TW201320432A - 具有能量阻障層之有機發光二極體封裝 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種具有新型保護封裝之有機電致發光裝置。該封裝具有安置於該裝置之外表面附近之一實質上透明之能量阻障層。該能量阻障層經組態以保護該電致發光裝置及封裝免受紫外線、紅外線及其他電磁輻射影響。該能量阻障層亦可經組態以具有大於二十一之一極限氧指數(LOI)以減小該裝置之可燃性且可視情況含有疏水性質以有助於保護該裝置免受濕氣影響。

Description

具有能量阻障層之有機發光二極體封裝

本發明之態樣一般而言係關於發光電封裝之領域，且特定而言係關於具有能量阻障層之一有機發光二極體封裝。

一有機發光二極體(OLED)係一類型之電致發光裝置，在該電致發光裝置內光產生於經配製以在電流經施加時發光之一有機化合物內。一OLED通常由兩種類型之有機材料，小分子及聚合物製作製造。常用小分子包含有機金屬螯合物，螢光與磷光染料及共軛樹枝狀聚合物。一第二類型之OLED由導電電致發光或電磷光聚合物構造而成。有時將此等裝置稱作聚合物發光二極體(PLED)或聚合物有機發光二極體(P-OLED)。在P-OLED構造中使用之典型聚合物包含聚(對伸苯基伸乙烯基)及聚芴或電磷光材料(諸如聚(乙烯基咔唑))之電致發光衍生物。傳統上，術語OLED僅指由小分子構造而成之裝置，然而近年來已使用OLED指小分子及聚合物類型之裝置兩者。當指一具體類型之有機材料時，使用SM-OLED闡述一小分子有機發光二極體，且使用P-OLED指一聚合物有機發光二極體。出於本發明之目的，將術語有機發光二極體及首字母縮寫詞「OLED」定義為通常指使用兩種類型之有機材料構造而成之裝置。

OLED在此項技術中為人熟知且通常在一合適基板材料(諸如玻璃或一聚合物)之頂部構建為一壓層。已知可藉由 將在OLED中使用之材料曝露於水及/或氧氣中而使其降級且藉助熱加速該降級。裝置及封裝材料兩者亦可由於曝露於諸多類型之電磁輻射而降級。因此，需要仔細封裝OLED以保護其免受此等環境影響。亦重要的是仔細設計此等封裝以便足以保護該等環境敏感性封裝材料。

在OLED中使用之材料藉由環境因素之降級顯著減小此等裝置之預期壽命。陰極通常由金屬(諸如鋇或鈣)製成，此乃因其低功函數促進電子注入至有機層之LUMO中。此等金屬在曝露於水或氧氣中時高度反應且快速降級。其他材料(諸如在發射層中使用之有機材料及在陽極中使用之透明導電膜)亦易於由於環境因素而降級。聚合材料對輻射敏感且在曝露於0.6電子伏(eV)至1.3電子伏(eV)範圍內之紅外線(IR)輻射或3.4 eV至5 eV範圍內之紫外線(UV)輻射時降級。通常用作一基板材料之聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)在曝露於UV輻射時將變黃。除造成損壞之外，UV及IR輻射亦加劇滲水問題。因此需要嚴密囊封OLED裝置。

一OLED之高效電轉光轉換使得期望其用於家庭及建築物中之照明應用中。建築物中使用之材料通常在設計時考慮到防火安全且諸多建築規範對建築材料作可燃性要求。意欲用作建築物及家庭中之照明之大型OLED面板之防火安全標準要求在OLED面板之設計中計及所使用之材料之可燃性。

有來自諸如美國測試及材料協會(ASTM)、保險商實驗室(UL)、國際標準化組織(ISO)或國家消防局(NFPA)之組 織之用於評定材料之阻燃性質之若干標準。聚合材料之可燃性之一廣泛使用之量測係極限氧指數(LOI)。將LOI定義為一氮/氧氣混合物中僅支持一測試樣品之類似蠟燭燃燒所需要之最低氧氣濃度。乾燥空氣含有略小於21%之氧氣，因此需要大於21%之一氧氣濃度以支持燃燒(LOI>21)之一材料將會阻滯火之蔓延。將具有21%或較大之一LOI之材料稱作防火劑材料。LOI在美國依據ASTM D 2863標準化且在國際上由ISO 4589標準化。在表1中展示某些常用聚合物之LOI。

J.Troitzsch，國際塑膠可燃性手冊，第二版，Hanser出版商，慕尼黑，1990

出於諸多目的，可期望發光裝置或OLED裝置大體撓性，亦即能夠彎曲成具有小於約10 cm之一曲率半徑之一形狀。亦較佳地，此等發光裝置係大面積的，此意指其具有大於或等於約10 cm²之一面積之一尺寸，且在某些例項中，其經一起耦合以形成由一或多個OLED裝置構成之一 大體撓性、大體平面之OLED面板，該OLED面板具有一大發光表面積。撓性OLED裝置通常包括一撓性聚合基板，該聚合基板儘管撓性，但不防止濕氣及氧氣滲透。

