CN1459996A - 密封有机电致发光器件的方法和使用该方法的发光板 - Google Patents

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Abstract

一种密封有机电致发光(EL)器件的方法。该方法包括以下步骤：向密封板面向衬底的部分上施加第一密封剂，从而限定了从衬底上形成的多个有机EL器件中选择出来的一个有机EL器件，各有机EL器件包括一第一电极层、一有机层和一第二电极层。密封板和第一密封剂形成一空间，该空间具有一开口面，向该空间内填充第二密封剂。通过施加压力使衬底和密封板结合在一起。然后固化该第一密封剂和第二密封剂。将衬底和密封板切割为多个独立的有机EL板。

Description

密封有机电致发光器件的方法 和使用该方法的发光板
技术领域
本发明涉及一种有机电致发光器件，特别涉及一种有机电致发光器件的密封方法和使用该方法的有机电致发光板，通过该密封方法使该有机电致发光器件防止潮气和氧气渗透。
背景技术
最近，人们已经开始关注电致发光显示器件作为自发射显示器件，因为它们具有适用于下一代显示器件的先进特点，例如宽视角、高对比度和高响应速度。电致发光显示器件可根据形成发射层的材料不同，分为无机电致发光显示器件和有机电致发光显示器件。有机电致发光显示器件被广泛使用并具有高亮度、低驱动电压和高响应速度。
通常的有机电致发光显示器件(下面简称为有机EL器件)的主要结构是在一衬底上形成一具有预定图案的第一电极层。在将空穴传输层、发光层和电子传输层顺序叠加在该第一电极上。在电子传输层上形成与第一层呈正交方向的、具有预定图案的第二电极层。该空穴传输层、发光层和电子传输层为有机化合物制成的有机层。为了驱动具有上述结构的有机EL器件，在第一电极和第二电极之间施加一预定电压。从第一电极注入的空穴通过空穴传输层移动到发光层，第二电极的电子通过电子传输层注入发光层。这些电子和空穴在发光区域复合从而产生激子。该产生的激子从激发态去激励为基态，从而使发光层的荧光分子发光，形成图像。
由具有低耐热性的有机化合物制成的有机层容易由于潮湿而退化，进而使在有机层上形成的第二电极的性能也变坏。因此，当存在空气的情况下驱动有机EL器件时，电致发光特性将迅速降低。因此，为了获得一有效的有机EL器件，需要通过密封EL器件的有机层，保护有机层避免暴露于湿气或氧气中。为了保持有机EL器件的良好性能，改进密封方法成为最近研究的主题。
图1为一纵向截面图，示出一种密封有机EL器件的传统方法。
参照图1，在一衬底10上形成一有机EL器件30，该有机EL器件30包括一第一电极层31、一空穴传输层32、一发光层33、一电子传输层34和一第二电极层35。利用一粘结层50将一盒形或圆屋顶形密封帽21粘结到衬底10上，从而使有机EL器件30位于其内表面上，该密封帽具有一安装在其内表面的湿气吸收层41且具有一开口面。由于只使用粘结层50来防止湿气或氧气的渗透，因此限制了选择性的保护有机EL器件30避免湿气或氧气渗透。为了通过使有机EL器件30与湿气或氧气隔离，实现有机EL器件30的良好密封性能，在由衬底10和密封帽21之间形成的空腔21a中充入无氧气或湿气的氮气，从而使空腔21a中的压强大于大气压强。但是，这样会引起一些问题，包括增加成本、制造困难以及缺陷率增加。
图2为一纵向截面图，示出另一密封有机EL器件30的传统方法。
如图2所示，在形成在衬底10上的有机EL器件30的表面上涂敷粘结树脂层42。一密封板22覆盖该粘结树脂层42以密封该有机EL器件30。由于向多个有机EL器件提供该粘结树脂层42，因此很难只向需要的部分提供该粘结树脂层42。因此，经常会将该粘结树脂层42错误地涂在本应暴露在外部而不被密封的电极31和35上。此时，需要去除所涂的粘结树脂层42从而使被错误涂敷的电极31和35暴露出来。这个步骤使可制造性低下，并增加了产品中的缺陷率。该方法引起的另一问题是该粘结步骤发生在粘结树脂层42和密封层22之间，这将降低有机EL器件30性能。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种有机EL器件的密封方法，它通过有效的密封该有机EL器件避免外部湿气或氧气渗透，实现大规模生产，提高可制造性，降低缺陷率。
在本发明的一个实施例中，密封有机EL器件的方法包括以下步骤：向密封板面向衬底的部分施加第一密封剂，这限定了从在衬底上形成的多个有机EL器件中选择出来的一个有机EL器件。该EL器件包括一第一电极层、一有机层和一第二电极层。密封板和该第一密封剂形成一空间，该空间具有一开口面。第二密封剂位于密封板和第一密封剂形成的空间中。衬底和密封板通过施加压力彼此结合，从而第一密封剂和第二密封剂将衬底和密封板彼此结合。将第一密封剂和第二密封剂固化。然后切割衬底和密封板，以形成多个独立的有机EL板。
