一种有机电致发光器件及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种有机电致发光器件，包括依次层叠的阳极导电基板、发光功能层、阴极层和封装层，所述封装层包括至少一个封装单元，所述封装单元包括依次叠层设置的碳氧化硅阻挡层、第一无机阻挡层和第二无机阻挡层，所述碳氧化硅阻挡层的材质为碳氧化硅化合物，所述第一无机阻挡层的材质为ⅢA族金属的氧化物，所述第二无机阻挡层的材质为ⅣB族金属的氧化物。该有机电致发光器件采用多层材料层交替封装，致密性高，可有效地减少氧和水汽对有机电致发光器件的侵蚀，从而显著地提高有机电致发光器件的寿命。本发明还提供了该有机电致发光器件的制备方法。
【专利说明】一种有机电致发光器件及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及有机电致发光器件，具体涉及一种有机电致发光器件及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 有机电致发光器件（0LED)是基于有机材料的一种电流型半导体发光器件。其典 型结构是在透明阳极和阴极层之间夹有多层有机材料薄膜(空穴注入层、空穴传输层、发光 层、电子输送层和电子注入层)，当电极间施加一定的电压后，发光层就会发光。近年来，有 机电致发光器件由于本身制作成本低、响应时间短、发光亮度高、宽视角、低驱动电压以及 节能环保等特点已经在全色显示、背光源和照明等领域受到了广泛关注，并被认为是最有 可能在未来的照明和显示器件市场上占据霸主地位的新一代器件。
[0003] 目前，有机电致发光器件存在寿命较短的问题，这主要是因为有机材料薄膜很疏 松，易被空气中的水汽和氧气等成分渗入后迅速发生老化。在实际工作时，阴极层被腐蚀 10%就会严重影响器件的工作。因此，有必要提供一种能够有效阻隔水氧渗透的有机电致 发光器件的封装方法。
【发明内容】
[0004] 为克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种有机电致发光器件及其制备方 法。该有机电致发光器件的封装层采用碳氧化硅阻挡层、第一无机阻挡层和第二无机阻挡 层交替叠层封装，致密性高，可有效地减少氧和水汽对有机电致发光器件的侵蚀，从而显著 地提高有机电致发光器件的寿命。本发明方法适用于以导电玻璃为基板制备的有机电致发 光器件，也适用于以塑料或金属为基底制备的柔性有机电致发光器件。本发明方法尤其适 用于封装柔性有机电致发光器件。
[0005] -方面，本发明提供了一种有机电致发光器件，包括依次层叠的阳极导电基板、发 光功能层、阴极层和封装层，所述封装层包括至少一个封装单元，所述封装单元包括依次叠 层设置的碳氧化硅阻挡层、第一无机阻挡层和第二无机阻挡层，所述碳氧化硅阻挡层的材 质为碳氧化硅化合物，所述第一无机阻挡层的材质为III A族金属的氧化物，所述第二无机 阻挡层的材质为IV B族金属的氧化物。
[0006] 优选地，所述III A族金属的氧化物为三氧化二硼（B203)、三氧化二铝（A120 3)、三氧 化二镓（Ga203)、三氧化二铟（ln203)或三氧化二铊（T1 203)，所述IV B族金属的氧化物为二氧 化钛（Ti02)、二氧化锆（Zr02)或二氧化铪（Hf02)。
[0007] 优选地，所述碳氧化硅阻挡层的厚度为200nm?300nm，所述第一无机阻挡层的厚 度均为15nm?20nm，所述第二无机阻挡层的厚度均为15nm?20nm。
[0008] 优选地，所述封装层重复设置3?5次。
[0009] 优选地，所述发光功能层包括依次层叠的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子 传输层和电子注入层。
[0010] 优选地，所述阳极基板为导电玻璃基板或导电塑料或金属薄膜基板。
[0011] 空穴注入层采用行业内常用材料，优选为N，N' -二苯基-N，N' -(1-萘 基）-1，1' -联苯-4, 4' -二胺（NPB)掺杂三氧化钥（M〇03)。
[0012] 空穴传输层采用行业内常用材料，优选为4, 4'，4''-三(咔唑-9-基）三苯胺 (TCTA)。
[0013] 发光层采用行业内常用材料，优选为1，3,5_三（1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基） 苯（TPBI)掺杂三（2-苯基吡啶）合铱（Ir (ppy) 3)。
