CN1156198C - 柔性有机电致发光器件 - Google Patents
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Abstract
本发明所公开的是一种柔性有机电致发光器件，其结构中依次包括一个柔性基体层，由绝缘材料构成的缓冲层，一个阳极层，至少包括一个电子传输层或空穴传输层的有机发光层，一个阴极层。本发明通过在器件结构中加入一层缓冲层，有效地改善了器件基片与用作阳极的ITO薄膜之间的结合性能，同时大大提高了器件基片的气密性，达到了提高器件的稳定性和延长其寿命的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种柔性有机电致发光器件。
背景技术
1987年，美国柯达公司的C.W.TANG等人利用有机荧光体及空穴传输性材料研制成功低驱动电压(＜10V)、高亮度(＞1000cd/m2)、高发光效率(＞1.51m/W)的有机电致发光器件(OLED)。这一工作显示了有机电致发光(OEL)技术在显示领域的巨大应用价值。有机薄膜EL器件具有与集成电路相匹配的直流低压驱动的特性，且易于实现大面积彩色显示，具有响应速度快、易加工处理、机械特性良好、成本低廉等优点。
在现有技术中，OLED大多使用玻璃作基片，淀积在基片上的氧化铟锡(ITO)层被广泛地用作器件的透明阳极。由于OLED中的每一个有机层或电极的厚度只有几十纳米，所以器件的厚度和重量主要取决于基片，而使用玻璃基片的OLED不具备可弯曲的特点，且玻璃易碎，玻璃基片的这些特点都影响了OLED的更广泛应用。
1992年，G.Gustafsson等使用聚乙烯对苯二甲酸脂作为基片制成了柔性OLED。目前柔性OLED在性能方面和制备过程中还存在很多的问题。首先，使用聚酯材料作的柔性基片气密性较差，会导致水分子和空气分子渗入器件，严重影响器件的稳定性和寿命。其次，用作器件阳极的ITO膜在聚酯材料上的附着力较差，这不但使显示图形的制备变得困难，而且也影响了柔性OLED的稳定性。
为改善基片的气密性，有人提出使用金属材料替代聚酯等透明塑料作器件的基片。该方法的缺点是成本较高，工艺复杂。因ITO膜在聚酯基片上的成膜性不好，有人提出使用其它材料作阳极，如Cao Yong在US5,965,281中提到可使用聚噻吩替代ITO作阳极，但由于聚噻吩导电性不如ITO，用其作为阳极制备的发光器件易饱和，且发光亮度也不如使用ITO的器件。
在国际申请号为WO98/07173，中国申请号为97197902.2的专利中，G.顾、P.布罗斯、S.R.弗雷斯特等人用聚酯作基片，用ITO作透明电极，蒸发制备成ITO/TPD/Alq3/Mg∶Ag/Ag结构的柔性OLED，该器件具备一定的可弯曲性，但此专利并未解决上面所述的柔性OLED所面临的稳定性和电极附着性差的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基片气密性好并且基片与用作阳极的ITO膜结合性能好的柔性有机电致发光器件。
为实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种柔性有机电致发光器件，该器件包括一个柔性基片，一个阳极层，一个阴极层，至少包括一个电子传输层或空穴传输层的有机发光层，其特征在于：还包括位于柔性基片与阳极层之间的由绝缘材料构成的缓冲层，所述的绝缘材料为聚合物聚酰亚胺。
本发明的柔性OLED具有以下优点：在柔性基片与ITO膜之间制备一层由绝缘材料构成的缓冲层，它作为有机材料与无机材料之间的过渡层，既有利于加强柔性基片与ITO膜之间的结合力，保证ITO在基片上形成良好的导电膜，同时又阻止了水分子和空气分子透过基片，大大提高了基片的气密性，延长了柔性OLED的寿命。
附图说明
附图为本发明优选的实施方案的柔性OLED结构示意图，其中1是柔性基片，2是缓冲层，3是阳极层，4是空穴传输层，5是电子传输层，6是阴极层，7是金属防护层。
现在用本发明特别优选的实施方案来详细地说明本发明，要理解的是这些实施方案仅仅作为说明性实施例，本发明并不局限于此。
具体实施方式
作为本发明说明性实施方案，所述柔性OLED中的发光层可以使用单层结构，也可以使用多层结构。这里所说的单层或多层结构只是如实施例所示按本发明所述的OLED的制备工艺，而不以任何方式将本发明局限于所述实施例中柔性OLED各层的特定次序或顺序。例如，本发明多层结构的OLED包括一个柔性基片，优选为一种聚酯材料；一个缓冲层，可为高分子聚合物，也可为无机小分子材料，优选为聚合物聚酰亚胺(polyimide，PI)；构造在柔性基片上的阳极层，一般为ITO薄膜；构造在阳极层上的空穴传输层；构造在空穴传输层上的电子传输层；构造在电子传输层上的阴极层，如以Mg∶Ag合金为材料的金属阴极层；构造在阴极层上的金属防护层，可由一层Ag制得，用于保护Mg∶Ag阴极层不受大气氧化。本发明单层结构的OLED包括一个柔性基片，优选为一种聚酯材料；一个缓冲层，可为高分子聚合物，也可为无机小分子材料， 优选为聚合物PI；构造在柔性基片上的阳极层，一般为ITO薄膜；构造在阳极层上的有机发光层；构造在有机发光层上的阴极层，如以Mg∶Ag合金为材料的金属阴极层；构造在阴极层上的金属防护层，可由一层Ag制得，用于保护Mg∶Ag阴极层不受大气氧化。
现在来详细地描述本发明有关如何制造其特别有代表性的实施方案，材料、设备和方法步骤要理解为仅用于说明实施例，特别注意，本发明并不局限于在此所引用的方法、材料、设备、加工条件等。
实施例
