CN102332536A

CN102332536A - 一种有机电致发光器件的封装结构和封装方法

Info

Publication number: CN102332536A
Application number: CN201110299075A
Authority: CN
Inventors: 李军建
Original assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Current assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2012-01-25

Abstract

本发明公开了一种有机电致发光器件的封装结构和封装方法，针对如何减少水蒸气和氧气对器件封装材料的渗透；如何消除器件内部的水蒸气和氧气以及如何使封接工艺更简单，成本更低，封接成品率更高。本发明使用一层过渡层作为封接层与基板、盖板和绝缘层之间的介质，其材料为Au、Ag、Pt和AgCu合金中的一种；使用铟含量为60-70%，铋含量为30-40%的铟铋合金作为封接层材料；并在过渡层上制备铟铋合金封接层后，再进行基板和盖板的封接的方法。封接层的涂覆、熔化及封接在保护气体环境下进行，使有机电致发光器件的发光性能保持良好，使用寿命大大提高。

Description

一种有机电致发光器件的封装结构和封装方法

技术领域

本发明涉及有机光电器件的封装技术领域，具体涉及一种有机电致发光器件的封装结构和封装方法。

背景技术

小分子有机电致发光器件（OLED）和高分子有机电致发光器件（PLED）具有主动发光、亮度高、全彩色显示、驱动电压低、器件厚度薄、可实现柔性显示，以及制备工艺相对于液晶显示器件（LCD）和等离子体显示器件（PDP）简单等特点，在大屏幕平板显示器和柔性显示器方面具有良好的应用前景。

OLED/PLED中的有机发光材料对水蒸气和氧气非常敏感，很少量的水蒸气和氧气就能损害有机发光材料，使器件的发光性能劣化。因此，如何减少水蒸气和氧气对器件封装材料的渗透，消除器件内部的水蒸气和氧气，是有机电致发光器件封装技术要解决的重要问题。要保证器件具有能够满足商业应用的使用寿命，水蒸气和氧气对器件的封装材料的渗透率应低于10^-6g/m²/day的水平。

传统封装OLED/PLED器件的基板与盖板之间的封接材料，在多数应用中，采用紫外固化环氧树脂（也称UV胶），也有采用热固化环氧树脂的，其缺点是：首先，作为封接材料的环氧树脂对水和氧气的阻隔性能比较差，例如水对厚度为1毫米的紫外固化环氧树脂和热固化环氧树脂薄片的渗透率为10⁰-10^-1g/m²/day量级，远高于OLED/PLED器件封装材料的水渗透率应小于10^-6g/m²/day量级的要求；其次，环氧树脂含有大量的水，这些水会在器件的工作过程中因器件发热而释放出来而进入器件内部，使器件内部空间的水蒸气和氧气的含量不断增加。这些水蒸气和氧气将不断地侵蚀器件内的有机发光材料，使其发光性能不断劣化，器件的寿命大大缩短。

在现有的有关专利中，在铟合金封接层与基板、盖板和电极层上的绝缘层之间，设置了两层材料，一层是附着层，另一层是匹配层，这样导致封接工艺复杂，成本提高，封接成品率下降等问题。

发明内容

本发明所要解决的问题是：如何减少水蒸气和氧气对器件封装材料的渗透；如何消除器件内部的水蒸气和氧气；如何使封接工艺更简单，成本更低，封接成品率更高。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：提供一种有机电致发光器件的封装结构和封装方法。

一种有机电致发光器件的封装结构，包括基板（1）和盖板（2），其特征是：基板（1）内表面设置导电膜玻璃ITO电极层（3），导电膜玻璃ITO电极层（3）的封接区域表面设置有绝缘层（8）；基板和盖板的边框封接区域之间设置有封接层（13、14）；封接层与绝缘层、基板和盖板之间分别设置有过渡层（9、10、11、12）。

