CN101510587A - 一种柔性无源有机电致发光器件及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种柔性有机电致发光器件的结构和制备方法，尤其涉及一种柔性无源有机电致发光器件的基片的结构和制备方法。该柔性无源有机电致发光器件不仅包括基片、隔绝层、阳极层、有机发光层和阴极层，还包括形成于隔绝层上的保护层。该保护层采用与隔绝层材料溶于不同溶剂的材料，保护隔绝层不会受到后续工艺过程中的酸、碱、有机溶剂等的破坏。

Description

一种柔性无源有机电致发光器件及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种柔性有机电致发光器件(FOLED，Flexible Organic LightEmitting Diode)的结构和制备方法，尤其涉及一种柔性无源有机电致发光器件(F-PMOLED，Flexible Passive Matrix Organic Light Emitting Diode)的基片的结构和制备方法。

背景技术

可弯曲显示技术使显示器件的设计不再局限于平面化，而是提供多元的外形与设计，而轻薄、耐冲击的特性则适用于移动电话、PDA或笔记本电脑等便携式产品。这类显示器件柔软可变形且不易损坏，可以安装在弯曲的表面，可以制成人们梦寐以求的电子报刊、墙壁电视、可穿戴的显示器，淋漓尽致的展现出有机半导体的魅力。

除此之外，开发柔性显示器件的另一重要因素在于其工艺可以由Sheet-fedBatch Processing(分批装片式制程)转换成Roll-to-Roll Manufacturing(滚动条式制程)，意味着显示器件的制造成本可大幅降低。与纸张相似的厚度及柔性、数字电子媒体的信息可更新性、机械向性能上的优点、制造成本的优势，柔性显示器件极有可能替换目前的平面显示器件，在新兴市场取得商机。

有机电致发光器件(OLED，Organic Light Emitting Diode)不仅可以实现柔性显示，而且是主动发光、视角宽、响应快。按照其驱动方式的不同可分为无源驱动(PMOLED，Passive Matrix Organic Light Emitting Diode)和有源驱动(AMOLED，Active Matrix Organic Light Emitting Diode)。传统的PMOLED用玻璃做基片，如果用柔性基片代替现有基片，则成为F-PMOLED，实现柔性显示。

在F-PMOLED中，基片因为与器件的成本、显示质量、可靠性、工艺方法等有很大的关联性而扮演着极为重要的角色。目前，F-PMOLED基片的材料主要有超薄玻璃、塑料、金属薄片三种。

但是不管采用哪种基片，F-PMOLED在性能方面和制备过程中还存在很多问题：

(1)超薄玻璃具有加工温度高、水氧阻隔性强等优点，但其柔韧性不够，具有易碎、易弯折等缺点，加工的可操作性差。

(2)聚合物(如：塑料)具有柔韧性好、可操作性强等优点，但其平整性差，表面凸起会给膜层结构带来缺陷，引起器件损坏；气密性较差，水、氧透过率高，而水、氧是造成器件迅速老化的主要原因；用作器件阳极的ITO膜在聚酯材料上的附着力较差，使得显示图形的制备变得困难，而且也影响了器件的稳定性。目前在塑料基片与阳极层之间涂布一层聚合物(如：聚酰亚胺)，一方面加强基片与阳极的结合力，另一方面阻止水氧透过基片。

(3)金属基片加工温度高、水氧阻隔性强，且与超薄玻璃相比，加工的可操作性强，但是金属整体导电且表面粗糙，无法直接在其表面制备显示器件，需要在基片与阳极之间增加绝缘层。

目前来看，塑料基片与阳极之间用来隔绝水氧的层(以下称隔绝层)可以为有机材料(聚酰亚胺等)或无机材料(SiOx等)；金属基片与阳极之间用来绝缘的层(以下称隔绝层)也可以为有机材料或无机材料。目前隔绝层的制备工艺通常有两种方案：利用旋涂、喷射涂布等湿法工艺在基片表面制备一层PI(聚酰亚胺)或利用真空沉积方法在基片表面制备无机绝缘层，如SiOx、SiNx等。但无论是有机材料还是无机材料，在显示器件制备的后续工艺过程中会被破坏，如刻蚀网状绝缘基座或隔离柱过程中用到的碱性显影液、有机发光层材料的有机溶剂等，从而影响整个器件的稳定性与寿命。

发明人经过潜心研究和反复实验，对基片/隔绝层/阳极的结构作了改进：在隔绝层和阳极之间增加一层保护层，保护隔绝层材料在后续制备过程中不会被酸、碱和有机溶剂所破坏，提高了器件的稳定性。另外，进一步提高了阻隔水氧的能力并同时改善了平整度，减少了表面粗糙对器件膜层结构的破坏，提高成品率。

发明内容

本发明的目的是提供一种保护柔性无源有机电致发光器件的隔绝层不被破坏的器件结构，提高器件的稳定性，并延长器件寿命。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