在附图所示的本发明优选的实施方案的结构示意图上，器件的柔性基片1为任何适合的柔性聚合物板材，如聚酯材料。优选该柔性基片能弯曲至曲率半径为0.5cm或以下。在柔性基片1上制备一层PI作为缓冲层2，在缓冲层2上沉积一层ITO薄膜作为阳极层3。在此优选的实施方案中，空穴传输层4由N，N′-二苯基-N，N′-双(3-甲基苯基)-1，1′-联苯-4，4′-二胺(TPD)组成，电子传输层5由三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)组成，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。用作空穴传输层4的TPD在阳极层ITO的表面形成，用作电子传输层5的Alq3在空穴传输层4上形成。另外也可用单层有机发光层代替器件结构中用作空穴传输层4的TPD和用作电子传输层5的Alq3。用作阴极层6的Mg∶Ag合金层在电子传输层5上形成，用作金属防护层7的Ag在阴极层6上形成。电源正极接于阳极层3上，电源负极接于阴极层6上。
根据本实施例中器件的结构，可用三种方法制备器件中的缓冲层PI，其方法如下。方法一：热蒸发沉积法
柔性基片为一个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压力为1×10-3Pa的真空腔内，利用热蒸镀的方法制备PI薄膜，厚度控制在0.2～20nm；用低温溅射法沉积ITO薄膜20～200nm；再利用热蒸发的方法在1×10-3Pa的真空腔内沉积800厚的空穴传输材料TPD层，接着沉积880厚的电子传输材料Alq3层。顶部电极由1500厚的Mg∶Ag层和500厚的Ag膜组成。金属电极制备结束后，在其上制备一层由无机有机复合的绝缘材料构成的薄膜作为保护层，防止水汽、氧气对器件的腐蚀。最后，用塑料基片封装。使用此方法制得的器件，其亮度和稳定性数据见表1。
方法二：射频溅射法
柔性基片为一个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压力为1×10-3Pa的真空腔内，通入高纯惰性气体(如氩气、氦气、氖气)，使环境压力维持在0.5Pa～10Pa，以PI作靶材进行射频溅射，功率10～400W，溅射时间持续1～60min，所得到的PI薄膜厚度为0.2～20nm；用低温溅射法沉积ITO薄膜；再利用热蒸发的方法在1×10-3Pa的真空腔内沉积800厚的空穴传输材料TPD层，接着沉积880厚的电子传输材料Alq3层。顶部电极由1500厚的Mg∶Ag层和500厚的Ag膜组成。金属电极制备结束后，在其上制备一层由无机有机复合的绝缘材料构成的薄膜作为保护层，防止水汽、氧气对器件的腐蚀。最后，用塑料基片封装。此方法制得的器件，其亮度和稳定性明显提高，具体数据见表1。
方法三：离子束溅射法
柔性基片为一个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。将清洗后的柔性基片置于压力为1×10-3Pa的真空腔内，通入高纯惰性气体如：氩气或氦气，使环境压力维持在5.0×10-2Pa；用离子束轰击PI靶材，轰击时将束流密度控制在100μA/cm2，轰击时离子能量为500eV，作用时间为50分钟，所得PI薄膜厚度为5nm；用溅射法沉积ITO薄膜；再利用热蒸发的方法在1×10-3Pa的真空腔内沉积800厚的空穴传输材料TPD层，接着沉积880厚的电子传输材料Alq3层。顶部电极由1500厚的Mg∶Ag层和500厚的Ag膜组成。金属电极制备结束后，在其上制备一层由无机有机复合的绝缘材料构成的薄膜作为保护层，防止水汽、氧气对器件的腐蚀。最后，用塑料基片封装。使用此方法制得的器件，其亮度和稳定性最好，具体数据见表1。
表1
尽管结合优选实施例对本发明进行了说明，但本发明并不局限于上述实施例和附图，应当理解，在本发明构思的引导下，本领域技术人员可进行各种修改和改进，所附权利要求概括了本发明的范围。
Claims (8)
1.一种柔性有机电致发光器件，该器件包括：一个柔性基片，一个阳极层，一个阴极层，一个至少包括电子传输层或空穴传输层的有机发光层，其特征在于：还包括位于柔性基片与阳极层之间的由绝缘材料构成的缓冲层，所述的绝缘材料为聚合物聚酰亚胺。
2.根据权利要求1所述的柔性有机电致发光器件，其中所述的柔性基片是透明的。
3.根据权利要求1所述的柔性有机电致发光器件，其中所述的柔性基片是聚合物。
4.根据权利要求1所述的柔性有机电致发光器件，其中所述的柔性基片可由一种聚酯材料组成。
5.根据权利要求1所述的柔性有机电致发光器件，其中所述的阳极层由氧化铟锡组成。
6.根据权利要求1所述的柔性有机电致发光器件，其中所述的阴极层由镁银合金组成。
7.根据权利要求1所述的柔性有机电致发光器件，其中所述的空穴传输层由N，N’-二苯基-N，N’-双(3-甲基苯基)-1，1’-联苯-4，4’-二胺组成。
8.根据权利要求1所述的柔性有机电致发光器件，其中所述的电子传输层由三(8-羟基喹啉)铝组成。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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Addressee: Tsinghua University Document name: Notification to Pay the Fees |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20040630 Termination date: 20170429 |