WO2015192480A1

WO2015192480A1 - 有机水氧阻隔材料、oled显示装置及其制备方法

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Publication number: WO2015192480A1
Application number: PCT/CN2014/085837
Authority: WO
Inventors: 吴海东
Original assignee: 京东方科技集团股份有限公司; 鄂尔多斯市源盛光电有限责任公司
Priority date: 2014-06-16
Filing date: 2014-09-03
Publication date: 2015-12-23
Also published as: CN104051671B; US9768412B2; EP3155671B1; EP3155671A4; CN104051671A; US20160181569A1; EP3155671A1; WO2015192723A1

Abstract

一种有机水氧阻隔材料、OLED显示装置及其制备方法，该有机水氧阻隔材料由包括如下质量百分比的组分制得：聚对二甲苯15-25％、聚氯乙烯15-25％、丙酮5-15％、三氯乙烯5-15％、乙酸戊聚乙烯酯10-20％、聚乙烯醇5-15％、SiO₂纳米颗粒0-5％和有机溶剂8-12％。该有机水氧阻隔材料制备的水氧阻隔层设置于OLED的发光层(5)与光取出层(8)之间时，可以防止水汽和氧气进入OLED发光层(5)内，从而延长OLED发光层(5)的使用寿命。

Description

有机水氧阻隔材料、 OLED显示装置及其制备方法技术领域

本发明的至少一个实施例涉及一种有机水氧阻隔材料、 OLED显示装置及其制备方法。背景技术

有机电致发光显示器件 ( Organic Electroluminescence Display, OLED ) 因具有高亮度、宽视角、主动发光、高对比度、超薄便携等优点而成为近年来研究和开发的新型平板显示器件。

OLED显示面板的封装技术是提高 OLED显示器件寿命的关键制程，这是因为影响 OLED显示器件的寿命的主要原因有： 1 ) 由于 OLED显示面板的阴极通常釆用的是功函数较低的金属，在有 H₂0和 0₂时， H₂0和 0₂可与金属反应而导致阴极隆起及器件性能变差； 2 ) 0₂本身就是三线态猝灭剂，同时有机发光材料被 0₂氧化生成羰基化合物（黑斑），这可导致发光量子效率显著降低； 3 ) OLED发光层中其它有机功能材料也可能被 0₂氧化，导致 OLED显示器件性能恶化。因此，需要研究和开发有效的封装技术来阻隔 ¾0 和 0₂。

目前，封装效果较好的封装方式为玻璃粉（ Frit )封装，通常釆用的封装结构是直接在 OLED发光层表面设置光取出层。发明内容

本发明的至少一个实施例提供了一种有机水氧阻隔材料、 OLED显示装置及其制备方法，以防止水汽和氧气进入 OLED发光层内，从而延长 OLED 显示装置的使用寿命。

本发明的至少一个实施例提供了一种有机水氧阻隔材料，其包括如下质量百分比的组分：聚对二曱苯 15-25%、聚氯乙烯 15-25%、丙酮 5-15%、三氯乙烯 5-15%、乙酸戊聚乙烯酯 10-20%、聚乙烯醇 5-15%、 Si0₂纳米颗粒 0-5%和有机溶剂 8-12%。本发明的至少一个实施例提供了一种 0LED显示装置，其在 0LED发光层与光取出层之间设有水氧阻隔层，所述水氧阻隔层釆用上述有机水氧阻隔材料形成。

本发明的至少一个实施例进一步提供了一种 OLED显示装置的制备方法，该方法包括：在背板上形成 OLED发光层；在 OLED发光层的出光侧形成水氧阻隔层；在水氧阻隔层的出光侧形成光取出层；以及封装。所述水氧阻隔层釆用上述有机水氧阻隔材料形成。附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。

图 1为 Si0₂纳米颗粒对光线的散射作用示意图；

图 2为本发明实施例提供的 OLED显示面板结构示意图；

图 3为两种 OLED显示面板的寿命测试结果示意图。

附图标记：

1为玻璃基板、 2为背板、 3为玻璃粉、 4为阳极 ITO、 5为 OLED发光层、 6为金属阴极、 7为水氧阻隔层、 8为光取出层、 9为凹型盖板。具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

