CN101562192A - 有机电致发光照明用显示器及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有机电致发光照明用显示器及其制作方法。本显示器包括ITO基板玻璃、有机材料层、金属电极和封盖，ITO基板玻璃上有一层具有点阵式分布孔的导热功能层，导热功能层之点阵分部孔中为所述有机材料层，在所述有机材料层和导热功能层上为和所述金属电极，最上面是封盖。本方法是：在ITO玻璃基板上制备具有点阵式分布孔的导热功能层，然后依次蒸镀上有机材料层和条形金属电极，最后经过封装工艺形成。本发明利用导热功能层，实现良好、快速散热，使显示器具有良好散热功能。本发明采用的方法，降低了显示上杂质微粒存在影响几率，尤其具有高效、节能、环保性能。

Description

有机电致发光照明用显示器及其制作方法

技术领域：

本发明涉及一种有机电致发光照明用显示器及其制作方法，尤其涉及具有点阵式导热功能层结构的有机电致发光照明用显示器制作方法。

背景技术：

有机电致发光显示器(Organic Light Emitting Device，OLED)由于具有超轻薄、高亮度、响应快、低功耗、效率高及制作简单等特性，广泛应用于平板显示器、背光模组以及照明等领域，其发光原理为在两个电极之间沉积非常薄的有机材料，对该有机发光材料通以直流电使其发光。

有机电致发光照明用显示器的实用特点一是亮度较高，一般为100~500cd/m²之间，最高亮度可达2,000~3,000cd/m²；二是长时间稳定照明，一般保持几个、甚至几十个小时的连续工作。由于有机电致发光显示器亮度与电流密度近似成正比关系，若想实现更高亮度，需要更高的电流驱动，如此大的电流将产生大量的热；长时间工作过程中也产生大量的热。这两种实用特点均将导致显示器面板温度上升，由于显示器散热不均匀，使得显示器局部区域发热量过大，面板工作寿命较低或者直接烧坏而不能工作。这种情况下显然降低了显示器面板的实用化可能性，因此要求有机电致发光照明用显示器必须具有良好的散热功能。

在有机电致发光照明用显示器的整个制作流程当中，尤其是玻璃基板制作流程和有机材料蒸镀流程，不可避免的存在杂质微粒的影响。而应用于有机电致发光照明用显示器的有机电致发光器件，其两个电极之间的有机材料厚度很薄，其总厚度在微米量级以下。因此，细小的杂质微粒极有可能引起显示器中某个发光区域发生短路，显示器工作时，该区域电流将急剧上升并且释放大量的热，进而影响附近发光区域的散热，损害整块面板。这些杂质微粒降低了有机电致发光照明用显示器的生产良率，增加了它的制造成本。

目前有机电致发光照明用显示器的普遍制作方法是：对ITO玻璃基板清洁后，直接蒸镀有机材料，最后蒸镀金属阴极。采用这种方法，一方面，照明用显示器的散热问题不能解决；另一方面，制作流程中杂质微粒引起的短路缺陷不能解决。上述存在的两个问题严重制约了有机电致发光照明用显示器的产品应用，尤其是对大面积的有机电致发光照明用显示器，不仅难以实现高亮度，而且生产良率偏低。

发明内容：

本发明的目的在于解决已有技术存在的技术问题，提供一种能实现高亮度、高散热性能、高生产良率的有机电致发光照明用显示器及其制作方法。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种有机电致发光照明用显示器包括ITO基板玻璃、有机材料层、金属电极和封盖，其特征在于在所述ITO玻璃基板上有一层具有点阵式分布孔的导热功能层，导热功能层之点阵分部孔中为所述有机材料层在所述有机材料层和导热功能层，在所述有机材料层和导热功能层之上为所述金属电极，最上面是所述封盖。

上述具有点阵式分布孔导热功能层的规则图案为方形点阵孔、或蜂窝状点阵孔、或是圆形点阵孔图案。最宜采用圆形点阵孔图案，因为圆形点阵孔图案比表面积最大，像素单元采用圆孔形，每条像素阵列独立发光互不影响，能使散热达到最优化。