在本发明的另一方面中，一有机EL板包括一衬底、一有机EL器件。该有机EL器件形成在衬底上，包括一第一电极层、一有机层、以及一第二电极层。该有机EL板还具有形成在有机EL器件上的密封板，一插入衬底和密封板之间的第一密封剂。第一密封剂包围该有机EL器件的外围，第二密封剂注入由衬底、第一密封剂和密封板形成的空间中。
附图说明
本发明的这些和其它目的和优点将通过下面结合附图的详细说明变得明显。
图1和2为纵向截面图，示出传统密封的有机EL器件。
图3A-3F为纵向截面图，示出根据本发明第一实施例密封一有机EL器件的方法。
图4A-4F为纵向截面图，示出根据本发明第二实施例密封一有机EL器件的方法。
具体实施方式
现在具体给出本发明的实施例的参照，图3A-3F中示出它们的例子，图3A-3F示出根据本发明一个实施例的密封有机EL器件的方法的纵向截面图。
参照图3A，在衬底100上形成多个有机EL器件300，每个有机EL器件包括一第一电极层310、有机层320、330、340和一第二电极层350。该有机EL器件300是通过顺序将有机材料和电极材料层叠在衬底100上而形成的。这里，有机层320、330和340分别表示一空穴传输层、一发光层和一电子传输层。但是空穴传输层320和发光层330，或发光层330和电子传输层340可以一体形成，而不必局限于上述的例子。
如图3B所示，准备一密封板200来密封形成在衬底100上的各有机EL器件300。然后，在密封板200面对衬底100的部分上施加第一密封剂410，从而限定了从衬底100上的有机EL器件300中选择出来的一个EL器件的区域。该第一密封剂410作为用于限定被选择的有机EL器件区别其它有机EL器件300的隔栅。该密封板200可由金属材料制成。而且，密封板200也可由透明材料，如玻璃制成，从而使发光层330发出的光可透过该密封板200。或者，为了防止湿气通过密封板200渗透，该密封板200可由在其表面上具有防潮保护薄膜的塑料薄膜制成。
如图3C所示，在由密封板200和第一密封剂410形成并具有一开口面的空间内填注第二密封剂420。该第一密封剂410作为隔栅，即使该空间内填注有第二密封剂420也保持其形状。该第一密封剂410最好由高粘度材料制成。在固化前，该粘度最好为约100,000CP(厘泊)-约400,000CP。该第一密封剂410可包括，但并不局限于，可固化的单体或低聚体，例如XNR5516系列(Nagase ChemTex)，8723系列(Kyoritsu Chem)，XUC系列(Mitsui)和30Y-437(Three Bond)。在特定优选实施例中，使用Nagase ChemTex的XNR5516HV作为第一密封剂。
第二密封剂420填充由第一密封剂410形成的空间，且第二密封剂由粘度低于第一密封剂410的材料制成。该第二密封剂420作为疏水液体层或固体层，最好在有机EL器件中化学上呈惰性且物理上稳定。优选的，第二密封剂固化前的粘度最好为约1CP-约100,000CP之间。第二密封剂420可选用，本领域公知的疏水油剂、硅树脂、或环氧基粘结剂，包括但并不局限于，可固化的单体或低聚体，例如AHS478系列(3M)，XNR5516系列(Nagase ChemTex)、8723系列(KyoritsuChem)，惰性液体如Demnum(Sumi tomo)，Fluorinert(3M)和液晶。在特定优选实施例中，该可固化单晶或低聚体选用环氧基粘结剂，它在暴露于紫外线或可见光时固化，粘度范围为约500CP-约300,000CP，玻璃转化温度范围为约80℃-约160℃。在其他实施例中，该惰性液体为市场上可得到的产品，其分子量范围最好为大约300-约5,000，蒸气压力范围在25℃时大约为10-2到约10-5乇，沸点范围为约60℃-约300℃。第二密封剂420最好可抗湿并透明。透明第二密封剂420可使发光层330发出的光发射到密封板200和衬底100。该第二密封剂可通过注射、旋涂、喷涂以及其它类似的方法淀积。这里，密封板200由透明材料如玻璃制成，第二电极层350为透明电极，类似于由氧化铟锡(ITO)层制成的第一电极310。
如图3D所示，如果在衬底100和密封板200上施加相反方向的压力，则该衬底100和密封板200将通过涂在密封板200上的第一密封剂410和第二密封剂420彼此结合在一起，且衬底100上形成的有机EL器件300由第二密封剂420覆盖。为了防止在向衬底100和密封板200上施加压力时，有氧气或湿气渗透进入有机EL器件300，可在真空或N2或Ar环境下向衬底100和密封板200上施加压力。最好在真空环境下施加压力。