本申请的发明人注意到，玻璃对于水蒸气和氧气有很好的隔离效果，但由于玻璃粉对于水蒸气和氧气的阻隔性能远低于玻璃的阻隔性能，而且对于玻璃粉封装方式，封装过程中容易产生微裂纹和气泡，从而导致水氧阻隔性的下降。当水氧进入到 OLED发光层内部后，可与 OLED发光层内的金属和有机材料发生化学反应，从而导致器件性能变差，并导致黑点的出现。因此，本领域技术人员希望提供一种能够阻止水汽和氧气渗入 OLED发光层的显示装置。

本发明的至少一个实施例提供了一种有机水氧阻隔材料，其由包括如下质量百分比的组分制得：聚对二曱苯 15-25%、聚氯乙烯 15-25%、丙酮 5-15%、三氯乙烯 5-15%、乙酸戊聚乙烯酯 10-20%、聚乙烯醇 5-15%、 Si0₂纳米颗粒 0-5%和有机溶剂 8-12%。釆用上述组分制作的有机水氧阻隔材料具备极高的水氧阻隔性、原料来源广泛、价格低廉且易于制备的优点。

本发明实施例的百分比如无特殊说明均为质量百分比。

在不同实施例中， Si0₂纳米颗粒的质量百分比为 3-5%。

在不同实施例中，有机溶剂为异丙醇或醋酸乙酯。

在不同实施例中，所述 Si0₂纳米颗粒的平均粒径小于或等于 50nm，例如为 30nm。 Si0₂纳米颗粒的平均粒径在该范围内，能够确保有机水氧阻隔材料可以均匀成膜。同时，当其应用在部分领域，如 OLED显示装置中阻隔水氧进入 OLED发光层时，还能提高 OLED发光层的光取出效率。

本发明实施例所述的有机水氧阻隔材料可应用于多种需要阻隔水氧的情形，其包括但并不局限于应用于 OLED显示装置中，例如对 OLED发光层的保护。

实施例 1

本实施例涉及一种有机水氧阻隔材料，其由包括如下质量百分比的组分制得：聚对二曱苯 20%、聚氯乙烯 20%、丙酮 10%、三氯乙烯 10%、乙酸戊聚乙烯酯 15%、聚乙烯醇 10%、 Si0₂纳米颗粒 3%和有机溶剂异丙醇 10%。

在本实施例的一个示例中， Si0₂纳米颗粒的平均粒径为 30nm。

实施例 2

本实施例涉及一种有机水氧阻隔材料，其由包括如下质量百分比的组分制得：聚对二曱苯 15%、聚氯乙烯 15%、丙酮 5%、三氯乙烯 5%、乙酸戊聚乙烯酯 10%、聚乙烯醇 5%、 Si0₂纳米颗粒 5%和有机溶剂醋酸乙酯 8%。

在本实施例的一个示例中， Si0₂纳米颗粒的平均粒径为 40nm。

实施例 3

本实施例涉及一种有机水氧阻隔材料，其由包括如下质量百分比的组分制得：聚对二曱苯 25%、聚氯乙烯 25%、丙酮 5%、三氯乙烯 5%、乙酸戊聚乙烯酯 15%、聚乙烯醇 10% Si0₂纳米颗粒 3%和有机溶剂醋酸乙酯 12% 在本实施的一个示例中， Si0₂纳米颗粒的平均粒径为 50nm

实施例 4

本实施例涉及一种有机水氧阻隔材料，其由包括如下质量百分比的组分制得：聚对二曱苯 15%、聚氯乙烯 25%、丙酮 5%、三氯乙烯 15%、乙酸戊聚乙烯酯 10%、聚乙烯醇 15% Si0₂纳米颗粒 4%和有机溶剂醋酸乙酯 8% 在本实施例的一个示例中， Si0₂纳米颗粒的平均粒径为 30nm

实施例 5

本实施例涉及一种有机水氧阻隔材料，其由包括如下质量百分比的组分制得：聚对二曱苯 25%、聚氯乙烯 15%、丙酮 15%、三氯乙烯 5%、乙酸戊聚乙烯酯 20%、聚乙烯醇 10%和有机溶剂异丙醇 10%

