CN104518164A - 一种有机电致发光器件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种有机电致发光器件,包括依次层叠的阳极导电基板、发光功能层、阴极层和封装层,所述封装层包括至少一个封装单元,所述封装单元包括依次叠层设置的碳氧化硅阻挡层、第一无机阻挡层和第二无机阻挡层,所述碳氧化硅阻挡层的材质为碳氧化硅化合物,所述第一无机阻挡层的材质为ⅢA族金属的氧化物,所述第二无机阻挡层的材质为ⅣB族金属的氧化物。该有机电致发光器件采用多层材料层交替封装,致密性高,可有效地减少氧和水汽对有机电致发光器件的侵蚀,从而显著地提高有机电致发光器件的寿命。本发明还提供了该有机电致发光器件的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及有机电致发光器件,具体涉及一种有机电致发光器件及其制备方法。
背景技术
有机电致发光器件(OLED)是基于有机材料的一种电流型半导体发光器件。其典型结构是在透明阳极和阴极层之间夹有多层有机材料薄膜(空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子输送层和电子注入层),当电极间施加一定的电压后,发光层就会发光。近年来,有机电致发光器件由于本身制作成本低、响应时间短、发光亮度高、宽视角、低驱动电压以及节能环保等特点已经在全色显示、背光源和照明等领域受到了广泛关注,并被认为是最有可能在未来的照明和显示器件市场上占据霸主地位的新一代器件。
目前,有机电致发光器件存在寿命较短的问题,这主要是因为有机材料薄膜很疏松,易被空气中的水汽和氧气等成分渗入后迅速发生老化。在实际工作时,阴极层被腐蚀10%就会严重影响器件的工作。因此,有必要提供一种能够有效阻隔水氧渗透的有机电致发光器件的封装方法。
发明内容
为克服上述现有技术的缺陷,本发明提供了一种有机电致发光器件及其制备方法。该有机电致发光器件的封装层采用碳氧化硅阻挡层、第一无机阻挡层和第二无机阻挡层交替叠层封装,致密性高,可有效地减少氧和水汽对有机电致发光器件的侵蚀,从而显著地提高有机电致发光器件的寿命。本发明方法适用于以导电玻璃为基板制备的有机电致发光器件,也适用于以塑料或金属为基底制备的柔性有机电致发光器件。本发明方法尤其适用于封装柔性有机电致发光器件。
一方面,本发明提供了一种有机电致发光器件,包括依次层叠的阳极导电基板、发光功能层、阴极层和封装层,所述封装层包括至少一个封装单元,所述封装单元包括依次叠层设置的碳氧化硅阻挡层、第一无机阻挡层和第二无机阻挡层,所述碳氧化硅阻挡层的材质为碳氧化硅化合物,所述第一无机阻挡层的材质为ⅢA族金属的氧化物,所述第二无机阻挡层的材质为ⅣB族金属的氧化物。
优选地,所述ⅢA族金属的氧化物为三氧化二硼(B2O3)、三氧化二铝(Al2O3)、三氧化二镓(Ga2O3)、三氧化二铟(In2O3)或三氧化二铊(Tl2O3),所述ⅣB族金属的氧化物为二氧化钛(TiO2)、二氧化锆(ZrO2)或二氧化铪(HfO2)。
优选地,所述碳氧化硅阻挡层的厚度为200nm~300nm,所述第一无机阻挡层的厚度均为15nm~20nm,所述第二无机阻挡层的厚度均为15nm~20nm。
优选地,所述封装层重复设置3~5次。
优选地,所述发光功能层包括依次层叠的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层。
优选地,所述阳极基板为导电玻璃基板或导电塑料或金属薄膜基板。
空穴注入层采用行业内常用材料,优选为N,N'-二苯基-N,N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(NPB)掺杂三氧化钼(MoO3)。
空穴传输层采用行业内常用材料,优选为4,4',4''-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)。