柔性无源有机电致发光器件包括基片、阳极层、有机发光层和阴极层，还包括形成在基片上的隔绝层。所述隔绝层上还形成有保护层，该保护层选用与隔绝层材料溶解于不同溶剂的材料。

所述基片为金属、合金或聚合物。

所述隔绝层为聚合物或无机小分子材料，优选为聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚酰亚胺与聚四氟乙烯的混合物、SiOx或SiNx。

所述保护层优选为树脂，更优选为环氧树脂或压克力树脂，厚度为500nm-10um，用涂布的方法制备。

附图说明

附图为本发明优选的实施方案的F-PMOLED结构示意图。其中，附图标记说明如下：1-柔性基片；2-隔绝层；3-保护层；4-阳极层；5-有机发光层；6-阴极层；7-塑料片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式详细阐述本发明的内容，应该理解本发明不局限于下述优选实施方式，优选实施方式仅作为发明的说明性实施方案。

所述F-PMOLED的发光层可以为单层结构，也可以为多层结构。这里所说的单层或多层结构只是如实施例所示F-PMOLED的制备工艺，而不以任何方式将本发明局限于所述F-PMOLED各层的特定次序或顺序。在下列优选的实施方案中，有机发光层5由空穴传输层5(1)和电子传输层5(2)组成，空穴传输层的材料为N，N’-二苯基-N，N’-双(3-甲基苯基)-1，1’-联苯-4，4’-二胺(TPD)，电子传输层的材料为三(8-羟基喹啉)铝(Alq₃)，另外也可以使用其它非聚合物材料，诸如本领域已知的用于制备空穴传输层、电子传输层和发光层的材料。另外，有机发光层也可以是单层结构。

实施例1提供一种保护隔绝层不被破坏的F-PMOLED的结构：

(1)柔性基片1为一个175μm厚的透明聚酯薄膜，柔性基片的厚度也可根据OLED特别应用的需要而定。将清洗后的基片置于洁净烘箱内烘烤干燥。

(2)用旋涂或喷射涂布的方法在基片上制备聚酰亚胺薄膜作为隔绝层2，厚度控制在0.2～2um，烘烤固化。

(3)在隔绝层上涂布1μm的压克力树脂作为保护层3，烘烤固化。

(4)在保护层上用低温溅射法沉积ITO薄膜作为阳极层4，厚度为0.20～2um。

(5)再利用热蒸发的方法在1×10^-3Pa的真空腔内沉积800

厚的TPD和880

厚的材料Alq₃作为有机发光层5。

(6)阴极层6由1500

厚的Mg:Ag层和500

厚的Ag膜组成。

(7)阴极制备结束后，在其上用塑料片7封装，该塑料片含有由有机无机复合的绝缘材料构成的水氧阻隔层，防止水汽、氧气对器件的腐蚀。

实施例2同样提供一种保护隔绝层不被破坏的F-PMOLED的结构：

(1)柔性基片1为一个0.1mm厚的不锈钢片，柔性基片的厚度也可根据OLED特别应用的需要而定。将清洗后的基片置于洁净烘箱内烘烤干燥。

(2)用化学气相沉积的方式制作100nm的SiOx作为隔绝层2。

(3)在隔绝层上涂布1μm的环氧树脂作为保护层3，烘烤固化。

(4)在保护层上用溅射法沉积Ag膜作为阳极层4，厚度为300～500nm。

(5)再利用热蒸发的方法在1×10^-3Pa的真空腔内沉积800

厚的TPD和880

厚的材料Alq₃作为有机发光层5。

(6)阴极层6由5

厚的Li层和300

厚的Ag膜组成。

(7)阴极制备结束后，在其上用塑料片7封装，该塑料片含有由有机无机复合的绝缘材料构成的水氧阻隔层，防止水汽、氧气对器件的腐蚀。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术人士，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此，本发明的保护范围当以申请的专利范围所界定为准。

Claims (8)

1、一种柔性无源有机电致发光器件，该器件包括：

基片、阳极层、有机发光层和阴极层，还包括形成在基片上的隔绝层，其特征在于，在所述隔绝层上还形成有保护层，该保护层选用与隔绝层材料溶解于不同溶剂的材料。

2、根据权利要求1的柔性无源有机电致发光器件，其特征在于，所述基片为金属、合金或聚合物。

3、根据权利要求1的柔性无源有机电致发光器件，其特征在于，所述隔绝层为聚合物或无机小分子材料。

4、根据权利要求3的柔性无源有机电致发光器件，其特征在于，所述隔绝层为聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚酰亚胺与聚四氟乙烯的混合物、SiO_X或SiN_X。

5、根据权利要求1-4的柔性无源有机电致发光器件，其特征在于，所述保护层为树脂。

6、根据权利要求5的柔性无源有机电致发光器件，其特征在于，所述保护层为环氧树脂或压克力树脂。

7、根据权利要求1的柔性无源有机电致发光器件，其特征在于，所述保护层的厚度为500nm-10um。

8、根据权利要求1的柔性无源有机电致发光器件，其特征在于，所述保护层用涂布的方法制备。

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