CN114388710B - 一种立体oled器件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种立体OLED器件及其制备方法，所述立体OLED器件包括由应变基材依次层叠的缓冲层、阻水层、阳极层、发光单元层和阴极层，在所述阴极层表面设置封装层，使所述应变基材与所述封装层之间形成封闭空间。本发明制备的立体OLED器件，通过设计应变基材，OLED器件生产完成后再释放应力，缓冲层对OLED器件有保护作用，在基材应力的释放过程中可保护OLED器件。所述制备方法工艺简单，通过切割处理后，由于基材应力的作用使屏体呈现出三维结构，实现了OLED器件从二维结构直接转变为三维结构。
Description
技术领域
本发明涉及OLED器件领域，尤其涉及一种立体OLED器件及其制备方法。
背景技术
有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)具有发光均一性好、轻薄、响应速度快、低功耗及可实现柔性显示等特点而得到了飞快发展，其应用领域也从显示和照明逐步向光医疗发展。
CN105590944A公开了一种OLED柔性显示器件，包括柔性基板，在柔性基板上依次制备有阴极层、有机发光单元、阳极层以及覆盖层，所述覆盖层的材料为TiO2或SiC，具有耐水氧性，可增强OLED器件的阻水氧能力，提高OLED器件的寿命。
CN104538420A公开了一种柔性OLED显示装置及其制造方法，所述柔性OLED显示装置包括柔性OLED基板和柔性OLED封装盖板，通过采用由阻隔层、柔性金属层和可卷曲硬涂层组成的柔性封装盖板进行封装，柔性金属层具有优异的阻水阻氧能力和延展性，能够保护柔性OLED显示装置不与外界水氧反应。
上述方法制备的OLED器件都是平面结构的，然而OLED模组件正向三维结构发展，如3D显示模组、可穿戴光医疗装置等。这种装置需要将二维的OLED屏体通过胶带或者胶水将其贴到三维的结构件上面去，但这种贴附方式对结构件的现状限制比较大，并且会导致屏体贴到结构件上时因维度的转变而发生褶皱或者不能完全与结构件贴合。
因此，亟需开发一种三维结构的OLED器件，使其OLED屏体和结构件更好的贴附，或直接使用OLED屏体时，OLED可直接固定于患者伤处。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种立体OLED器件及其制备方法，本发明制备的立体OLED器件，通过给基材添加应力，在OLED器件生产完成后通过切割再释放应力，切割处理后整个柔性屏体发生顺应形变，使OLED器件从二维结构变为三维结构。
为达到上述技术效果，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种立体OLED器件，所述立体OLED器件包括由应变基材依次层叠的缓冲层、阻水层、阳极层、发光单元层和阴极层，在所述阴极层表面设置封装层，使所述应变基材与所述封装层之间形成封闭空间。
本发明提供的立体OLED器件，通过有限元模拟计算基材的应力分布，并根据计算结果来指导实践生产过程中基材的应力分布。当OLED器件生产完成后再释放应力；缓冲层对OLED器件有保护作用，在基材应力的释放过程中可保护OLED器件，提高了OLED器件的稳定性。
作为本发明优选的技术方案，所述应变基材的原料包括PI、PEN或PET中的任意一种或至少两种组合，所述组合典型但非限制性实例有：PI和PEN的组合、PEN和PET的组合或PI和PET的组合等。
优选地，所述应变基材的制备方法包括：将应变基材原料的前驱体涂布于玻璃上，进行烘烤处理。
优选地，所述烘烤处理的温度为100-600℃，例如可以是100℃、200℃、300℃、400℃、500℃或600℃等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
本发明中，所述烘烤处理的时间为0.5-10h，例如可以是0.5h、1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h或10h等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
本发明中，所述应变基材的厚度为5-50μm，例如可以是5μm、15μm、25μm、35μm、45μm或50μm等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