发光层采用行业内常用材料,优选为1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBI)掺杂三(2-苯基吡啶)合铱(Ir(ppy)3)。
电子传输层采用行业内常用材料,优选为4,7-二苯基-1,10-菲罗啉(Bphen)。
电子注入层采用行业内常用材料,优选为4,7-二苯基-1,10-菲罗啉(Bphen)掺杂叠氮化铯(CsN3)。
阴极层可以为非透明金属阴极层(铝、银、金等),也可以为透明阴极层(介质层夹杂金属层形成的介质层/金属层/介质层结构等)。
优选地,阴极层的材质为铝、银或金。
优选地,阴极层为氧化铟锡(ITO)/Ag/氧化铟锡(ITO)、ZnS/Ag/ZnS形成的夹层结构。
所述第一、二无机阻挡层的材质分别为ⅢA族金属的氧化物和ⅣB族金属的氧化物,结构致密,能够有效地阻隔水氧渗透进入器件内部;所述碳氧化硅阻挡层的材质为碳氧化硅化合物(SiOxCy,其中0.01<x≤1.5,0.01<y≤0.8,0.5<x+y<2.5),该碳氧化硅阻挡层内应力小,对氧化物有很好的缓冲作用,此外,该层平整度好,有利于氧化物在其上成膜,且抗腐蚀能力强,能进一步延长水、氧渗透路径,总之,所述第一、二无机阻挡层和所述碳氧化硅阻挡层能协同地有效阻挡外界水汽和氧气对有机电致发光器件的侵蚀,从而延长器件寿命。
另一方面,本发明提供一种有机电致发光器件的制备方法,包括以下步骤:
(1)在洁净的导电基板上制备有机电致发光器件的阳极图形形成阳极导电基板;采用真空蒸镀的方法在阳极导电基板上制备发光功能层和阴极层;
(2)在阴极层上制备封装层,所述封装层包括至少一个封装单元,所述封装单元的制备方法如下:
(a)碳氧化硅阻挡层的制作:
采用等离子体增强化学气相沉积法在所述阴极层表面沉积碳氧化硅阻挡层,所述碳氧化硅阻挡层的材质为碳氧化硅化合物,在所述沉积碳氧化硅阻挡层的过程中,沉积温度为40~60℃,采用的气源为六甲基二硅氧烷(HMDSO)、四甲基硅烷(TMS)和四乙氧基硅烷(TEOS)中的一种与一氧化亚氮和氩气,所述六甲基二硅氧烷、四甲基硅烷或四乙氧基硅烷的流量为6~14sccm,所述一氧化亚氮和氩气的流量之和为20~50sccm,其中,所述一氧化亚氮的流量占所述一氧化亚氮和氩气流量之和的40%~60%;
(b)第一无机阻挡层的制作:
通过原子层沉积的方法在所述碳氧化硅阻挡层上沉积第一无机阻挡层,所述第一无机阻挡层的材质为ⅢA族金属的氧化物,在所述沉积第一无机阻挡层的过程中,沉积温度为40~60℃,采用的前驱体为ⅢA族金属的三甲基化合物和水蒸气,所述ⅢA族金属的三甲基化合物和水蒸气的注入时间皆为10~20ms,两者之间间隔注入惰性气体,所述惰性气体的注入时间为5~10s,所述ⅢA族金属的三甲基化合物、水蒸气和惰性气体的的流量皆为10~20sccm;
(c)第二无机阻挡层的制作:
通过原子层沉积的方法在所述第一无机阻挡层上沉积第二无机阻挡层,得到有机电致发光器件,其中,所述第二无机阻挡层的材质为ⅣB族金属的氧化物,在所述沉积第二无机阻挡层的过程中,沉积温度为40~60℃,采用的前驱体为ⅣB族金属的四(二甲基胺基)化合物和水蒸气,所述ⅣB族金属的四(二甲基胺基)化合物和水蒸气的注入时间分别为0.2~1s和20~40ms,两者之间间隔注入惰性气体,所述惰性气体的注入时间为5~10s,所述ⅣB族金属的四(二甲基胺基)化合物、水蒸气和惰性气体的的流量皆为10~20sccm。
所述步骤(a)中,所述HMDSO、TMS和TEOS的化学结构分别为:
优选地,所述步骤(b)中,所述ⅢA族金属的三甲基化合物为三甲基化硼(B(CH3)3)、三甲基化铝(Al(CH3)3)、三甲基化镓(Ga(CH3)3)、三甲基化铟(In(CH3)3)或三甲基化铊(Tl(CH3)3),所述ⅢA族金属的氧化物为三氧化二硼(B2O3)、三氧化二铝(Al2O3)、三氧化二镓(Ga2O3)、三氧化二铟(In2O3)或三氧化二铊(Tl2O3);所述步骤(c)中,所述ⅣB族金属的四(二甲基胺基)化合物为四(二甲基胺基)钛(Ti(N(CH3)2)4)、四(二甲基胺基)锆(Zr(N(CH3)2)4)或四(二甲基胺基)铪(Hf(N(CH3)2)4),所述ⅣB族金属的氧化物为二氧化钛(TiO2)、二氧化锆(ZrO2)或二氧化铪(HfO2)。