在本实施例的一个示例中， Si0₂纳米颗粒的平均粒径可以为 45nm 需要注意的是，上述实施例仅是示例性的说明，但本发明实施例并不局限于此。例如，有机水氧阻隔材料的组分中还可以包括一些杂质。例如， Si0₂ 纳米颗粒的平均粒径也可以小于 30 只要能够起到使有机水氧阻隔材料均匀成膜或者使光线发生散射从而提高光取出效率的作用即可。此外， Si0₂ 纳米颗粒可以为粉末状。

为了增强 OLED发光层对水氧阻隔的能力，本发明的至少一个实施例提供了一种 OLED显示装置，其通过在 OLED发光层的出光侧增加水氧阻隔层 (包括但并不局限于由上述有机水氧阻隔材料形成），实现提高 OLED发光层的寿命。

本发明的至少一个实施例提供了一种 OLED显示装置，其在 OLED发光层与光取出层之间设有水氧阻隔层。

在一个实施例中，所述水氧阻隔层可以釆用上述有机水氧阻隔材料形成。在一个实施例中，所述水氧阻隔层还可以釆用本领域技术人员所知的材料来形成。本领域技术人员可以理解的是，只要具备阻隔水氧性能的层状结构均可以用于实现本发明。

本发明实施例对 OLED显示装置的其它结构（如背板等）并无改进，因此，所述其他结构可沿用已有的结构。例如，本发明实施例的 OLED显示装置中的背板可以包括基板、在基板上形成的驱动电路、电路保护层等；所述的基板可以为玻璃基板、塑料基板或石英基板等。但本发明实施例不限于此。例如，本发明的背板可以包括底部的玻璃基板，以及在玻璃基板上形成的驱动电路、电路保护层等结构。由于仅仅通过玻璃粉封装的方式对于水氧的阻方案，从而进一步增强了器件的水氧阻隔性，提高了 OLED发光层的寿命。

本发明实施例提供的 OLED显示装置中，光取出层是一层有机或无机材料蒸镀形成的薄膜，厚度可以为 40-70nm，其组成及形成工艺可以釆用本领域技术人员所知的技术，本发明实施例不作限定。

在一个实施例中，所述的 OLED显示装置还包括设于 OLED发光层出光侧的电极，所述水氧阻隔层可以位于所述电极和所述光取出层之间。

在一个实施例中，所述水氧阻隔层的厚度为 15~20μπι。

对于顶发光的 OLED显示装置，要求该水氧阻隔层具有很好的光透过率，这样不会导致太多的光损失。另外，由于顶发光 OLED发光层的阴极，一般釆用具有较高的折射率和消光系数的金属材料，这使得光线容易在金属阴极的界面处发生全反射，而造成大量的光损失。因此，为了提高发光层的光取出效率，水氧阻隔层可以选择高折射率材料，例如可以在水氧阻隔层中均匀分散 Si0₂纳米颗粒，从而进一步提高 OLED发光层的光取出效率并改善色彩均匀性。由于 Si0₂纳米颗粒的存在，光在射出时，穿过球形 Si0₂纳米颗粒时会发生散射，从而可以提高光取出效率和改善色彩均勾性（Si0₂纳米颗粒对光线的散射作用示意图参见图 1 ) 。

本发明实施例所述的水氧阻隔材料中的 Si0₂纳米颗粒的平均粒径小于或等于 50nm，例如 30nm。 Si0₂纳米颗粒的平均粒径在该范围内，能够确保有机水氧阻隔材料可以均匀成膜和提高光取出效率。