通过控制上述的烘烤温度、时间、前驱体中材料成分来控制整体的应力，得到具有一定应力的基材。
作为本发明优选的技术方案，所述应变基材还包括基材以及所述基材表面的应力层。
优选地，所述应变基材的制备方法包括：将基材原料的前驱体涂布于玻璃上，然后沉积应力材料，得到应变基材。
本发明中，所述基材原料包括PI、PEN或PET中的任意一种或至少两种组合，所述组合典型但非限制性实例有：PI和PEN的组合、PEN和PET的组合或PI和PET的组合等。
本发明中，所述沉积应力材料的方法包括PVD、Sputter或PECVD中的任意一种。
优选地，所述应力材料包括氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化钛或氧化铝中的任意一种或至少两种组合，所述组合典型但非限制性实例有：氮化硅和氧化硅的组合、氧化硅和氮氧化硅的组合或氧化钛和氧化铝的组合等。
本发明中，根据沉积方法的不同，生成的应力材料薄膜会有应力；当使用等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD)时，能通过调节沉积参数来减少应力。
本发明中，所述应变基材的厚度为5-50μm，例如可以是5μm、15μm、25μm、35μm、45μm或50μm等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
本发明中，通过控制成膜条件和膜层厚度来控制整体的应力，进一步地可以通过不同区域制备不同应力的应力层来实现不同区域的形变量，可以实现OLED器件从二维结构变成三维结构。
作为本发明优选的技术方案，所述缓冲层包括聚苯乙烯-丁烯薄膜。
优选地，所述阻水层的结构包括无机封装层和/或有机封装层。
优选地，所述无机封装层的材料包括氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化钛或氧化铝中的任意一种或至少两种组合，所述组合典型但非限制性实例有：氮化硅和氧化硅的组合、氧化硅和氮氧化硅的组合或氧化钛和氧化铝的组合等。
优选地，所述无机封装层的制备方法包括PECVD和/或ALD。
优选地，所述有机封装层的材料包括聚烯烃和/或环氧树脂。
优选地，所述有机封装层的制备方法包括IJP和/或丝网印刷。
作为本发明优选的技术方案，所述阳极层的材料包括ITO和/或IZO。
优选地，所述阴极层的材料包括金属Ag和/或Al。
本发明中，所述发光单元层包括空穴注入层、空穴传输层、电子传输层或电子注入层中的至少一个功能层。
作为本发明优选的技术方案，所述封装层的结构包括无机封装层和/或有机封装层。
本发明中，所述封装层的应力分布通过有限元分析进行设计。
本发明中，所述封装层的应力分布与所述应变基材的应力分布相匹配。
本发明还提供了一种如前所述的立体OLED器件的制备方法，所述制备方法包括：
(1)在所述应变基材上涂布缓冲层，在缓冲层上沉积阻水层；
(2)在步骤(1)所述阻水层上依次制备阳极层、发光单元层和阴极层；在阴极层表面设置封装层，得到OLED器件；
(3)将步骤(2)所述OLED器件从玻璃基板上剥离后进行切割处理，得到所述立体OLED器件。
本发明的制备工艺简单，切割处理后柔性OLED器件发生顺应形变，使OLED器件从二维结构变成三维结构。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述应力基材的应力大小及方向通过有限元分析进行设计。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述涂布的方法包括旋涂和/或IJP。
优选地，步骤(1)所述沉积阻水层的方法包括蒸镀、旋涂、IJP或PECVD中的任意一种或至少两种组合，所述组合典型但非限制性实例有：蒸镀和旋涂的组合或旋涂和IJP的组合等。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述制备阳极层的方法包括溅射。
优选地，步骤(2)所述制备发光单元层的方法包括蒸镀、旋涂或IJP中的任意一种或至少两种组合，所述组合典型但非限制性实例有：蒸镀和旋涂的组合或旋涂和IJP的组合等。
优选地，步骤(2)所述制备阴极层的方法包括蒸镀、旋涂或IJP中的任意一种或至少两种组合，所述组合典型但非限制性实例有：蒸镀和旋涂的组合或旋涂和IJP的组合等。