所述B(CH3)3、Al(CH3)3、Ga(CH3)3、In(CH3)3和Tl(CH3)3的化学结构分别为:
所述四(二甲基胺基)化合物为Ti(N(CH3)2)4、Zr(N(CH3)2)4和Hf(N(CH3)2)4的化学结构分别为:
优选地,所述碳氧化硅阻挡层的厚度为200nm~300nm,所述第一无机阻挡层的厚度为15nm~20nm,所述第二无机阻挡层的厚度为15nm~20nm。
优选地,所述封装层重复设置3~5次。
优选地,所述发光功能层包括依次层叠的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层。
优选地,所述阳极基板为导电玻璃基板或导电塑料或金属薄膜基板。
空穴注入层采用行业内常用材料,优选为N,N'-二苯基-N,N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(NPB)掺杂MoO3(三氧化钼)。
空穴传输层采用行业内常用材料,优选为4,4',4''-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)。
发光层采用行业内常用材料,优选为1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBI)掺杂三(2-苯基吡啶)合铱(Ir(ppy)3)。
电子传输层采用行业内常用材料,优选为4,7-二苯基-1,10-菲罗啉(Bphen)。
电子注入层采用行业内常用材料,优选为4,7-二苯基-1,10-菲罗啉(Bphen)掺杂叠氮化铯(CsN3)。
阴极层可以为非透明金属阴极层(铝、银、金等),也可以为透明阴极层(介质层夹杂金属层形成的介质层/金属层/介质层结构等)。
优选地,阴极层的材质为铝、银或金。
优选地,阴极层为氧化铟锡(ITO)/Ag/ITO、ZnS/Ag/ZnS形成的夹层结构。
通过上述步骤制得所述有机电致发光器件,包括依次层叠设置的阳极导电基板、发光功能层、阴极层和封装层。
所述有机电致发光器件的制备方法采用PECVD在阴极上制备碳氧化硅阻挡层,该PECVD方法能在温度较低的条件下获得化合物薄膜阻挡层,能防止高温操作对器件有机层的损害;采用原子沉积法在碳氧化硅阻挡层上依次制备第一无机阻挡层和第二无机阻挡层,该原子沉积法能获得结构致密且膜质均匀的薄膜阻挡层,能提高封装层的整体水氧阻隔性能,该器件的制备方法制得了多层材料层交替封装结构,制备方法简便,采用的封装材料比较廉价,易于大面积制备,该方法尤其适用于封装柔性有机电致发光器件。
本发明提供了一种有机电致发光器件及其制备方法具有以下有益效果:
(1)本发明有机电致发光器件采用碳氧化硅阻挡层、第一无机阻挡层和第二无机阻挡层交替叠层设置,致密性高,可有效地减少氧气和水汽对有机电致发光器件的侵蚀,显著地提高有机电致发光器件的寿命;
(2)本发明有机电致发光器件的防水性能(WVTR)达到0.57×10-6g/m2·day,寿命达27,000小时以上(T701000cd/m2:即起始亮度为1000cd/m2,亮度衰减到70%所用的时间);
(3)本发明方法适用于封装以导电玻璃为阳极基板制备的有机电致发光器件,也适用于封装以塑料或金属为阳极基底制备的柔性有机电致发光器件;本发明方法尤其适用于封装柔性有机电致发光器件;
(4)本发明有机电致发光器件材料廉价,封装方法工艺简单,易大面积制备,适于工业化大规模使用。
附图说明
图1是本发明实施例1制得的有机电致发光器件的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示的有机电致发光器件的结构示意图,本实施例提供了一种有机电致发光器件的制备方法,包括以下步骤:
(1)在阳极基板上制备发光功能层20和阴极层30
a.导电玻璃基板的前处理