因此將期望提供解決上文所識別之問題中之至少某些問題之一有機發光二極體裝置。

如本文所闡述，實例性實施例克服上述缺點中之一或多項或此項技術中已知之其他缺點。

實例性實施例之一項態樣關於一OLED封裝，該OLED封裝包含具有一發光表面及一非發光表面及安置於該發光表面上方之一實質上透明之能量阻障層之一有機發光裝置。

實例性實施例之另一項態樣關於包含一有機電致發光裝置，該有機電致發光裝置包含具有一頂部表面及一底部表面，安置於該頂部表面上方之一透明第一電極，安置於該透明第一電極上方之一第二電極，安置於該透明第一電極與該第二電極之間的一電致發光層，及安置於該底部表面下方之一實質上透明之能量阻障層之一透明聚合基板。

將自結合附圖考量之以下細節說明顯而易見實例性實施例之此等及其他態樣及優點。然而，應瞭解，僅出於圖解說明之目的而非作為對本發明限制之定義來設計該等圖式，對本發明限制之定義應參考隨附申請專利範圍。本發明之額外態樣及優點將在以下說明中加以陳述，且部分該等額外態樣及優點將自該說明顯而易見，或可藉由實踐本發明獲知。此外，本發明之態樣及優點可藉由在隨附申請 專利範圍中特定指出之工具及組合來實現及獲得。

圖1圖解說明一典型OLED裝置100，其中有機層103、104夾在安置於一基板101頂上之兩個電極102、105之間。在圖1展示之實施例中，基板101係一透明基板。通常將有機層103闡述為一電洞傳送層而通常將有機層104闡述為一發射層。如在圖1之實例中所展示，將頂部電極105組態為一帶負電荷之陰極且將底部電極102組態為一帶正電荷之陽極。陰極105由將向上行進之光子反射回至基板101之一高度反射性金屬材料製成而陽極102由將允許光子穿過之一透明導電金屬氧化物製成。將OLED裝置100組態為一底部發射OLED裝置，其中產生於有機層104中之光111經反射離開頂部電極105或穿過底部電極102且透過透明基板101之底部表面106退出。當跨越兩個電極102、105施加一電壓110時，一電子流自頂部電極105流動穿過有機層103、104至底部電極102。電子進入反射層104之最低未佔用分子軌道(LUMO)且自電洞傳送層103之最高佔用分子軌道(HOMO)退出。退出電洞傳送層103之電子留下稱作電洞之帶正電荷之區。靜電力將此等電洞牽引至發射層104中，在發射層104處該等電洞與電子通常在一有機分子或聚合物內之一場致發光中心結合，從而導致光子之釋放。釋放之光子具有與每一發射分子之HOMO與LUMO之間的能量隙成比例之一頻率。所產生之光子穿過透明基板101且作為光自OLED裝置100之底部表面106退出。

通常將額外層添加至上文所闡述之OLED裝置100以改良效率或其他特性。舉例而言，在底部電極102與電洞傳送層103之間安置一電洞注入層(未展示)可藉由較佳地匹配在底部電極102中使用之金屬氧化物之功函數與電洞傳送層103之HOMO而改良電荷注入。到達陰極105而未重新結合以釋放光子之電子得到浪費。在陰極105與發射層104之間插入一電子傳送層(未展示)可有助於防止電荷到達陰極105而未重新結合。可添加塗層及其他層以控制透明基板101周圍之折射率以減小由於反射而陷獲於裝置100內之光之量。在替代實施例中，可或可不在圖1中所展示之發光結構100中包含其他層而不背離上文所呈現之一有機發光二極體(OLED)之基本概念。

在圖1中所展示之OLED裝置100中，有機材料中所產生之光111藉由穿過透明基板101及穿出底部表面106而退出裝置100。通常將透明基板101稱作裝置100之底部且通常將其中光透過透明基板101之底部表面106而退出之組態稱作底部發射裝置。亦可能形成一倒置或頂部發射裝置。在一頂部發射組態中，將反射陰極置於透明基板101附近且將透明陽極置於發射層104上方從而導致其中所產生之光經反射離開底部電極102且透過該裝置之頂部而退出之一組態。在一頂部發射組態中，陰極靠近透明基板101在底部上，在此位置可將該陰極用作一n通道薄膜電晶體(TFT)之汲極，從而允許構造發光區下方之一低成本TFT背板。一TFT背板對於製成主動矩陣OLED顯示器係有用的。藉 由在OLED系統之所有層中使用透明材料(亦即，電極102及105兩者以及基板101係透明的)，可形成一完全透明OLED。舉例而言，可使用完全透明OLED裝置形成諸如抬頭顯示器之裝置。