实施例 6

本实施例涉及一种 OLED显示装置，其包括如图 2所示的 OLED显示面板，该显示面板包括背板 2、阳极 IT0 4、 OLED发光层 5、金属阴极 6、水氧阻隔层 7、光取出层 8及凹型盖板 9。背板 2包括玻璃基板 1，所述玻璃基板也可以为塑料基板或石英基板。阳极 ITO 4位于 OLED发光层 5和背板 2 之间，即 OLED发光层 5底部（背板顶部 )，金属阴极 6位于 OLED发光层 5和光取出层 8之间。背板 2与凹型盖板 9通过玻璃粉 3熔融封装形成密闭容腔，将 OLED发光层 5和阳极 ITO 4、金属阴极 6收容于所述密闭容腔内。光取出层 8包覆在 OLED发光层 5表面，在 OLED发光层 5于光取出层 8之间还设有水氧阻隔层 7，该水氧阻隔层 7位于金属阴极 6的外侧。

在本实施例的一个示例中，水氧阻隔层 7可以为一层水氧阻隔膜，其厚度为 15μπι; 并且，水样阻隔层 7由实施例 1所述有机水氧阻隔材料在金属阴极上形成。

本实施例中的阴极和阳极仅为示例，不作为对本发明保护范围的具体限制。

实施例 7

本实施例提供一种 OLED显示装置，其与实施例 6相比，区别点仅在于：水氧阻隔层由实施例 2所述的有机水氧阻隔材料形成，其厚度为 20μπι。

实施例 8

本实施例提供一种 OLED显示装置，其与实施例 6相比，区别点仅在于：水氧阻隔层由实施例 3所述的有机水氧阻隔材料形成，其厚度为 16μπι。

实施例 9

本实施例提供一种 OLED显示装置，其与实施例 6相比，区别点仅在于：水氧阻隔层由实施例 4所述的有机水氧阻隔材料形成，其厚度为 18μπι。

实施例 10

本实施例提供一种 OLED显示装置，其与实施例 6相比，区别点仅在于：水氧阻隔层由实施例 5所述的有机水氧阻隔材料形成，其厚度为 15μπι。

本发明实施例提供的 OLED显示装置具有如下有益效果：

1 ) 除全玻璃封装对水汽和氧气良好的阻隔性能阻止水氧进入密闭容腔夕卜，本发明实施例还引入了水氧阻隔层，进一步阻止了水汽和氧气进入 OLED 发光层内，延长了 OLED显示装置的使用寿命。

2 )本发明实施例的水氧阻隔层中进一步加入了 Si0₂纳米颗粒，保证了高光出射效率和色彩均匀性。

3 )本发明实施例结构简单、生产成本低，且提升水氧阻隔性能的效果显著，具有极高的可推广性。

本发明的至少一个实施例进一步提供了一种 OLED显示装置的制备方法，该方法包括：在背板上形成 OLED发光层；在 OLED发光层的出光侧形成水氧阻隔层；在水氧阻隔层的出光侧形成光取出层；以及封装。

在一个实施例中，在 OLED发光层的出光侧形成水氧阻隔层可以包括：将有机水氧阻隔材料涂覆或沉积在 OLED发光层表面；对所述有机水氧阻隔材料进行固化。

本领域技术人员可以理解的是，上述有机水氧阻隔材料在 OLED发光层的出光侧形成水氧阻隔层时可以釆用涂覆或沉积等的方式，但本发明实施例不限于此，只要所釆用的方式可以形成具备良好水氧阻隔性能的水氧阻隔层即可。

例如，上述有机水氧阻隔材料形成在 OLED发光层出光侧的水氧阻隔膜时可釆用均匀涂覆的方式，所述均匀涂覆可釆用本领域技术人员所知的技术，本发明实施例不限于此。

在不同实施例中，所述固化可以釆用干燥或加热等方式进行。但本发明实施例不限于此。

在一个实施例中，所述光取出层的厚度可以为 40-70nm，其是一层有机或无机材料蒸镀形成的薄膜，其组成及形成工艺可以釆用本领域技术人员所知的技术，本发明实施例不作限定。

实施例 11

实施例 6所述 OLED显示装置的制备方法，可以包括如下所述的步骤。

( 1 )在背板上形成待封装的 OLED发光层。

( 2 )将制备有机水氧阻隔材料的原料（除 Si0₂纳米颗粒 )混合均匀并在搅拌机上搅拌 40min，加入 Si0₂纳米颗粒，搅拌混合均匀。

( 3 )将步骤 ( 2 )所得材料，通过旋转涂覆的方法均匀涂覆在 OLED发光层的出光侧，形成水氧阻隔膜。其它形成水氧阻隔层的方法例如包括但不限于沉积的方式同样适用于本发明实施例，只要通过该方法可以形成水氧阻隔膜即可。

