（a)相同的方法和材料在無機阻擋層上制備碳氧化鍺層，再在所述碳氧化 鍺層上采用步驟（b)相同的方法和材料制備無機阻擋層，所述碳氧化鍺層和無機阻擋層形 成一個基本結構，制備得到3?5個所述基本結構重復形成的封裝層。
【文檔編號】C23C16/30GK104518158SQ201310455091
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月29日 優先權日:2013年9月29日
【發明者】周明杰, 鐘鐵濤, 王平, 張振華 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司