OLED裝置100經受環境因素(諸如濕氣及氧氣)之影響及降級效應。此外，由於大型面板OLED較常用於家庭及建築物中，因此此等OLED裝置須符合建築規範(包含防火安全規則)。所揭示之實施例之態樣改良濕氣及氧氣去除，減小電磁輻射對OLED裝置及其封裝之損壞，及改良一OLED裝置之抗燃燒性。

圖2圖解說明本發明之一實例性實施例，其展示類似於上文所闡述之裝置100之一OLED裝置201，該OLED裝置囊裝於封裝層205、206、207、208及209中。將底部電極202組態為包括一實質上透明之非金屬導電材料之一陽極。可將底部電極202提供為視情況安置於一撓性基板101上之一薄板或膜。撓性基板101通常包括一撓性聚合材料，例如聚萘二甲酸乙二酯(PEN)，聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。複數個發光元件(每一者包括一頂部電極204及有機層203)安置於底部電極202上。將每一元件之頂部電極204組態為包括一反射金屬材料之一陰極。將在下文更詳細地闡述該複數個發光元件之組態。為方便對本文所揭示之實施例之闡述及理解，本發明將繼續將OLED裝置201闡述為大體平面且平坦，然而熟習此項技術者將認識到本文所揭示之大體撓性之裝置可如期望彎曲成其他形狀。熟習此項技術者將 理解OLED封裝200之層對於封裝任何普通OLED裝置或具有一發光側及一非發光側之裝置係合適的且不限於在此實例性實施例中所展示之底部發射組態201。

出於本發明之目的，藉由術語「上方」及「外部」闡述之關係指遠離正封裝之OLED及/或較接近外部環境之一層。舉例而言，將耦出層闡述為在超高障壁層「外部」或「上方」意指該超高障壁層在耦出層與OLED裝置之間。

在本發明之實例性實施例中，用不透水層或膜205及207將OLED裝置201囊封或氣密性密封以護衛其免受濕氣及氧氣侵入。此等膜黏著地附接至OLED裝置201之發光表面221及非發光表面222，其中用透明障壁層207覆蓋發光表面且用一非透射式多層覆蓋物或後薄板205覆蓋非發光表面。在替代實施例中，可用一頂部發射OLED裝置替換所展示之底部發射OLED裝置201，其中該頂部發射OLED裝置之發光表面221及非發光表面222經適當定位以使發光表面面向透明封裝層207、208、209及210且非發光表面藉由後薄板205覆蓋。OLED裝置201可係在一單個基板上構造而成之一單個裝置或可替代地包括多個OLED裝置。OLED裝置201亦可具有一或多個發光元件。為改良自該裝置向外之光透射，一耦出層208安置於透明障壁層207上方。此層有助於增加可退出該裝置之光之量。透明能量阻障層209及能量阻障層206分別安置於層205及208上方以保護經封裝之裝置200之所有內層。

圖3圖解說明可安置於囊封層207至208或205與外部環境 之間的一實質上透明之能量阻障層209之一實例性實施例。此等能量阻障層通常經組態以改良密封囊封之效能，保護該囊封及經囊封之裝置201免受電磁輻射及熱之損壞，及/或減小經封裝之裝置200之可燃性。

能量阻障層300之實例性實施例係由若干子層構成。圖3中所展示之子層310、311、312及313中之每一者經組態以提供單獨保護性質。儘管本文大體上闡述一能量阻障層，但將理解子層之諸多組合及排列係可能的且能量阻障層之各種性質可併入至其他封裝層中而不背離本發明之精神及範疇。

圖3中所展示之實例性能量阻障層300包括四個子層。一聚合防火層310，一基於玻璃之UV及IR輻射阻障層311，用以衰減造成EMI之電磁輻射之一導電層312及一疏水濕氣阻障層313。防火層310係由用以將其LOI增加至21以上之材料塗佈或加強之一聚合物膜構成。用於防火層310中之合適聚合物材料包含聚胺基甲酸酯、乙烯丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚環氧乙烷或二氧化矽丙烯酸酯氫化物。透過使用添加劑型阻燃劑(諸如硼、鋁、磷、銻及氯)或藉由添加奈米複合材料(諸如二氧化矽粒子、碳奈米管、石墨烯、石墨烯氧化物、氧化鈰或二氧化鈦奈米粒子)增加此等聚合物之LOI。可用此等添加劑塗佈或加強防火層310之聚合物膜。為在將此等材料用作塗層時維持足夠透明度，該塗層之總厚度應小於大約5 nm。當此等材 料用於加強防火層310之聚合物膜(亦即，與防火層310之聚合物膜混合)時，該混合物中之添加劑之濃度應低於大約10%。