( 4 )完成步骤（3 )后，将背板置于 80°C真空烘箱中 30min，待水氧阻隔膜烘干后形成水氧阻隔层，其厚度约为 15μπι。其它固化方式例如包括但不限于其它干燥方式或其它加热等方式同样适用于本发明实施例，只要通过该方式可以形成水氧阻隔层即可。

( 5 ) 完成步骤（4 )后，制备厚度为 50nm的光取出层。 (6)在盖板上涂覆玻璃粉，与背板对盒后进行激光照射，完成封装即可。实施例 12

实施例 7所述显示装置的制备方法，可以包括如下所述的步骤。

( 1 )在背板上形成待封装的 OLED发光层，备用。

(2)将制备有机水氧阻隔材料的原料 (除 Si0₂纳米颗粒 )混合均匀并在搅拌机上搅拌 30min，加入 Si0₂纳米颗粒，搅拌混合均匀。

( 3 )将步骤 ( 2 )所得材料，通过旋转涂覆的方法均匀涂覆在 OLED发光层的出光侧，形成水氧阻隔膜。

(4)完成步骤（3)后，将背板置于 90°C真空烘箱中 20min，待水氧阻隔膜烘干后形成水氧阻隔层，其厚度约为 20μπι。

(5) 完成步骤（4)后，制备厚度为 70nm的光取出层。

(6)在盖板上涂覆玻璃粉，与背板对盒后进行激光照射，完成封装即可。实施例 13

实施例 8所述显示装置的制备方法，可以包括如下所述的步骤。

( 1 )在背板上形成待封装的 OLED发光层，备用。

(2)将制备有机水氧阻隔材料的原料（除 Si0₂纳米颗粒）混合均匀并在搅拌机上搅拌 60min，加入 Si0₂纳米颗粒，搅拌混合均匀。

(4)完成步骤（3)后，将背板置于 70°C真空烘箱中 40min，待水氧阻隔膜烘干后形成水氧阻隔层，其厚度约为 16μπι。

(5) 完成步骤（4)后，制备厚度为 60nm的光取出层。

(6)在盖板上涂覆玻璃粉，与背板对盒后进行激光照射，完成封装即可。实施例 14

实施例 9所述显示装置的制备方法，可以包括如下所述的步骤。

( 1 )在背板上形成待封装的 OLED发光层，备用。

(2)将制备有机水氧阻隔材料的原料（除 Si0₂纳米颗粒）混合均匀并在搅拌机上搅拌 50min，加入 Si0₂纳米颗粒，搅拌混合均匀。

( 3 )将步骤 ( 2 )所得材料，通过旋转涂覆的方法均匀涂覆在 OLED发光层的出光侧，形成水氧阻隔膜。 (4)完成步骤（3)后，将背板置于 70°C真空烘箱中 40min，待水氧阻隔膜烘干后形成水氧阻隔层，其厚度约为 18μπι。