取ITO玻璃基板10,依次进行丙酮清洗→乙醇清洗→去离子水清洗→乙醇清洗,均用超声波清洗机进行清洗,单项洗涤清洗5分钟,然后用氮气吹干,烘箱烤干待用;对洗净后的ITO玻璃还需进行表面活化处理,以增加导电表面层的含氧量,提高导电层表面的功函数;ITO厚度为100nm;
b.发光功能层20和阴极层30的制备
采用真空蒸镀的方法在ITO玻璃基板10上依次形成空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层,所述空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层构成发光功能层20,方法如下:
空穴注入层的制备:在ITO玻璃基板10上蒸镀由NPB掺杂MoO3形成的混合材料,MoO3的掺杂质量分数为30%,该层厚度为10nm,真空度3×10-5Pa,蒸发速度
空穴传输层的制备:在空穴注入层上蒸镀空穴传输层,采用4,4',4''-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)作为空穴传输材料,真空度3×10-5Pa,蒸发速度蒸发厚度30nm;
发光层的制备:在空穴传输层上蒸镀发光层,发光层的主体材料采用1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBI),客体材料采用三(2-苯基吡啶)合铱(Ir(ppy)3),掺杂质量分数5%,真空度3×10-5Pa,蒸发速度蒸发厚度20nm;
电子传输层的制备:在发光层上蒸镀一层4,7-二苯基-1,10-菲罗啉(Bphen)作为电子传输材料,真空度3×10-5Pa,蒸发速度蒸发厚度10nm;
电子注入层的制备:在电子传输层上蒸镀电子注入层,将CsN3掺入Bphen中,掺杂质量分数30%,真空度3×10-5Pa,蒸发速度蒸发厚度20nm;
再在电子注入层上蒸镀制备阴极层30,金属阴极层30采用铝(Al),厚度为100nm,真空度3×10-5Pa,蒸发速度
(2)在阴极层30上制备封装层40
a.碳氧化硅阻挡层401的制作:
采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)在所述阴极层30表面沉积碳氧化硅阻挡层401,所述碳氧化硅阻挡层401的材质为碳氧化硅,所述沉积碳氧化硅阻挡层401的厚度为230nm,在所述沉积碳氧化硅阻挡层401的过程中,沉积温度为60℃,采用的气源为四乙氧基硅烷(TEOS)、一氧化氮(N2O)和氩气(Ar),其中,所述TEOS的流量为20sccm,所述N2O和Ar的流量之和为30sccm,其中,N2O的流量占所述N2O和Ar流量之和的50%;
b.第一无机阻挡层402的制作:
通过原子层沉积的方法在所述碳氧化硅阻挡层401上制备第一无机阻挡层402,所述第一无机阻挡层402的材质为B2O3,所述第一无机阻挡层402的厚度为15nm,沉积温度为60℃,采用的前驱体为B(CH3)3和水蒸气,所述B(CH3)3和水蒸气之间采用的惰性气体为N2,所述B(CH3)3和水蒸气的注入时间皆为10ms,所述N2的注入时间为10s,所述B(CH3)3、水蒸气和N2的的流量皆为15sccm;
c.第二无机阻挡层403的制作:
通过原子层沉积的方法在所述第一无机阻挡层402上制备第二无机阻挡层403,所述第二无机阻挡层403的材质为HfO2,所述第二无机阻挡层403的厚度为15nm,沉积温度为60℃,采用的前驱体为Hf(N(CH3)2)4和水蒸气,所述Hf(N(CH3)2)4和水蒸气之间采用的惰性气体为N2,所述Hf(N(CH3)2)4和水蒸气的注入时间分别为0.6s和20ms,所述N2的注入时间为8s,所述Hf(N(CH3)2)4、水蒸气和N2的的流量皆为11sccm;
交替重复制备碳氧化硅阻挡层401、第一无机阻挡层402和第二无机阻挡层403分别3次,形成封装层40,得到有机电致发光器件,如图1所示,本实施例提供的有机电致发光器件依次包括ITO玻璃基板10、发光功能层20、阴极层30、封装层40,所述封装层为碳氧化硅阻挡层401、第一无机阻挡层402和第二无机阻挡层403的叠层组合重复3次而成,其中,所述碳氧化硅阻挡层401的厚度为150nm,所述第一无机阻挡层402的厚度为15nm,所述第二无机阻挡层403的厚度为15nm。