能量阻障層300之下一子層311係安置於防火層310上方之一輻射阻障層。在OLED及囊封中使用之聚合材料對於對應於約950奈米(nm)至2100奈米(nm)之波長之0.6電子伏(eV)至1.3電子伏(eV)範圍內之IR及對應於約250 nm至360 nm之波長之3.4 eV至5 eV範圍內之紫外線(UV)最敏感。藉由將一輻射阻障層311置於一OLED封裝200之外部表面處或附近，可保護包含囊封及防火層材料之所有內部材料免受有害輻射。輻射阻障層311亦將減小濕氣侵入率。此乃因UV輻射可將水離解成較小二聚物從而允許增加透過障壁層之分子擴散而IR輻射允許增加之運動之較大運動能量。一輻射阻障層311之一實例性實施例係由摻雜有以重量計大約1%至2%之之鋅及鈰之熱沈積之硼矽酸玻璃之一層構成。此等金屬在與該玻璃混合時往往會轉化成氧化物且導致有效阻障有害UV及IR輻射之一透明層。輻射阻障層之厚度係撓性與摻雜劑量之間的一折中之結果，其中較薄之塗層更具撓性但需要較高之摻雜量，且較高之摻雜量減小透明度。輻射阻障層之最小厚度係約500奈米(nm)，該厚度類似於OLED層之厚度。一200微米(μm)厚之層有利於一半剛性面板且為達成照明應用所期望之撓性，大約50 μm厚之一層係良好的。適合形成輻射阻障層之其他玻璃材料包含均有金屬摻雜之硫屬化物玻璃及矽酸鋁。輻射阻 障層311可如圖3中所展示構造為一單獨層或可藉由混合經摻雜之玻璃材料與防火層310之聚合物將輻射阻障層311與防火層310組合。

在一實例性實施例中，用一疏水聚合物之一層312塗佈輻射阻障層311。嚴格地講，此子層自身不阻障能量，然而由於水係環境影響中最有害之一者，因此在能量阻障層中包含額外濕氣保護係有幫助的。存在可用於此目的之各種聚合物。可在聚萘二甲酸乙二酯(PEN)上使用聚(苯乙烯-共-二乙烯苯)之一層或聚(丁基丙烯酸甲酯-共-乙烯二甲基丙烯酸酯)亦係合適的。亦可使用可市購之疏水二氧化矽(舉例而言RX200-Nippon)。合適材料之其他實例係可自Beltsville Maryland之Cytonix LLC購得且以FLUOROPEL®商標出售之各種清澈聚合物溶液。通常在溶液中獲得此等疏水材料，且在此情形時可藉由將溶液擦拭至能量阻障層311上來施塗疏水層312。

如上文所述，圖1之OLED裝置100或圖2之OLED裝置201中所使用之材料及其封裝可被電磁干擾(EMI)損壞。有時稱作射頻干擾(RFI)之EMI藉由自電裝置及電子裝置洩漏之電磁輻射造成。隨著電腦、蜂巢式電話、音像設備及其他行動計算裝置之激增，大位準之EMI經常存在於使用OLED顯示器及OLED照明面板之環境中。EMI為防止EMI滲透經封裝之OLED裝置200，可調適能量阻障層311以包含一EMI屏蔽物以衰減造成EMI之電磁輻射。可藉由將導電材料之一子層313添加至能量阻障層300來有效減小或衰 減造成EMI之輻射。在一項實施例中，導電材料包括經層壓成防火子層310之一導電網目。導電網目係具有極細電線之一螢幕狀材料。舉例而言，使用間隔開267 μm之具有50 μm之一直徑之電線之一導電網目提供大約70%之光透射及高達100 dB之衰減。在一替代實施例中，子層313可包括一導電低熔點金屬之小於大約5 nm之一薄層，該薄層沈積於輻射阻障層312上。為維持透明度此層應依據該材料之光穿透深度小於約50 nm厚，舉例而言5 nm厚。儘管任何導電金屬將用作一屏蔽物，但較佳地係至少一種金屬係磁性的或磁合金。對EMI屏蔽物有用之磁性金屬包含鈷、鐵或較佳地鎳。EMI屏蔽物亦可包括摻雜有一磁性金屬(例如，氧化銦錫(ITO))之一導電氧化物。可藉由(舉例而言，汽相沈積)來施塗此薄膜。當作為一導電材料薄層實施時，可使用一光微影程序或其他構件將EMI屏蔽物分段以形成一極細電線網目狀結構。藉由以此方式將導電層圖案化來改良透明度且藉由將該等分段之間的間距保持小於受阻障之輻射之波長，仍可達成足夠衰減。先前所闡述之輻射阻障層保護免受具有大約100 nm至10 μm波長之電磁輻射。使用導電層或EMI屏蔽物來保護免受具有毫米或較大波長之輻射。為達成良好衰減(例如，20 dB或較大)，分段之間的最大距離應為受阻障波長之約1/20。因此，對於1毫米或較大波長而言，分段應間隔開50 μm。