上述导热功能层材料为薄膜特性好、易图案化制作、绝缘性和高导热性能的无机材料或金属、或金属合金材料。所述无机材料为AlNx或AlOx，所述金属为铬Cr、或银Ag、或铝Al、或镁Mg。所述金属或金属合金材料也作为显示器的外引电极材料；所述无机材料为SiO₂或SiNx薄膜。

上述导热功能层规则图案使用掩模或蚀刻工艺实现。采用上述掩膜工艺时，上述无机材料厚度要大于所述导热功能层材料的厚度。

上述显示器中，所述导热功能层为一层或多层绝缘性良好、易图案化制作的无机材料薄膜，所述无机材料薄膜为SiO₂或SiNx薄膜。

上述显示器中，单个发光单元微小化，单个发光单元面积与两个发光单元之间的间距可以根据需要做适当调整来实现高亮度。

上述显示器中，所述金属电极为条形金属电极，降低有杂质微粒引起的短路缺陷，延长有机电致发光照明用显示器的使用寿命。

一种有机电致发光照明用显示器的制备方法，用于制作上述显示器，其特征在于在ITO玻璃基板上形成点阵式的导热功能层，然后依次蒸镀上有机材料层和条形金属电极，最后经过封装工艺形成。

上述制作方法的工艺步骤如下：

(1)选择符合要求大小的ITO玻璃基板，进行清洗，

(2)制备导热功能层，

(3)沉积有机材料层，

(4)在整个基板上全面蒸镀金属电极，

(5)封装；

上述制备方法在在所述步骤(2)中，导热功能层的具体制备工艺采用如下方式实现：

①在洁净ITO玻璃基板上，利用规则图案化掩膜板沉积有效厚度的无极材料薄膜，

②移去掩膜板，然后在其上沉积有效厚度具有良好导热性的薄膜，

③用溶液将步骤①中沉积的无极材料清洗掉，或者在所述步骤(2)中，导热功能层采用如下方式实现：

a)清洁ITO玻璃基板上沉积有效厚度具有良好导热性的薄膜，

b)利用刻蚀工艺实现规则图案化薄膜。

同现有技术相比较，本发明具有如下显而易见的突出实质性特点和显著的优点：本发明利用导热功能层，可以实现良好、快速的散热，解决了现有技术散热难的问题；利用规则图案化掩膜板或者蚀刻工艺直接可以制作出高精度的导热功能层；该发光阵列，基于亮度的尺寸效应，在一般情况下发光像素亮度即达到10,000cd/m²，而且只需十几伏就能达到100,000cd/m²，不会因为实际发光面积减小而照明亮度下降的现象；该发光阵列降低了有机电致发光照明用显示器的ITO电极与金属电极的直接重合面积(即规则化图案发光面积，而其他面积被导热功能层隔开)，因此降低了有机电致发光照明用显示器上杂质微粒存在影响的几率；若某个发光像素被击穿，由于本发明的每个像素列或行很微小，被短路的发光像素阵列面积仅占整个面板发光像素的极小部分，实际上由于每个像素点距离很近，单个发光像素的高度很高，超过了人眼的亮度分辨距离，即使有极小部分被短路，整个面板发光并不呈现有间隔的点光源阵列式排列而仍然是近似均匀的面光源。与普通的照明灯具，白炽灯、日光灯等相比，该有机电致发光照明用显示器是一种高效、节能、环保的新型光源，能显著消减电力需求、节省电力开支。

附图说明

图1为本发明有机电致发光照明用显示器的结构示意图。

图2为图1示例的具有点阵式分布导热功能层的ITO基板结构示意图。

图3为图1示例在直流下的亮度尺寸效应图。

图4为条状金属电极网格阵列示意图。

图5为具有30×56点阵的显示器照明效果(小孔面积2.0×10^-5mm²)。

具体实施方式：

本发明的一个仿造实施例结合附图说明如下：参见图1所示，本有机电致发光照明用显示器有玻璃1和封盖6通过封装胶7连接而成。所述ITO薄膜2制作在玻璃1之上，构成ITO玻璃基板。导电功能层3制作在ITO薄膜2之上，形成点阵式分布孔的规则化图案，在规则化图案内蒸镀有机材料层4，接着蒸镀金属电极层5。通过接通正电极ITO薄膜2和负电极金属电极层5对有机材料层4通以直流电驱动发光。