优选地，步骤(2)所述封装层的封装方法为TFE。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的立体OLED器件，通过设计使基材具有应力，OLED器件生产完成后再通过切割释放应力，进一步地通过在应力基材上设置缓冲层在基材应力释放过程中保护屏体，封装层更好地阻挡水氧的渗透，从而提高立体OLED器件的稳定性；
(2)本发明所述制备方法工艺简单，通过切割处理后，由于基材应力的作用使屏体呈现出三维结构，实现了OLED器件从二维结构转变为三维结构；
(3)通过设计不同区域不同的应力，使不同区域的弯曲量不同，从而来得到不同区域不同形状的OLED器件。
附图说明
图1是本发明提供的一种OLED器件的结构示意图；
图2是本发明实施例1和实施例2制备的立体OLED器件的结构示意图；
图3是本发明实施例3制备的立体OLED器件的结构示意图；
其中：1-应变基材，2-缓冲层，3-阻水层，4-阳极层，5-发光单元层，6-阴极层，7-封装层。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
本发明提供一种OLED器件，如图1所示，所述立体OLED器件包括由应变基材1依次层叠的缓冲层2、阻水层3、阳极层4、发光单元层5和阴极层6，在所述阴极层6表面设置封装层7，使所述应变基材1与所述封装层7之间形成封闭空间。
实施例1
本实施例提供一种立体OLED器件的制备方法，所述立体OLED器件如图1和图2所示，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将聚酰亚胺酸涂布于玻璃上，通过有限元网格建模分析计算应变基材的应力大小及方向，通过控制聚酰亚胺酸固化的温度来控制聚酰亚胺酸膜层的应力，在500℃下烘烤2h，得到10μm厚的应变基材；
(2)在步骤(1)所述应变基材上通过IJP方式涂布苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物前驱体溶液，在180℃下烘烤30min制备3μm厚的缓冲层，在缓冲层上通过PECVD方式沉积阻水层；
(3)在步骤(2)所述阻水层上通过溅射方式依次制备ITO，然后通过蒸镀方式制备发光单元层和金属Ag，在阴极层表面进行TFE封装，封装层的应力大小和应变基材的应力大小相匹配，通过PSA胶贴附阻隔膜，得到OLED器件；
(4)将步骤(3)所述OLED器件从玻璃基板上剥离后，根据预先设定的形变大小和目标图案对OLED器件进行切割，切割后的柔性OLED器件发生顺应形变，得到所述立体OLED器件。
实施例2
本实施例提供一种立体OLED器件的制备方法，所述立体OLED器件如图1和图2所示，所述制备方法包括以下步骤：(1)将聚酰亚胺酸涂布于玻璃上，通过有限元网格建模分析计算应变基材的应力大小及方向，进一步计算出沉积应力材料时所需的功率及压力，经常规固化工艺后制备了聚酰亚胺酸衬底，然后通过PECVD方式沉积氮化硅材料，沉积氮化硅时的功率为1400W、压力为1200mtorr，制备的氮化硅具有一定的应力，从而得到10μm厚的应变基材；其余步骤均与实施例1相同。
实施例3
本实施例提供一种立体OLED器件的制备方法，所述立体OLED器件如图1和图3所示，所述制备方法包括以下步骤：(1)将聚酰亚胺酸涂布于玻璃上，通过有限元网格建模分析各个网格的应力大小，然后经过耦合计算各个区域的应力大小及方向，进一步计算出沉积应力材料时所需的功率及压力，经常规固化工艺后制备了聚酰亚胺酸衬底，然后通过使用mask和控制PECVD成膜时的功率、压力等工艺条件来实现沉积氮化硅材料具有应力，图的中心不变形时的功率为1000W，压力为1200mtorr，图中弯曲的叶子时的功率为1400W、压力为1200mtorr，从而得到图形化的应力层，得到10μm厚的应变基材；其余步骤均与实施例1相同。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (23)
1.一种立体OLED器件，其特征在于，所述立体OLED器件包括由应变基材依次层叠的缓冲层、阻水层、阳极层、发光单元层和阴极层，在所述阴极层表面设置封装层，使所述应变基材与所述封装层之间形成封闭空间；