如上文所闡述，大型OLED裝置通常係由複數個發光元件構成。該等元件排列或鋪設在一單個基板上。在圖4中 展示一經排列或鋪設之OLED面板之一實例性實施例。在圖4中所圖解說明之實例性實施例中，OLED裝置400含有安置於一單個基板401上之4個帶狀發光元件402之一陣列。當給OLED裝置通電時，發光元件402界定該封裝之發光區。出於本發明之目的，將「周邊區域」界定為周邊403周圍及發光元件之間404之非發光區域。當作為一平面圖(一俯視圖或仰視圖，亦即，垂直於OLED裝置或面板之平面觀察)觀察時，此等周邊區域通常經觀看以大體圍繞該等發光區。在面板中所使用之發光元件401可係類似於圖1中所展示之裝置之底部發射OLED裝置或頂部發射裝置。將面板400中所展示之發光區域圖解說明為矩形的且配置成一單列；然而可將其他發光元件形狀配置成不同圖案而不背離本發明之精神及範疇。在一底部發射組態中，該裝置之發光表面係基板401之底部且在一頂部發射組態中，該裝置之發光表面係發光元件402之頂部表面。熟習此項技術者將認識到本文所揭示之封裝之實施例對於多種OLED裝置類型(包含具有一單個發光表面之OLED裝置以及具有兩個發光表面之OLED裝置(例如完全透明OLED))係有用的。

使用複數個發光元件形成之面板提供包含額外防火劑材料之一機會。圍繞發光元件402之非發光周邊區域403、404可藉由一較厚且/或較小透射性能量阻障層覆蓋而不對該面板之光輸出產生不良影響。因此，可將僅覆蓋OLED面板400之非發光周邊區域403、404之一額外防火層添加 至能量阻障層300。此層在每一發光元件402上方具有孔以使得所發射之光不被較厚之防火劑阻障。在一替代實施例中，可藉由在覆蓋周邊區域之區域中增加防火劑層310之厚度及在覆蓋每一發光元件之區域中留下一較薄、較透明層將額外防火劑層構造為防火劑層310之部分。

針對上下文，在下文中闡述發光封裝之額外特徵。根據本發明之實施例，該等發光元件中之至少一者可包括一有機電致發光材料。在此實施例中，可將每一發光元件稱作一「OLED」或有機發光二極體。發光電封裝整體組態為撓性的及/或保形的；亦即發光封裝包括足以至少一次符合至少一個預定形狀之撓性。舉例而言，一「保形」發光電封裝最初可足夠撓性以纏繞在一圓柱體上以形成一燈具，且然後在其有用壽命期間不再撓曲。根據本發明之發光電封裝係大體撓性的(或順應的)。

通常，陽極層可係由一實質上透明之非金屬導電材料構成。對於用於OLED應用之一良好透明導電非金屬塗層(例如，ITO)之要求可總結為高透光(>約90%)、1 Ω/sq至50 Ω/sq之低薄板電阻、高功函數(有時高至5.0 eV)及低於1 nm之低粗糙度(RMS)。然而，事實上並不總是容易達成此等期望參數。此外，透明導電非金屬塗層通常係易碎的且可由於處理條件而具有缺陷。用於本發明之實施例之合適材料包含(但不限於)透明導電氧化物(諸如氧化銦錫、氧化銦鎵(IGO)、摻鋁氧化鋅(AZO)、摻氟氧化錫(FTO)、氧化鋅、鋅-氧化物-氟(摻氟氧化鋅)、摻銦氧化鋅、氧化鎂銦 及氧化鎳鎢)；導電聚合物(諸如聚(3,4-伸乙基二氧氣基噻吩)聚(苯乙烯磺酸酯)(PEDOT：PSS))；及其任何兩種或兩種以上之混合物及組合物或合金。業內熟習此項技術者將顯而易見其他實質上透明之非金屬導電材料。

陰極通常可包括具有一低功函數之一材料以使得一相對小電壓造成電子發射。常用材料包含金屬(諸如錫、鉛、鋁、銀)且混合物與鋯、鈣、鋇、鎂、稀土元素之金屬或金屬碘化物或其任何兩種或兩種以上之合金一起使用。另一選擇為，陰極可包括兩層或兩層以上以提高電子注入。陰極之非限制性實例可包括一個鈣薄層，後續接著鋁或銀之一較厚外部層。

在某些實施例中，藉由溶液相沈積後續接著溶劑輔助擦拭或其他圖案化在第一電極層上方構建有機發光層，且然後藉由一汽相沈積在有機發光層上方沈積一陰極層(例如，100 nm至1000 nm厚之鋁膜)。在一項實施例中，電封裝包括組態成複數個帶狀結構之一連續未經圖案化之陽極層及一不連續陰極層。一實例帶狀結構展示於圖4中之402中。術語「帶狀」指裝置之照明區域之尺寸，該尺寸可係長且窄且剖面係薄的。

由於濕氣及氧氣對裝置層具有有害影響，因此通常囊封或氣密性密封OLED裝置。可將一或多個OLED裝置密封(例如黏著地密封)在兩個(或兩個以上)大體不透氣層或膜之間，該等不透氣層或膜中之至少一者通常係透明的以允許所產生之光子作為光逃逸。在諸多實施例中，此等不透 氣層中之一者係一透明超高障壁，且另一者係一後薄板。