本有机电致发光照明用显示器的制备方法：在ITO玻璃基板上制作图案化的导热功能层，在点阵式圆形点阵孔中沉积有机材料层4，然后沉积和金属电极5，形成规则的有机电致发光阵列，有机电致发光照明用显示器的制备方法包括以下步骤：

a)选择符合要求大小的ITO玻璃基板，进行清洗，

b)制备导热功能层3，

c)沉积有机材料层4，

d)在整个基板上全面蒸镀金属电极5，

e)封装；

本实施例在ITO薄膜上制作导热功能层的详细工艺方法包括如下步骤：

(1)选择符合要求大小的ITO基板玻璃进行清洗；

(2)洁净ITO玻璃基板上利用圆孔阵列图案掩膜板(图2所示)沉积100-1000nm的LiF薄膜。利用真空热蒸发镀膜系统沉积LiF薄膜，由于LiF薄膜耐500℃以上的高温而且具有很高的亲水性，所以用来做微孔构造的辅助材料。

(3)移去掩膜板，然后在其上沉积10-900nm的AlN薄膜。利用射频(RF)磁控溅射法沉积，采用的具体沉积工艺参数：频率：13.56MHz；靶材：高纯铝靶；溅射气体：N₂/Ar；本底真空度：＜6.0×10^-4Pa；衬底温度：400~500℃；溅射功率：150~250W；反射功率：＜1％；沉积速率：2.5~3.5nm/min；反应气压：0.2~0.6Pa，气体流量比：N₂∶Ar＝4∶6；热退火处理：500℃下，30分钟。由于氮化铝(AlN)是一种宽带隙(6.2eV)半导体，有着较高的硬度(1200kg·mm)和热导率(3.0W·cm^-1·K^-1)、热阻(9.98℃/W)，还具有良好的化学稳定性，易于散热，做成的微孔壁塑性很好，是理想的封装材料；

(4)用热水将LiF洗掉。因为LiF厚度大于AlN薄膜的厚度，因此用热水清洗LiF时，在LiF表面的AlN也同时被清洗掉，形成了由AlN组成的圆孔；采用的具体工艺方法为超声波处理30分钟，在105℃温度箱内烘干，即得图案化的AlN ITO薄膜基板；

(5)沉积有机功能层。利用真空热蒸发镀膜系统在微孔基板上沉积有机材料层，包括空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层等等。这种方式既可以制作普通结构或者反转结构的蓝色、红色、绿色或者白色有机电致发光器件；

(6)在整个基板上全面蒸镀金属电极。

(7)封装。一般情况下使用玻璃后盖或者金属后盖封装。

上述步骤(4)中，制造的圆形点孔阵列图案ITO玻璃基板经过蒸镀有机材料、金属电极后形成的发光小孔，其小孔直径(R)对亮度的影响(参见图3)，对于1.00mm² and 0.0014mm²两种发光面积的OLED器件，最大亮度分别为26.0×10⁴cd/m²和51.3×10⁴cd/m²；而且微孔器件可以印加很高的直流电压却未烧坏。点阵间距(d)对亮度的影响：直径(R)20μm，单个小孔发光亮度达500万cd/m²。d＝1.000mm，亮度L＝1,500cd/m²；d＝0.500mm，亮度L＝6,000cd/m²；d＝0.250mm，亮度L＝24,000cd/m²；d＝0.125mm，亮度L＝96,000cd/m²；显然像素间距愈小，单位面积的发光面积比例愈大，整个发光面板的亮度愈高。若R太小，LiF透不过掩膜板，沉积不到ITO基板，所以小孔的直径有限制(＞5μm)。