[0014] 电子传输层采用行业内常用材料，优选为4, 7-二苯基-1，10-菲罗啉（Bphen)。
[0015] 电子注入层采用行业内常用材料，优选为4, 7-二苯基-1，10-菲罗啉（Bphen)掺 杂叠氮化铯（CsN3)。
[0016] 阴极层可以为非透明金属阴极层(铝、银、金等)，也可以为透明阴极层（介质层夹 杂金属层形成的介质层/金属层/介质层结构等)。
[0017] 优选地，阴极层的材质为铝、银或金。
[0018] 优选地，阴极层为氧化铟锡（IT0)/Ag/氧化铟锡（IT0)、ZnS/Ag/ZnS形成的夹层结 构。
[0019] 所述第一、二无机阻挡层的材质分别为III A族金属的氧化物和IV B族金属的氧化 物，结构致密，能够有效地阻隔水氧渗透进入器件内部；所述碳氧化硅阻挡层的材质为碳氧 化硅化合物（SiOxCy，其中 0? 01 < X 彡 1. 5,0. 01 < y 彡 0? 8,0. 5 < x+y < 2. 5)，该碳氧化 硅阻挡层内应力小，对氧化物有很好的缓冲作用，此外，该层平整度好，有利于氧化物在其 上成膜，且抗腐蚀能力强，能进一步延长水、氧渗透路径，总之，所述第一、二无机阻挡层和 所述碳氧化硅阻挡层能协同地有效阻挡外界水汽和氧气对有机电致发光器件的侵蚀，从而 延长器件寿命。
[0020] 另一方面，本发明提供一种有机电致发光器件的制备方法，包括以下步骤：
[0021] (1)在洁净的导电基板上制备有机电致发光器件的阳极图形形成阳极导电基板； 采用真空蒸镀的方法在阳极导电基板上制备发光功能层和阴极层；
[0022] (2)在阴极层上制备封装层，所述封装层包括至少一个封装单元，所述封装单元的 制备方法如下：
[0023] (a)碳氧化硅阻挡层的制作：
[0024] 采用等离子体增强化学气相沉积法在所述阴极层表面沉积碳氧化硅阻挡层，所述 碳氧化硅阻挡层的材质为碳氧化硅化合物，在所述沉积碳氧化硅阻挡层的过程中，沉积温 度为40?60°C，采用的气源为六甲基二硅氧烷（HMDS0)、四甲基硅烷（TMS)和四乙氧基硅 烷（TE0S)中的一种与一氧化亚氮和氩气，所述六甲基二硅氧烷、四甲基硅烷或四乙氧基硅 烧的流量为6?14sccm，所述一氧化亚氮和氦气的流量之和为20?50sccm，其中，所述一 氧化亚氮的流量占所述一氧化亚氮和氩气流量之和的40%?60% ;
[0025] (b)第一无机阻挡层的制作：
[0026] 通过原子层沉积的方法在所述碳氧化硅阻挡层上沉积第一无机阻挡层，所述第一 无机阻挡层的材质为III A族金属的氧化物，在所述沉积第一无机阻挡层的过程中，沉积温 度为40?60°C，采用的前驱体为III A族金属的三甲基化合物和水蒸气，所述III A族金属的 三甲基化合物和水蒸气的注入时间皆为10?20ms，两者之间间隔注入惰性气体，所述惰性 气体的注入时间为5?10s，所述IIIA族金属的三甲基化合物、水蒸气和惰性气体的的流量 皆为10?20sccm ;
[0027] (c)第二无机阻挡层的制作：
[0028] 通过原子层沉积的方法在所述第一无机阻挡层上沉积第二无机阻挡层，得到有机 电致发光器件，其中，所述第二无机阻挡层的材质为IV B族金属的氧化物，在所述沉积第二 无机阻挡层的过程中，沉积温度为40?60°C，采用的前驱体为IV B族金属的四（二甲基胺 基)化合物和水蒸气，所述IV B族金属的四（二甲基胺基)化合物和水蒸气的注入时间分别为 0. 2?Is和20?40ms，两者之间间隔注入惰性气体，所述惰性气体的注入时间为5?10s， 所述IV B族金属的四（二甲基胺基)化合物、水蒸气和惰性气体的的流量皆为10?2〇SCCm。
[0029] 所述步骤（a)中，所述HMDSO、TMS和TE0S的化学结构分别为：
【权利要求】
1. 一种有机电致发光器件，包括依次层叠的阳极导电基板、发光功能层、阴极层和封装 层，其特征在于，所述封装层包括至少一个封装单元，所述封装单元包括依次叠层设置的碳 氧化硅阻挡层、第一无机阻挡层和第二无机阻挡层，所述碳氧化硅阻挡层的材质为碳氧化 硅化合物，所述第一无机阻挡层的材质为IIIA族金属的氧化物，所述第二无机阻挡层的材 质为IVB族金属的氧化物。