一後薄板(或後層)通常可包含一金屬箔(諸如鋁或鉬箔或其他導電材料)，該金屬箔塗佈於具有一聚合物絕緣體之兩個表面上。在某些實施例中，後薄板可係包含包封或囊封於該金屬箔之相對表面上之一聚合物膜或絕緣體內之一金屬箔之一複合總成。後薄板通常由於併入一金屬箔而展現極佳濕氣及氧氣障壁特性。用作一後薄板之某些合適材料包含具有濕氣及(視情況)氧氣障壁性質之以膜或薄板形式之可市購多層封裝或封蓋材料(諸如可熱密封材料)。

如通常在此項技術中已知，一典型透明障壁可係一超高障壁(UHB)膜。一UHB通常係由經設計以減緩或理想地防止水及氧氣通過之有機及無機材料層構成之一膜。無機膜含有可在製造期間形成或隨時間發展之缺陷，，該等缺陷允許濕氣及氧氣洩漏穿過。藉由堆疊藉由有機層分離之多層無機膜，迫使水或氧氣分子橫向行進在該等無機層之間以在下部層中發現缺陷，藉此減小水及氧氣可找到其進入OLED中之路徑之速度。UHB可在其層之間具有銳利邊界或UHB層之邊界可經分級從而在未經混合之材料分區之間形成經混合之有機及無機材料之分區。分級層之使用可提供免受濕氣及氧氣侵入之甚至較大保護。

一耦出層可放置於光自封裝發射之之路徑中。一耦出層或膜經配製或塗佈以減小折射率藉此減小反射回至裝置中之光之量。在耦出層上形成微結構或其他表面圖案對產生之光提供不同入射角度，此可允許較多光逃逸。一耦出膜 可包括分散粒子以使行進穿過其之光轉向。可已反射離開層邊界之光一旦轉向可允許逃逸。

現在參考圖5，繪示本發明之一實例性實施例，其展示一經封裝之OLED面板500。圖5中已包含額外封裝細節(諸如用於供應電流至該裝置之組件530至535，一遮罩536等)以提供上下文且不應將其闡釋為界定或限制本發明。將OLED裝置501繪畫為圖4中所展示之帶狀元件之一陣列，然而熟習此項技術者將認識到OLED裝置501可係任何OLED裝置組態或OLED裝置群組。OLED裝置501封套於各個封裝層及組件中以形成適合在照明應用中使用之一面板。用一金屬/聚合物後薄板502覆蓋OLED裝置501之非發光側。此後薄板為在裝置及封裝中所使用之材料提供保護且此後薄板502經設計以保護在陰極中所使用之敏感金屬尤其重要。由於後薄板502置於OLED裝置之非發光側上，因此可使用不透明材料(諸如金屬箔)。較之透明材料不透明材料可為OLED裝置提供較佳之保護但其自身易受來自UV及IR輻射之損壞。後薄板502可包括一絕緣黏著性層及一氣密性金屬層，但在任何情形中必須具有足夠厚度及均質性以便不透水且不透氧氣。藉由安置於OLED裝置501與一遮罩536之間的一系列組件530至535將電流引入至OLED裝置501之陰極。此等組件包括夾在一組ACF(各向異性導電膜)條帶530之間的一增補匯流排531。電流藉由接觸貼片532、絕緣環533、銀環氧樹脂534及一扁平撓曲電纜535引至ACF條帶530。可將一能量阻障層503安置於封裝之底 部上以保護後薄板502及含於OLED封裝500中之其他組件。

OLED裝置501之發光側上之封裝有助於退出該裝置之光之透射且保護該裝置免受環境影響。將一光學耦合器510直接置於OLED裝置501之發光側上以增加可退出該裝置之光之量。研究已展示產生於發射層中之高達80%之光可反射回至裝置中且由於反射離開層邊界而被陷獲。光學耦合器510之一個目的可係減小層邊界之折射率藉此允許較多光退出該裝置。將一超高障壁511(UHB)安置於光學耦合器上方以減緩濕氣及氧氣侵入至裝置中。使用一耦出黏著劑512將一耦出膜513接合至UHB 511。耦出黏著劑512確保UHB與耦出膜之間的一低折射率且否則具有良好光學性質以最大化自該裝置逃逸之光之量。如上文所論述之耦出膜513包括經設計以有助於光自該裝置退出之層。將一能量阻障層514安置於耦出層513上方以為該裝置及封裝層提供額外保護。耦出層通常係由類似於在能量阻障層中所使用之材料之聚合材料。材料之此類似性允許能量阻障層之某些性質(諸如高LOI)併入至耦出層中。如上文所論述之一能量阻障層514安置於耦出層513上方。本發明之某些實施例藉由在耦出膜內併入防火劑材料及電磁能量阻障材料將能量阻障層與耦出層組合。在其他實施例中，藉由在耦出膜中包含防火劑材料將防火層與耦出層組合且單獨添加輻射阻障層。藉由額外防火劑515提供抵禦燃燒之額外保護。將額外防火劑515展示為在OLED 501之每一發光元件 上方具有孔之一單獨層。應注意，亦可藉由如上文所闡述改變能量阻障層514之厚度包含額外防火劑515。為保護封裝免受物理損壞，將一抗劃層516安置於額外防火劑515上方。在其他實例性實施例中，該抗劃層可係在能量阻障層之前或之後或另一選擇為其可併入至能量阻障層中。