如图3E所示，将衬底100与密封板200结合在一起的第一和第二密封剂410和420被固化。该第一和第二密封剂410和420可以是通过加热来固化的可热固化的密封剂，或是通过暴露于适当光源，如50-150mW/cm2功率灯泡发出的UV或可见光下固化的可光固化密封剂。
最后，如图3F所示，在第一密封剂410和第二密封剂420被固化后，切割衬底100和密封板200，从而包括由第一密封剂410限定和选择的各个有机EL器件300，从而制造出多个有机EL器件板。
根据如图3A-3F所示的本发明第一实施例的密封方法，在向密封板200施加第二密封剂420前，向密封板200施加具有高于第二密封剂420的粘度的第一密封剂410，从而清楚的限定出将被涂覆第二密封剂420的区域。因此，不可能错误的将第二密封剂420涂在需要保持暴露的电极部分上。而且，在真空或在N2或Ar环境中进行的衬底100和密封板200的加压结合可防止在第二密封剂420和密封板200之间产生气泡。因此，本发明的方法可省略一些繁琐的步骤，例如在EL器件周围的空隙中填充惰性气体或去除被错误涂覆的电极部分上的树脂。因此，本发明的方法降低了缺陷率并提高了可制造性。
下面将参照附图具体说明本发明第二实施例。
图4A-4F示出密封有机EL器件的另一种方法的纵向截面图。其中与第一实施例中相同元件的附图标记不变，而且相同功能和操作的说明将不再重复。
参见图4A，为了有效的防止氧气和湿气渗透进入形成在衬底100上的多个有机EL器件300中，在有机EL器件300上提供一无机材料以形成一无机材料层430，其中各有机EL器件包括一第一电极层310、有机层320、330、340和一第二电极层350。然后，在该无机材料层430上提供一有机材料以形成一有机材料层440。这里，为了使发光层330发出的光发射到密封板200和衬底100，无机材料层440可由选自硅氧化物(SiOx)和硅氮化物(SiNx)中的至少一种透明材料制成。
如图4B-4F所示，按照与第一实施例基本相似的方式可以制造多个独立的有机EL板。
根据本发明第二实施例的密封方法，如图4A所示，在有机EL器件300上层叠无机材料层430和有机材料层440，从而可有效的防止氧气或湿气渗透进入有机EL器件300中。
如上所述，根据本发明的密封方法，不需要执行繁琐的步骤，例如在密封有机EL器件后注入气体，如氮气，或去除第二密封剂从而露出被错误涂覆的电极部分。从而提高了可制造性。而且，在真空或在N2或Ar环境中进行的衬底和密封板的压力结合可防止在第二密封剂和密封板之间产生气泡，从而降低了缺陷率。
例子
可通过顺序淀积由IT0层形成的阳极、IDE406形成的空穴注入层、由IDE320形成的空穴传输层、CBP：Irppy形成的发射层、Balq形成的空穴阻挡层和由铝形成的阴极层来制造一有机EL器件。在阴极层上形成一惰性液体层。
可在具有或不具有第二密封剂的不同情况下，通过利用显微镜测量一段时间内暗点，即非发光区域比率的增加，来评测该有机EL器件。测量在100cd/m2的亮度下进行。表1示出具有和不具有第二密封剂的EL器件的0-45天的非发光区域比率测量结果。
表1
                                   非发光区域比率(％)
 经过的时间  没有第二密封剂   AHS478LV1  XNR5516HP    8723L    DennumS-65   FluorinertEGC-1700
    开始     0.1     0.1     0.1     0.1     0.1     0.1
    1天     0.1     0.1     0.1     0.1     0.1     0.1
    5天     0.2     0.1     0.2     0.2     0.3     0.2
    10天     0.5     0.1     0.3     0.3     0.5     0.2
    20天     0.8     0.2     0.6     0.6     0.7     0.7
    30天     1.1     0.3     1.0     0.9     0.9     1.0
    45天     1.5     0.5     1.3     1.3     1.2     1.2
与不具有第二密封剂的有机EL器件相比，具有第二密封剂的有机EL器件表现出改进的非发光区域比率。
上面已经参照实施例对本发明进行了特别的说明，但本领域技术人员可以在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下进行形式和细节的多种变化。