本实施例提供的有机电致发光器件的具体结构可以表示为ITO(100nm)/NPB:30wt%MoO3(10nm)/TCTA(30nm)/TPBI:5wt%(Ir(ppy)3)(20nm)/Bphen(10nm)/Bphen:30wt%CsN3/Al(100nm)/碳氧化硅(230nm)/B2O3(15nm)/HfO2(15nm)/碳氧化硅(230nm)/B2O3(15nm)/HfO2(15nm)/碳氧化硅(230nm)/B2O3(15nm)/HfO2(15nm);其中,斜杠“/”表示层状结构,“wt%”表示质量百分数。
本实施例复合封装后的有机电致发光器件的防水性能(WVTR,g/m2·day)为0.7×10-6,寿命为27,000小时。
实施例2
一种有机电致发光器件的制备方法,包括以下步骤:
(1)在阳极基板上制备发光功能层和阴极层
同实施例一;
(2)在阴极层上制备封装层
a.碳氧化硅阻挡层的制作:
采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)在所述阴极层表面沉积碳氧化硅阻挡层,所述碳氧化硅阻挡层的材质为碳氧化硅,所述沉积碳氧化硅阻挡层的厚度为280nm,在所述沉积碳氧化硅阻挡层的过程中,沉积温度为50℃,采用的气源为四甲基硅烷(TMS)、一氧化氮(N2O)和氩气(Ar),其中,所述TMS的流量为25sccm,所述N2O和Ar的流量之和为50sccm,其中,N2O的流量占所述N2O和Ar流量之和的60%;
b.第一无机阻挡层的制作:
通过原子层沉积的方法在所述碳氧化硅阻挡层上制备第一无机阻挡层,所述第一无机阻挡层的材质为Al2O3,所述第一无机阻挡层的厚度为19nm,沉积温度为50℃,采用的前驱体为Al(CH3)3和水蒸气,所述Al(CH3)3和水蒸气之间采用的惰性气体为N2,所述Al(CH3)3和水蒸气的注入时间皆为20ms,所述N2的注入时间为10s,所述Al(CH3)3、水蒸气和N2的的流量皆为20sccm;
c.第二无机阻挡层的制作:
通过原子层沉积的方法在所述第一无机阻挡层上制备第二无机阻挡层,所述第二无机阻挡层的材质为ZrO2,所述第二无机阻挡层的厚度为19nm,沉积温度为50℃,采用的前驱体为Zr(N(CH3)2)4和水蒸气,所述Zr(N(CH3)2)4和水蒸气之间采用的惰性气体为N2,所述Zr(N(CH3)2)4和水蒸气的注入时间分别为1s和40ms,所述N2的注入时间为10s,所述Zr(N(CH3)2)4、水蒸气和N2的的流量皆为20sccm;
交替重复制备碳氧化硅阻挡层、第一无机阻挡层和第二无机阻挡层4次,形成封装层,得到有机电致发光器件。
本实施例复合封装后的有机电致发光器件的防水性能(WVTR,g/m2·day)为0.6×10-6,寿命为27,050小时。
实施例3
一种有机电致发光器件的制备方法,包括以下步骤:
(1)在阳极基板上制备发光功能层和阴极层
同实施例一;
(2)在阴极层上制备封装层
a.碳氧化硅阻挡层的制作:
采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)在所述阴极层表面沉积碳氧化硅阻挡层,所述碳氧化硅阻挡层的材质为碳氧化硅,所述沉积碳氧化硅阻挡层的厚度为250nm,在所述沉积碳氧化硅阻挡层的过程中,沉积温度为40℃,采用的气源为四乙氧基硅烷(TEOS)、一氧化氮(N2O)和氩气(Ar),其中,所述TEOS的流量为20sccm,所述N2O和Ar的流量之和为20sccm,其中,N2O的流量占所述N2O和Ar流量之和的40%;
b.第一无机阻挡层的制作:
通过原子层沉积的方法在所述碳氧化硅阻挡层上制备第一无机阻挡层,所述第一无机阻挡层的材质为Ga2O3,所述第一无机阻挡层的厚度为18nm,沉积温度为40℃,采用的前驱体为Ga(CH3)3和水蒸气,所述Ga(CH3)3和水蒸气之间采用的惰性气体为N2,所述Ga(CH3)3和水蒸气的注入时间皆为10ms,所述N2的注入时间为5s,所述Ga(CH3)3、水蒸气和N2的的流量皆为10sccm;