因此，有机电致发光照明用显示器完全制备并封装好后，OLED阳极是全面覆盖的，阴极采用条状阵列的结构(如图4)，阴极条的宽度应略大于微孔直径，正好完全覆盖微孔点阵。这样该有机电致发光照明用显示器不需驱动电路即可直接应用于照明和背光源。另外，该发明也可做有机电致发光指示灯。有机电致发光指示灯根据实际需要选择颜色，若想实现指示灯亮度的变化，在外部加控制驱动电压变化的小电路即可。

Claims (10)

1.一种有机电致发光照明用显示器包括ITO玻璃基板、有机材料层(4)和金属电极(5)和封盖(6)，其特征在于在所述ITO玻璃基板上有一层具有点阵式分布孔的导热功能层(3)，导热功能层(3)之点阵分部孔中为所述有机材料层(4)，在所述有机材料层(4)和导热功能层(3)上为和所述金属电极(5)，最上面是所述封盖(6)。

2.根据权利要求1所述的有机电致发光照明用显示器，其特征在于所述具有点阵式分布孔德导热功能层(3)的规则图案为方形点阵孔、或蜂窝状点阵孔、或是圆形点阵孔图案。

3.根据权利要求2所述的有机电致发光照明用显示器，其特征在于所述点阵式或导热功能板为圆形点阵孔式图案，因为圆形点阵孔图案每个点阵式分布孔比表面积最大，像素单元采用圆形，每条像素阵列独立发光互不影响，能使散热达到最优化。

4.根据权利要求1所述的有机电致发光照明用显示器，其特征在于所述导热功能层材料(3)为薄膜特性好、易图案化制作、绝缘性和高导热性能的无机材料或金属、或金属合金材料；所述无机材料为AlNx或AlOx，所述金属为铬Cr、或银Ag、或铝Al、或镁Mg。所述无机材料为SiO₂或SiNx薄膜。

5.根据权利要求4所述的有机电致发光照明用显示器，其特征在于所述导热功能层(3)为一层或多层绝缘性良好、易图案化制作的所述无机材料形成的薄膜。

6.根据权利要求1所述的有机电致发光照明用显示器，其特征在于所述金属电极(5)为条形金属电极，降低有杂质微粒引起的短路缺陷，延长有机电致发光照明用显示器的使用寿命。

7.一种有机电致发光照明用显示器的制备方法，用于制作根据权利要求1所述的有机电致发光照明用显示器，其特征在于在ITO玻璃基板上制备具有点阵式分布孔的导热功能层(3)，然后依次蒸镀上有机材料层(4)和条形金属电极(5)，最后经过封装工艺形成。

8.根据权利要求7所述的有机电致发光照明用显示器的制备方法，其特征在于所述具有点阵式分布孔的导热功能层(3)规则图案使用掩模或蚀刻工艺实现，采用所述掩模工艺时，所用无机材料的厚度要大于所述导热功能层(3)材料的厚度。

9.根据权利要求7所述的有机电致发光照明用显示器的制备方法，其特征在制作工艺步骤如下：

a.选择符合要求大小的ITO玻璃基板，进行清洗，

b.制备导热功能层(3)，

c.沉积有机材料层(4)，

d.在整个基板上全面蒸镀金属电极(5)，

e.封装；

10.根据权利要求9所述的有机电致发光照明用显示器的制备方法，其特征在于在所述步骤(2)中，导热功能层(3)的具体制备工艺采用如下方式实现：

a.在洁净ITO玻璃基板上，利用规则图案化掩膜板沉积有效厚度的无机材料薄膜，

b.移去掩膜板，然后在其上沉积有效厚度具有良好导热性的薄膜，

c.用溶液将步骤①中沉积的无极材料清洗掉，或者在所述步骤(2)中，导热功能层(3)采用如下方式实现：清洁ITO玻璃基板上沉积有效厚度具有良好导热性的薄膜，利用刻蚀工艺实现规则图案化薄膜。

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