(5) 完成步骤（4)后，制备厚度为 40nm的光取出层。

(6)在盖板上涂覆玻璃粉，与背板对盒后进行激光照射，完成封装即可。实施例 15

实施例 10所述显示装置的制备方法，可以包括如下所述的步骤。

( 1 )在背板上形成待封装的 OLED发光层，备用。

( 2 ) 将制备有机水氧阻隔材料的原料混合均匀并在搅拌机上搅拌 40min，搅拌混合均匀。

(3)将步骤 ( 2 )所得材料，通过旋转涂覆的方法均匀涂覆在 OLED发光层的出光侧，形成水氧阻隔膜。

(4)完成步骤（3)后，将背板置于 80°C真空烘箱中 30min，待水氧阻隔膜烘干后形成水氧阻隔层，其厚度约为 15μπι。

(5) 完成步骤（4)后，制备厚度为 50nm的光取出层。

( 6 )在盖板上涂覆玻璃粉，与背板对盒后进行激光照射，完成封装即可。在上述制备方法中，需要注意以下几点。

1)水氧阻隔层可以处于金属电极（如阴极）外侧，位于光取出层内侧。若水氧阻隔层位于光取出层外侧，则可能发生全反射而降低出光率。

2)要先形成水氧阻隔层，然后再进行玻璃粉封装。这两个步骤不能同时进行。

3)在进行玻璃粉封装时，避免让激光照射到水氧阻隔层，从而避免激光对水氧阻隔层造成破坏。

4) Si0₂纳米颗粒的加入量不宜过量，否则影响水氧阻隔层的形成和降低水氧阻隔层的水氧阻隔特性。

5 ) Si0₂纳米颗粒的粒径可以小于或等于 50nm，粒径太大可对水氧阻隔层的形成和水氧阻隔性能造成影响。

试验例 1

试验对象：

器件 I

按实施例 11所述的方法制备器件 I。器件 Π

( 1 )在背板上形成 OLED发光层，备用。

( 2 ) 完成步骤（ 1 )后，直接制备厚度为 50nm的光取出层。

( 3 )盖板上涂覆玻璃粉，对盒后进行激光照射，完成封装即得。

试验方法：通过业内已知加速老化测试方法对器件 I和器件 II的水透过率和寿命进行测试，对比器件特性差异，结果如下所述。

试验结果 I

本试验结果表明，本发明实施例通过在 OLED发光层的除紧贴背板的底面外的表面设置水氧阻隔层，能够有效阻止显示器件中水汽和氧气渗入 OLED的发光层；设置了水氧阻隔层的 OLED显示面板较未设置水氧阻隔层的 OLED显示面板取得了显著的延緩器件老化的效果（如图 3所示）。

本发明实施例 12-15制备的器件也获得了与器件 I相似的试验结果。上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。

本申请要求于 2014年 6月 16日递交的中国专利申请第 201410268704.7 号的优先权，在此全文引用上述中国专利申请公开的内容以作为本申请的一部分。

Claims

权利要求书

1、一种有机水氧阻隔材料，由包括如下质量百分比的组分制得：聚对二曱苯 15-25%、聚氯乙烯 15-25%、丙酮 5-15%、三氯乙烯 5-15%、乙酸戊聚乙烯酯 10-20%、聚乙烯醇 5-15%、 Si0₂纳米颗粒 0-5%和有机溶剂 8-12%。

2、根据权利要求 1所述的有机水氧阻隔材料，其中，所述 Si0₂纳米颗粒的质量百分比为 3-5%。

3、根据权利要求 1或 2所述的有机水氧阻隔材料，其中，所述有机溶剂为异丙醇或醋酸乙酯。

4、根据权利要求 1-3任一所述的有机水氧阻隔材料，其中：所述 Si0₂ 纳米颗粒的平均粒径小于或等于 50nm。

5、一种 OLED显示装置，包括：在 OLED发光层与光取出层之间设置的水氧阻隔层，所述水氧阻隔层釆用如权利要求 1-4任一项所述的有机水氧阻隔材料形成。

6、根据权利要求 5所述的 OLED显示装置，还包括：设于所述 OLED 发光层出光侧的电极，所述水氧阻隔层位于所述电极和所述光取出层之间。

7、根据权利要求 5或 6所述的 OLED显示装置，其中，所述水氧阻隔层的厚度为 15~20μπι。

8、一种 OLED显示装置的制备方法，包括：

在背板上形成 OLED发光层；

在 OLED发光层的出光侧形成水氧阻隔层，其中，所述水氧阻隔层釆用如权利要求 1-4任一项所述的有机水氧阻隔材料形成；

在水氧阻隔层的出光侧形成光取出层；

封装。

9、根据权利要求 8所述的制备方法，其中，在 OLED发光层的出光侧形成水氧阻隔层包括：

将所述有机水氧阻隔材料涂覆或沉积在所述 OLED发光层表面；对所述有机水氧阻隔材料进行固化。

10、根据权利要求 9所述的制备方法，其中，所述固化釆用干燥或加热的方式进行。