c.第二无机阻挡层的制作:
通过原子层沉积的方法在所述第一无机阻挡层上制备第二无机阻挡层,所述第二无机阻挡层的材质为HfO2,所述第二无机阻挡层的厚度为15nm,沉积温度为40℃,采用的前驱体为Hf(N(CH3)2)4和水蒸气,所述Hf(N(CH3)2)4和水蒸气之间采用的惰性气体为N2,所述Hf(N(CH3)2)4和水蒸气的注入时间分别为0.2s和20ms,所述N2的注入时间为5s,所述Hf(N(CH3)2)4、水蒸气和N2的的流量皆为10sccm;
交替重复制备碳氧化硅阻挡层、第一无机阻挡层和第二无机阻挡层3次,形成封装层,得到有机电致发光器件。
本实施例复合封装后的有机电致发光器件的防水性能(WVTR,g/m2·day)为0.62×10-6,寿命为27,031小时。
实施例4
一种有机电致发光器件的制备方法,包括以下步骤:
(1)在阳极基板上制备发光功能层和阴极层
同实施例一;
(2)在阴极层上制备封装层
a.碳氧化硅阻挡层的制作:
采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)在所述阴极层表面沉积碳氧化硅阻挡层,所述碳氧化硅阻挡层的材质为碳氧化硅,所述沉积碳氧化硅阻挡层的厚度为260nm,在所述沉积碳氧化硅阻挡层的过程中,沉积温度为51℃,采用的气源为六甲基二硅氧烷(HMDSO)、一氧化氮(N2O)和氩气(Ar),其中,所述TEOS的流量为23sccm,所述N2O和Ar的流量之和为40sccm,其中,N2O的流量占所述N2O和Ar流量之和的55%;
b.第一无机阻挡层的制作:
通过原子层沉积的方法在所述碳氧化硅阻挡层上制备第一无机阻挡层,所述第一无机阻挡层的材质为In2O3,所述第一无机阻挡层的厚度为16nm,沉积温度为51℃,采用的前驱体为In(CH3)3和水蒸气,所述In(CH3)3和水蒸气之间采用的惰性气体为N2,所述In(CH3)3和水蒸气的注入时间皆为15ms,所述N2的注入时间为7s,所述In(CH3)3、水蒸气和N2的的流量皆为17sccm;
c.第二无机阻挡层的制作:
通过原子层沉积的方法在所述第一无机阻挡层上制备第二无机阻挡层,所述第二无机阻挡层的材质为TiO2,所述第二无机阻挡层的厚度为17nm,沉积温度为51℃,采用的前驱体为Ti(N(CH3)2)4和水蒸气,所述Ti(N(CH3)2)4和水蒸气之间采用的惰性气体为N2,所述Ti(N(CH3)2)4和水蒸气的注入时间分别为0.3s和30ms,所述N2的注入时间为5s,所述Ti(N(CH3)2)4、水蒸气和N2的的流量皆为10sccm;
交替重复制备碳氧化硅阻挡层、第一无机阻挡层和第二无机阻挡层3次,形成封装层,得到有机电致发光器件。
本实施例复合封装后的有机电致发光器件的防水性能(WVTR,g/m2·day)为0.63×10-6,寿命为27,020小时。
实施例5
一种有机电致发光器件的制备方法,包括以下步骤:
(1)在阳极基板上制备发光功能层和阴极层
同实施例一;
(2)在阴极层上制备封装层
a.碳氧化硅阻挡层的制作:
采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)在所述阴极层表面沉积碳氧化硅阻挡层,所述碳氧化硅阻挡层的材质为碳氧化硅,所述沉积碳氧化硅阻挡层的厚度为240nm,在所述沉积碳氧化硅阻挡层的过程中,沉积温度为46℃,采用的气源为四甲基硅烷(TMS)、一氧化氮(N2O)和氩气(Ar),其中,所述TMS的流量为22sccm,所述N2O和Ar的流量之和为25sccm,其中,N2O的流量占所述N2O和Ar流量之和的45%;
b.第一无机阻挡层的制作:
通过原子层沉积的方法在所述碳氧化硅阻挡层上制备第一无机阻挡层,所述第一无机阻挡层的材质为Tl2O3,所述第一无机阻挡层的厚度为15nm,沉积温度为46℃,采用的前驱体为Tl(CH3)3和水蒸气,所述Tl(CH3)3和水蒸气之间采用的惰性气体为N2,所述Tl(CH3)3和水蒸气的注入时间皆为15ms,所述N2的注入时间为7s,所述Tl(CH3)3、水蒸气和N2的的流量皆为11sccm;