本发明中所述的导电膜玻璃ITO电极层（3）兼作有机发光功能层的阳极层。有机发光功能层包括空穴传输层（4）、发光层（5）、电子传输层（6）和阴极层（7）。

本发明中所述的基板和盖板的材料是玻璃、金属或者云母。

本发明中所述的绝缘层（8）的材料为Al2O₃或SiO₂，其厚度为0.2-10μm，优选的厚度为1-2μm；其宽度比过渡层的宽度宽1-2mm，即2.5-6mm。

本发明中所述的过渡层（9、10、11、12)的材料为Au、Ag、Pt和AgCu合金中的一种，过渡层的厚度为1-50μm，优选的厚度为5-10μm；宽度比封接层的宽度宽0.5-1mm，即为1.5-4mm。

本发明中所述封接层的材料为铟铋合金，其成分为：铟60-70%，铋30-40%，铟铋合金封接层的厚度为2-100μm，优选的厚度为5-30μm；铟铋合金封接层宽度为1-3mm。

一种有机电致发光器件的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：

①在保护气体气氛环境中，使用热涂覆法或者印刷法，分别在基板和盖板的过渡层上涂覆一层铟铋合金，其厚度为1-50μm，优选的厚度为2.5-15μm，宽度为1-3mm；

②涂覆完成铟铋合金后，在保护气体气氛环境中，将过渡层和铟铋合金层加热到100-130℃，使铟铋合金与过渡层金属形成良好的浸润和粘合；

③完成权利要求①和②的步骤后，在保护气体气氛下，进行基板和盖板的封接；

在本发明中所述的封装方法中，在涂覆和加热铟铋合金层时，保护气体为氮气或惰性气体之一种，纯度为99%-99.9%；

在本发明中所述的封装方法中，封接基板和盖板时，保护气体的种类为氮气或惰性气体之一种，纯度为99.99%--99.999%，铟铋合金层的加热温度为80-100℃；

本发明的有益效果表现在：

①减少了水蒸气和氧气对器件封装材料的渗透；

②使封接工艺更简单，成本更低，封接成品率更高。

附图说明

图1是本发明所提供的一种实施例的封装结构图；

其中，1、基板，2、盖板，3、ITO电极层，4、空穴传输层，5、发光层，6、电子传输层，7、阴极层，8、绝缘层，9、10、11、12、过渡层，13、14、铟合金封接层。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的描述。

有机电致发光器件的封装结构的制备过程：

步骤一. 用直流磁控溅射镀膜法，在基板上制备ITO电极层；

步骤二. 用射频磁控溅射镀膜法，在ITO电极层（3）的封接区域上制备绝缘层；

绝缘层（8）的材料为Al2O₃或SiO₂，其厚度为0.2-10μm，其宽度比过渡层的宽度宽1-2mm；

绝缘层的优选厚度为1-2μm。

步骤三. 用电子束蒸发法或者真空蒸发法，在基板（1）和盖板（2）边框的封接区域处，制备过渡层；

过渡层（9、10、11、12)的材料为Au、Ag、Pt和AgCu合金中的一种；过渡层的厚度为1-50μm，其宽度比封接层的宽度宽0.5-1mm；

过渡层的优选厚度为5-10μm;

作为优选过渡层的材料为AgCu合金，AgCu合金的组分为：Ag为20%-50%，Cu为80%-50%。

步骤四. 用热涂覆法，在保护气体气氛中，在基板和盖板的过渡层上，分别涂覆铟铋合金，构成铟铋合金封接层；

铟铋合金封接层（13、14）的厚度为2-100μm，铟铋合金封接层宽度为1-3mm；

作为优选铟铋合金封接层的厚度为5-30μm。

步骤五. 将涂覆好铟铋合金层的基板和盖板放入充有保护气体的加热室中，加热20-50分钟，使铟铋合金与过渡层的金属充分浸润和粘合，然后降温到室温，把基板和盖板从加热室里取出。