因此，儘管已展示、闡述及指出，如應用至本發明之實例性實施例之本發明之基礎新穎特徵，將理解熟習此項技術者可對所圖解說明之裝置及方法之形式及細節作出各種省略及替代及改變而不背離本發明之精神及範疇。此外，明確預期彼等元件及/或方法步驟之所有組合(其以實質上相同之方式執行實質上相同之功能以達成相同結果)在本發明之範疇內。此外，應認識到，結合本發明之任何所揭示之形式或實施例展示及/或闡述之結構及/或元件及/或方法步驟可作為設計選擇之一般事物併入於任何其他所揭示之或所闡述之或所建議之形式或實施例中。因此，預期僅如藉由隨附申請專利範圍之範疇所指示來限制本發明。

100‧‧‧裝置/有機發光二極體裝置/發光結構

101‧‧‧基板/透明基板/撓性基板

102‧‧‧電極/底部電極

103‧‧‧電洞傳送層/有機層

104‧‧‧發射層/有機層

105‧‧‧電極/頂部電極/陰極

106‧‧‧底部表面

110‧‧‧電壓

111‧‧‧光

200‧‧‧有機發光二極體封裝/封裝裝置

201‧‧‧有機發光二極體裝置/底部發射組態/封裝裝置

202‧‧‧底部電極

203‧‧‧有機層

204‧‧‧頂部電極

205‧‧‧不透水層或膜/層/後薄板/封裝層

206‧‧‧能量阻障層/封裝層

207‧‧‧不透水層或膜/封裝層/透明封裝層/透明障壁層

208‧‧‧耦出層/層/封裝層

209‧‧‧能量阻障層/封裝層

221‧‧‧OLED裝置之發光表面

222‧‧‧非發光表面

300‧‧‧能量阻障層

310‧‧‧聚合防火層/防火層/子層/防火子層

311‧‧‧輻射阻障層/子層/能量阻障層

312‧‧‧疏水聚合物層/子層/導電層/疏水層

313‧‧‧疏水濕氣阻障層/子層

400‧‧‧有機發光二極體裝置/板/有機發光二極體板

401‧‧‧發光元件/基板

402‧‧‧發光元件

403‧‧‧非發光周邊區域/周邊

404‧‧‧非發光邊緣區/發光元件

500‧‧‧有機發光二極體板/有機發光二極體封裝

501‧‧‧有機發光二極體/有機發光二極體裝置

502‧‧‧後薄板

503‧‧‧能量阻障層

510‧‧‧光學耦合器

511‧‧‧超高障壁

512‧‧‧黏著劑

513‧‧‧耦出膜

514‧‧‧能量阻障層

515‧‧‧防火劑

516‧‧‧抗劃層

530‧‧‧各向異性導電膜條帶/組件

531‧‧‧增補匯流排

532‧‧‧接觸貼片

533‧‧‧絕緣環

534‧‧‧銀環氧樹脂

535‧‧‧扁平撓曲電纜/組件

536‧‧‧遮罩

圖1圖解說明一典型OLED裝置。

圖2圖解說明具有併入本發明之態樣之額外封裝層之一底部發射OLED之一實例性實施例。

圖3圖解說明用於併入本發明之態樣之一OLED裝置之一能量阻障層之一實例性實施例。

圖4圖解說明含有併入本發明之態樣之一發光元件陣列之一OLED照明面板。

圖5圖解說明併入本發明之態樣之一OLED封裝之一實例性實施例。

200‧‧‧有機發光二極體封裝/封裝裝置

201‧‧‧有機發光二極體裝置/底部發射組態/封裝裝置

202‧‧‧底部電極

203‧‧‧有機層

204‧‧‧頂部電極

205‧‧‧不透水層或膜/層/後板/封裝層

206‧‧‧能量阻障層/封裝層

207‧‧‧不透水層或膜/封裝層/透明封裝層/透明障壁層

208‧‧‧耦出層/層/封裝層

209‧‧‧能量阻障層/封裝層

221‧‧‧OLED裝置之發光表面

222‧‧‧非發光表面

Claims (28)