c.第二无机阻挡层的制作:
通过原子层沉积的方法在所述第一无机阻挡层上制备第二无机阻挡层,所述第二无机阻挡层的材质为ZrO2,所述第二无机阻挡层的厚度为20nm,沉积温度为46℃,采用的前驱体为Zr(N(CH3)2)4和水蒸气,所述Zr(N(CH3)2)4和水蒸气之间采用的惰性气体为N2,所述Zr(N(CH3)2)4和水蒸气的注入时间分别为0.4s和25ms,所述N2的注入时间为10s,所述Zr(N(CH3)2)4、水蒸气和N2的的流量皆为15sccm;
交替重复制备碳氧化硅阻挡层、第一无机阻挡层和第二无机阻挡层3次,形成封装层,得到有机电致发光器件。
本实施例复合封装后的有机电致发光器件的防水性能(WVTR,g/m2·day)为0.65×10-6,寿命为27,009小时。
实施例6
一种有机电致发光器件的制备方法,包括以下步骤:
(1)在阳极基板上制备发光功能层和阴极层
同实施例一;
(2)在阴极层上制备封装层
a.碳氧化硅阻挡层的制作:
采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)在所述阴极层表面沉积碳氧化硅阻挡层,所述碳氧化硅阻挡层的材质为碳氧化硅,所述沉积碳氧化硅阻挡层的厚度为300nm,在所述沉积碳氧化硅阻挡层的过程中,沉积温度为54℃,采用的气源为六甲基二硅氧烷(HMDSO)、一氧化氮(N2O)和氩气(Ar),其中,所述TEOS的流量为22sccm,所述N2O和Ar的流量之和为30sccm,其中,N2O的流量占所述N2O和Ar流量之和的50%;
b.第一无机阻挡层的制作:
通过原子层沉积的方法在所述碳氧化硅阻挡层上制备第一无机阻挡层,所述第一无机阻挡层的材质为为B2O3,所述第一无机阻挡层的厚度为20nm,沉积温度为54℃,采用的前驱体为B(CH3)3和水蒸气,所述B(CH3)3和水蒸气之间采用的惰性气体为N2,所述B(CH3)3和水蒸气的注入时间皆为15ms,所述N2的注入时间为7s,所述B(CH3)3、水蒸气和N2的的流量皆为15sccm;
c.第二无机阻挡层的制作:
通过原子层沉积的方法在所述第一无机阻挡层上制备第二无机阻挡层,所述第二无机阻挡层的材质为TiO2,所述第二无机阻挡层的厚度为20nm,沉积温度为54℃,采用的前驱体为Ti(N(CH3)2)4和水蒸气,所述Ti(N(CH3)2)4和水蒸气之间采用的惰性气体为N2,所述Ti(N(CH3)2)4和水蒸气的注入时间分别为0.5s和30ms,所述N2的注入时间为7s,所述Ti(N(CH3)2)4、水蒸气和N2的的流量皆为20sccm;
交替重复制备碳氧化硅阻挡层、第一无机阻挡层和第二无机阻挡层5次,形成封装层,得到有机电致发光器件。
本实施例复合封装后的有机电致发光器件的防水性能(WVTR,g/m2·day)为0.57×10-6,寿命为27,080小时。
综上,本发明提供的有机电致发光器件的制备方法可有效地减少水汽和氧对有机电致发光器件的侵蚀,显著地提高有机电致发光器件的寿命,并且能够保护阴极层免遭破坏。
封装膜层致密性至关重要,根据器件测试结果可选择合适的工艺条件。以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种有机电致发光器件,包括依次层叠的阳极导电基板、发光功能层、阴极层和封装层,其特征在于,所述封装层包括至少一个封装单元,所述封装单元包括依次叠层设置的碳氧化硅阻挡层、第一无机阻挡层和第二无机阻挡层,所述碳氧化硅阻挡层的材质为碳氧化硅化合物,所述第一无机阻挡层的材质为ⅢA族金属的氧化物,所述第二无机阻挡层的材质为ⅣB族金属的氧化物。
2.如权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述ⅢA族金属的氧化物为三氧化二硼、三氧化二铝、三氧化二镓、三氧化二铟或三氧化二铊,所述ⅣB族金属的氧化物为二氧化钛、二氧化锆或二氧化铪。