步骤六. 采用真空蒸发镀膜法，在基板上制备有机发光各功能层，包括空穴传输层（4），发光层（5），电子传输层（6），阴极层（7）等。

有机电致发光器件的封装方法步骤：

步骤一. 在真空环境下，把基板和盖板移送到处于真空的手套箱中，然后该手套箱充入高纯氮气或高纯惰性气体；通过手套把基板和盖板的铟铋合金封接层面对面对齐叠放在手套箱中的一个平台上，再在叠放的基板和盖板上压上一个有一定重量、可以通电加热的加热块；该加热块的重量保证对基板和盖板的铟铋封接层接触面上的压强为1.5--2kg/cm2；

步骤二. 加热块的加热器通电加热到80-100℃，对叠放的基板和盖板加热，使其温度逐渐达到铋铟合金的熔点温度以上，并且不超过基板上的有机发光功能层材料的承受温度；保温20-30分钟，使基板和盖板之间的铟合金封接层熔化并熔合；

步骤三. 停止加热块加热，等待器件的封接层温度降低到40℃-50℃，从手套箱中取出封接完成的有机发光器件。

Claims

1.一种有机电致发光器件的封装结构，包括基板（1）和盖板（2），其特征是：基板（1）内表面设置导电膜玻璃ITO电极层（3），导电膜玻璃ITO电极层（3）的封接区域表面设置有绝缘层（8）；基板和盖板的边框封接区域之间设置有封接层（13、14）；封接层与绝缘层、基板和盖板之间分别设置有过渡层（9、10、11、12）。

2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件的封装结构，其特征是：所述的基板和盖板的材料是玻璃、金属或者云母。

3.根据权利要求1所述的有机电致发光器件的封装结构，其特征是：所述封接层（13、14）的材料为铟铋合金，其成分为：铟60-70%，铋30-40%；铟铋合金封接层的厚度为2-100μm，铟铋合金封接层宽度为1-3mm。

4.根据权利要求1所述的有机电致发光器件的封装结构，其特征是：所述的过渡层（9、10、11、12)的材料为Au、Ag、Pt和AgCu合金中的一种，过渡层的厚度为1-50μm，宽度比封接层的宽度宽0.5-1mm即为1.5- 4mm。

5.根据权利要求1所述的有机电致发光器件的封装结构，其特征是：所述的绝缘层（8）的材料为Al₂O₃或SiO₂，其厚度为0.2-10μm，其宽度比过渡层的宽度宽1-2mm，即2.5-6mm。

6.根据权利要求1所述的有机电致发光器件的封装结构，其特征是：导电膜玻璃ITO电极层（3）兼作有机发光功能层的阳极层，有机发光功能层包括空穴传输层（4）、发光层（5）、电子传输层（6）和阴极层（7）。

7.一种有机电致发光器件的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：

①在保护气体气氛环境中，使用热涂覆法或者印刷法，分别在基板和盖板的过渡层上涂覆一层铟铋合金；

②涂覆完成铟铋合金后，在保护气体气氛环境中，将过渡层和铟铋合金封接层加热，使铟铋合金与过渡层金属形成良好的浸润和粘合，构成铟铋合金封接层；

③完成步骤①和②后，在保护气体气氛下，进行基板和盖板铟铋合金封接层的封接；

④停止加热块加热，等待器件的封接层温度降低到40℃-50℃，从手套箱中取出封接完成的有机发光器件。

8.根据权利要求7所述的有机电致发光器件的封装方法，其特征是：步骤①中铟铋合金封接层的厚度为2-100μm，优选的厚度为5-30μm，宽度为1-3mm，步骤②中过渡层和铟铋合金封接层加热到100-130℃。

9.根据权利要求7所述的有机电致发光器件的封装方法，其特征是：在步骤①和②中，涂覆和加热铟铋合金层时，保护气体为氮气或惰性气体之一种，纯度为99%-99.9%。

10.根据权利要求7所述的有机电致发光器件的封装方法，其特征是:在步骤③中，封接基板和盖板时，铟铋合金层的加热温度为80-100℃，保护气体的种类为氮气或惰性气体之一种，纯度为99.99%--99.999%。