所述应变基材具有应力，所述立体OLED器件生产完成后通过切割释放应力，使所述立体OLED器件从二维结构变为三维结构；
所述立体OLED器件为三维立体曲面结构；
所述应变基材的基材原料包括PI、PEN或PET中的任意一种或至少两种组合。
2.根据权利要求1所述的立体OLED器件，其特征在于，所述应变基材的制备方法包括：将应变基材的基材原料的前驱体涂布于玻璃上，进行烘烤处理。
3.根据权利要求2所述的立体OLED器件，其特征在于，所述烘烤处理的温度为100-600℃。
4.根据权利要求1所述的立体OLED器件，其特征在于，所述应变基材还包括基材以及所述基材表面的应力层。
5.根据权利要求4所述的立体OLED器件，其特征在于，所述应变基材的制备方法包括：将基材原料的前驱体涂布于玻璃上，然后沉积应力材料，得到应变基材。
6.根据权利要求5所述的立体OLED器件，其特征在于，所述应力材料包括氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化钛或氧化铝中的任意一种或至少两种组合。
7.根据权利要求1所述的立体OLED器件，其特征在于，所述缓冲层包括聚苯乙烯-丁烯薄膜。
8.根据权利要求1所述的立体OLED器件，其特征在于，所述阻水层的结构包括无机封装层和/或有机封装层。
9.根据权利要求8所述的立体OLED器件，其特征在于，所述无机封装层的材料包括氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化钛或氧化铝中的任意一种或至少两种组合。
10.根据权利要求8所述的立体OLED器件，其特征在于，所述无机封装层的制备方法包括PECVD和/或ALD。
11.根据权利要求8所述的立体OLED器件，其特征在于，所述有机封装层的材料包括聚烯烃和/或环氧树脂。
12.根据权利要求8所述的立体OLED器件，其特征在于，所述有机封装层的制备方法包括IJP和/或丝网印刷。
13.根据权利要求1所述的立体OLED器件，其特征在于，所述阳极层的材料包括ITO和/或IZO。
14.根据权利要求1所述的立体OLED器件，其特征在于，所述阴极层的材料包括金属Ag和/或Al。
15.根据权利要求1所述的立体OLED器件，其特征在于，所述封装层的结构包括无机封装层和/或有机封装层。
16.一种如权利要求1-15任一项所述立体OLED器件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
（1）在所述应变基材上涂布缓冲层，在缓冲层上沉积阻水层；
（2）在步骤（1）所述阻水层上依次制备阳极层、发光单元层和阴极层；在阴极层表面设置封装层，得到OLED器件；
（3）将步骤（2）所述OLED器件从玻璃基板上剥离后进行切割处理，得到所述立体OLED器件。
17.根据权利要求16所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述应变基材的应力大小及方向通过有限元分析进行设计。
18.根据权利要求16所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述涂布的方法包括旋涂和/或IJP。
19.根据权利要求16所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述沉积阻水层的方法包括蒸镀、旋涂、IJP或PECVD中的任意一种或至少两种组合。
20.根据权利要求16所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中制备阳极层的方法包括溅射。
21.根据权利要求16所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中制备发光单元层的方法包括蒸镀、旋涂或IJP中的任意一种或至少两种组合。
22.根据权利要求16所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中制备阴极层的方法包括蒸镀、旋涂或IJP中的任意一种或至少两种组合。
23.根据权利要求16所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述封装层的封装方法为TFE。
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