3.如权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述碳氧化硅阻挡层的厚度为200nm~300nm,所述第一无机阻挡层的厚度为15nm~20nm,所述第二无机阻挡层的厚度为15nm~20nm。
4.如权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述封装单元重复设置3~5次。
5.如权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述发光功能层包括依次层叠的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层。
6.一种有机电致发光器件的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)在洁净的导电基板上制备有机电致发光器件的阳极图形形成阳极导电基板;采用真空蒸镀的方法在阳极导电基板上制备发光功能层和阴极层;
(2)在阴极层上制备封装层,所述封装层包括至少一个封装单元,所述封装单元的制备方法如下:
(a)碳氧化硅阻挡层的制作:
采用等离子体增强化学气相沉积法在所述阴极层表面沉积碳氧化硅阻挡层,所述碳氧化硅阻挡层的材质为碳氧化硅化合物,在所述沉积碳氧化硅阻挡层的过程中,沉积温度为40~60℃,采用的气源为六甲基二硅氧烷、四甲基硅烷和四乙氧基硅烷中的一种与一氧化亚氮和氩气,所述六甲基二硅氧烷、四甲基硅烷或四乙氧基硅烷的流量为6~14sccm,所述一氧化亚氮和氩气的流量之和为20~50sccm,其中,所述一氧化亚氮的流量占所述一氧化亚氮和氩气流量之和的40%~60%;
(b)第一无机阻挡层的制作:
通过原子层沉积的方法在所述碳氧化硅阻挡层上沉积第一无机阻挡层,所述第一无机阻挡层的材质为ⅢA族金属的氧化物,在所述沉积第一无机阻挡层的过程中,沉积温度为40~60℃,采用的前驱体为ⅢA族金属的三甲基化合物和水蒸气,所述ⅢA族金属的三甲基化合物和水蒸气的注入时间皆为10~20ms,两者之间间隔注入惰性气体,所述惰性气体的注入时间为5~10s,所述ⅢA族金属的三甲基化合物、水蒸气和惰性气体的的流量皆为10~20sccm;
(c)第二无机阻挡层的制作:
通过原子层沉积的方法在所述第一无机阻挡层上沉积第二无机阻挡层,得到有机电致发光器件,其中,所述第二无机阻挡层的材质为ⅣB族金属的氧化物,在所述沉积第二无机阻挡层的过程中,沉积温度为40~60℃,采用的前驱体为ⅣB族金属的四(二甲基胺基)化合物和水蒸气,所述ⅣB族金属的四(二甲基胺基)化合物和水蒸气的注入时间分别为0.2~1s和20~40ms,两者之间间隔注入惰性气体,所述惰性气体的注入时间为5~10s,所述ⅣB族金属的四(二甲基胺基)化合物、水蒸气和惰性气体的的流量皆为10~20sccm。
7.如权利要求6所述的有机电致发光器件的制备方法,其特征在于,所述步骤(b)中,所述ⅢA族金属的三甲基化合物为三甲基化硼、三甲基化铝、三甲基化镓、三甲基化铟或三甲基化铊,所述ⅢA族金属的氧化物为三氧化二硼、三氧化二铝、三氧化二镓、三氧化二铟或三氧化二铊;所述步骤(c)中,所述ⅣB族金属的四(二甲基胺基)化合物为四(二甲基胺基)钛、四(二甲基胺基)锆或四(二甲基胺基)铪,所述ⅣB族金属的氧化物为二氧化钛、二氧化锆或二氧化铪。
8.如权利要求6所述的有机电致发光器件的制备方法,其特征在于,所述碳氧化硅阻挡层的厚度为200nm~300nm,所述第一无机阻挡层的厚度为15nm~20nm,所述第二无机阻挡层的厚度为15nm~20nm。
9.如权利要求6所述的有机电致发光器件的制备方法,其特征在于,所述封装单元重复设置3~5次。
10.如权利要求6所述的有机电致发光器件的制备方法,其特征在于,所述发光功能层包括依次层叠的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层。
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