Claims (27)

1.一种密封有机电致发光(EL)器件的方法，包括以下步骤：
向密封板面向衬底的部分上施加第一密封剂，它限定了从在衬底上形成的多个有机EL器件中选择出来的一个有机EL器件，各EL器件包括一第一电极层、一有机层和一第二电极层；
向由密封板和第一密封剂形成的并具有一开口面的空间填充第二密封剂；和
通过施加压力使衬底和密封板结合在一起，从而第一密封剂和第二密封剂将衬底和密封板彼此结合。
2.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
将第一密封剂和第二密封剂固化；并且
将衬底和密封板切割，使选择的有机EL器件切割为多个独立的有机EL板。
3.如权利要求1所述的方法，其中第一密封剂固化前的粘度为约100,000CP(厘泊)-约400,000CP，第二密封剂的粘度为约1CP-约100,000CP。
4.如权利要求1所述的方法，其中第一密封剂和第二密封剂为可热固化的。
5.如权利要求1所述的方法，其中第一密封剂和第二密封剂当暴露于UV或可见光时，可光固化。
6.如权利要求1所述的方法，其中密封板和第二密封剂由透明材料制成，第一电极层和第二电极层是透明的。
7.如权利要求1所述的方法，其中密封板由在其表面上具有防湿层的塑料薄膜制成。
8.如权利要求1所述的方法，其中第二密封剂由从包括疏水油剂和硅树脂的组中选择的材料制成。
9.如权利要求1所述的方法，其中在真空中执行结合步骤。
10.如权利要求1所述的方法，其中在氮气气氛中执行结合步骤。
11.如权利要求1所述的方法，其中在氩气气氛中执行结合步骤。
12.一种密封有机电致发光(EL)器件的方法，包括以下步骤：
通过在形成在衬底上的多个有机EL器件上层叠一无机材料，形成一无机材料层，每个有机EL器件包括一第一电极层、一有机层和一第二电极层；
通过在无机材料层上层叠一有机材料，形成一有机材料层；
向密封板面向衬底的部分上施加第一密封剂，从而限定从多个有机EL器件中选择出来的一个有机EL器件；
向由密封板和第一密封剂形成的并具有一开口面的空间填充第二密封剂；和
通过施加压力使衬底和密封板结合在一起，从而第一密封剂和第二密封剂使衬底和密封板彼此结合。
13.如权利要求12所述的方法，还包括以下步骤：
将第一密封剂和第二密封剂固化；
将衬底和密封板切割，使选择的有机EL器件切割为多个独立的有机EL板。
14.如权利要求12所述的方法，其中该无机材料层由从硅氧化物中选择的材料制成。
15.如权利要求12所述的方法，其中该无机材料层由从硅氮化物中选择的材料制成。
16.如权利要求12所述的方法，其中密封板和第二密封剂由透明材料制成，第一电极层和第二电极层是透明的。
17.一种有机电致发光(EL)板，包括
一衬底；
一有机EL器件，该有机EL器件形成在衬底上并包括一第一电极层、一有机层、以及一第二电极层；
一形成在有机EL器件上的密封板；
一插入衬底和密封板之间的第一密封剂，该第一密封剂包围该有机EL器件的外围；
一填充由衬底、第一密封剂和密封板形成的空间中的第二密封剂。
18.如权利要求17所述的板，其中第一密封剂固化前的粘度为约100,000CP(厘泊)-约400,000CP，第二密封剂的粘度为约1CP-约100,000CP。
19.如权利要求17所述的板，其中第一密封剂和第二密封剂为可热固化。
20.如权利要求17所述的板，其中第一密封剂和第二密封剂当暴露于UV或可见光时可光固化。
21.如权利要求17所述的板，其中密封板和第二密封剂由透明材料制成，第一电极层和第二电极层是透明的。
22.如权利要求17所述的板，其中密封板由在其表面上具有防湿层的塑料薄膜制成。
23.如权利要求17所述的板，其中第二密封剂由从包括疏水油剂和硅树脂的组中选择的材料制成。
24.一种有机电致发光(EL)板，包括
一衬底；
一有机EL器件，该有机EL器件形成在衬底上并包括一第一电极层、一有机层、以及一第二电极层；
一层叠在有机EL器件上的无机材料层；
一层叠在该无机材料上的有机材料层；
一形成在有机EL器件上的密封板；
一插入衬底和密封板之间的第一密封剂，该第一密封剂包围该有机EL器件的外围；以及
一填充由衬底、第一密封剂和密封板形成的空间中的第二密封剂。
25.如权利要求24所述的板，其中该无机材料层由从硅氧化物中选择的一种材料制成。
26.如权利要求24所述的板，其中该无机材料层由从硅氮化物中选择的一种材料制成。
27.如权利要求24所述的板，其中密封板和第二密封剂由透明材料制成，第一电极层和第二电极层是透明的。
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