1. 一種機發光二極體(OLED)封裝，其包括：一有機發光裝置，其具有一發光表面及一非發光表面；及一實質上透明之能量阻障層，其安置於該發光表面上方。
2. 如請求項1之OLED封裝，其中該實質上透明之能量阻障層經組態以阻障紫外線及紅外線輻射。
3. 如請求項1之OLED封裝，其中該能量阻障層具有大於二十一之一極限氧指數(LOI)。
4. 如請求項1之OLED封裝，其進一步包括安置於該能量阻障層上方之一疏水塗層。
5. 如請求項2之OLED封裝，其中該實質上透明之能量阻障層包括：一聚合膜，其具有大於二十一之一LOI；及一玻璃，其選自包括硼矽酸鹽玻璃、硫屬化物玻璃及矽酸鋁之群組，其中該玻璃摻雜有選自包括鋅及鈰之群組之一金屬。
6. 如請求項5之OLED封裝，其中該玻璃包括1至2重量百分比之該金屬。
7. 如請求項1之OLED封裝，其中該有機發光裝置包括經配置以形成發光區及周邊區域之複數個發光元件，且該能量阻障層進一步包括置於該周邊區域上方之一防火劑材料層。
8. 如請求項7之OLED封裝，其中該防火劑材料層係藉由增加該周邊區域上方之該聚合膜之厚度而形成。
9. 如請求項1之OLED封裝，其進一步包括：一超高障壁，其安置於該發光表面與該實質上透明之能量阻障層之間；及一耦出層，其安置於該超高障壁與該實質上透明之能量阻障層之間。
10. 如請求項9之OLED封裝，其進一步包括；一金屬/聚合物後薄板，其安置於該非發光表面上方；及一第二能量阻障層，其安置於該金屬/聚合物後薄板上方，該第二能量阻障層經組態以阻障紫外線及紅外線輻射且具有大於21之一LOI。
11. 如請求項1之OLED封裝，其包括安置於該實質上透明之能量阻障層上方之一導電層。
12. 如請求項11之OLED封裝，其中該導電層係一連續層。
13. 如請求項11之OLED封裝，其中該導電層係一分段層，其中段之間的間距小於受阻障之電磁輻射之一波長。
14. 一種有機電致發光裝置，其包括：一透明聚合基板，其具有一頂部表面及一底部表面；一透明第一電極，其安置於該頂部表面上方；一第二電極，其安置於該透明第一電極上方；一電致發光層，其安置於該第一透明電極與該第二電 極之間；及一實質上透明之能量阻障層，其安置於該底部表面下方。
15. 如請求項14之有機電致發光裝置，其中該實質上透明之能量阻障層經組態以阻障紫外線及紅外線輻射。
16. 如請求項14之有機電致發光裝置，其中該實質上透明之能量阻障層具有大於二十一之一LOI。
17. 如請求項15之有機電致發光裝置，其中該實質上透明之能量阻障層包括：一聚合膜，其具有大於二十一之一LOI；及一玻璃，其選自包括硼矽酸鹽玻璃、硫屬化物玻璃及矽酸鋁之群組，其中該玻璃包括選自包括鋅及鈰之群組之一金屬。
18. 如請求項17之有機電致發光裝置，其中該玻璃包括1至2重量百分比之該金屬。
19. 如請求項17之有機電致發光裝置，其中該玻璃熱沈積於該聚合膜上。
20. 如請求項17之有機電致發光裝置，其中該聚合膜係藉助該玻璃加強。
21. 如請求項17之有機電致發光裝置，其中該聚合膜包括：一聚合材料，其選自包括聚胺基甲酸酯、乙烯丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚環氧乙烷及二氧化矽丙烯酸酯氫化物之組群；及 一防火劑材料，其選自包括玻璃粒子、碳奈米管、石墨烯、ZnO及TiO之群組。 其中該防火劑材料包括小於百分之十之該聚合膜。
22. 如請求項17之有機電致發光裝置，其中一疏水塗層安置於該能量阻障層上方。
23. 如請求項22之有機電致發光裝置，其中該疏水塗層包括選自包括聚(苯乙烯-共-二乙烯苯)、聚(丁基丙烯酸甲酯-共-乙烯二甲基丙烯酸酯)、疏水二氧化矽、丙烯酸聚合物之群組之一材料。
24. 如請求項14之有機電致發光裝置，其進一步包括：一超高障壁，其安置於該底部表面與該實質上透明之能量阻障層之間；及一耦出層，其安置於該超高障壁與該實質上透明之能量阻障層之間。
25. 如請求項24之有機電致發光裝置，其進一步包括：一金屬/聚合物後薄板，其安置於該第二電極上方；及一第二能量阻障層，其安置於該金屬/聚合物後薄板上方，該第二能量阻障層經組態以阻障紫外線及紅外線輻射且具有大於二十一之一LOI。
26. 如請求項24之有機電致發光裝置，其中該實質上透明之能量阻障層與該耦出層組合。
27. 如請求項14之有機電致發光裝置，其中一導電層安置於該能量阻障層上方。
28. 如請求項27之有機電致發光裝置，其中該導電層包括一導電低熔點金屬之小於5 nm厚之一層。