2. 如权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述IIIA族金属的氧化物为三 氧化二硼、三氧化二铝、三氧化二镓、三氧化二铟或三氧化二铊，所述IVB族金属的氧化物 为二氧化钛、二氧化锆或二氧化铪。
3. 如权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述碳氧化硅阻挡层的厚度 为200nm?300nm，所述第一无机阻挡层的厚度为15nm?20nm，所述第二无机阻挡层的厚 度为15nm?20nm。
4. 如权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述封装单元重复设置3?5 次。
5. 如权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述发光功能层包括依次层 叠的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层。
6. -种有机电致发光器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 在洁净的导电基板上制备有机电致发光器件的阳极图形形成阳极导电基板；采用 真空蒸镀的方法在阳极导电基板上制备发光功能层和阴极层； (2) 在阴极层上制备封装层，所述封装层包括至少一个封装单元，所述封装单元的制备 方法如下： (a) 碳氧化娃阻挡层的制作： 采用等离子体增强化学气相沉积法在所述阴极层表面沉积碳氧化硅阻挡层，所述碳氧 化硅阻挡层的材质为碳氧化硅化合物，在所述沉积碳氧化硅阻挡层的过程中，沉积温度为 40?60°C，采用的气源为六甲基二硅氧烷、四甲基硅烷和四乙氧基硅烷中的一种与一氧化 亚氮和氩气，所述六甲基二硅氧烷、四甲基硅烷或四乙氧基硅烷的流量为6?14sCCm，所述 一氧化亚氮和氩气的流量之和为20?5〇SCCm，其中，所述一氧化亚氮的流量占所述一氧化 亚氮和氦气流量之和的40%?60% ; (b) 第一无机阻挡层的制作： 通过原子层沉积的方法在所述碳氧化硅阻挡层上沉积第一无机阻挡层，所述第一无机 阻挡层的材质为IIIA族金属的氧化物，在所述沉积第一无机阻挡层的过程中，沉积温度为 40?60°C，采用的前驱体为IIIA族金属的三甲基化合物和水蒸气，所述IIIA族金属的三甲 基化合物和水蒸气的注入时间皆为10?20ms，两者之间间隔注入惰性气体，所述惰性气体 的注入时间为5?10s，所述IIIA族金属的三甲基化合物、水蒸气和惰性气体的的流量皆为 10 ?20sccm; (C)第二无机阻挡层的制作： 通过原子层沉积的方法在所述第一无机阻挡层上沉积第二无机阻挡层，得到有机电致 发光器件，其中，所述第二无机阻挡层的材质为IVB族金属的氧化物，在所述沉积第二无机 阻挡层的过程中，沉积温度为40?60°C，采用的前驱体为IVB族金属的四（二甲基胺基） 化合物和水蒸气，所述IVB族金属的四（二甲基胺基）化合物和水蒸气的注入时间分别为 0. 2?Is和20?40ms，两者之间间隔注入惰性气体，所述惰性气体的注入时间为5?10s， 所述IVB族金属的四（二甲基胺基)化合物、水蒸气和惰性气体的的流量皆为10?2〇SCCm。
7. 如权利要求6所述的有机电致发光器件的制备方法，其特征在于，所述步骤（b)中， 所述IIIA族金属的三甲基化合物为三甲基化硼、三甲基化铝、三甲基化镓、三甲基化铟或三 甲基化铊，所述IIIA族金属的氧化物为三氧化二硼、三氧化二铝、三氧化二镓、三氧化二铟 或三氧化二铊；所述步骤（c)中，所述IVB族金属的四（二甲基胺基）化合物为四（二甲基胺 基）钛、四（二甲基胺基）锆或四（二甲基胺基）铪，所述IVB族金属的氧化物为二氧化钛、二 氧化锆或二氧化铪。
8. 如权利要求6所述的有机电致发光器件的制备方法，其特征在于，所述碳氧化硅阻 挡层的厚度为200nm?300nm，所述第一无机阻挡层的厚度为15nm?20nm，所述第二无机 阻挡层的厚度为15nm?20nm。
9. 如权利要求6所述的有机电致发光器件的制备方法，其特征在于，所述封装单元重 复设置3?5次。
10. 如权利要求6所述的有机电致发光器件的制备方法，其特征在于，所述发光功能层 包括依次层叠的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层。
【文档编号】H01L51/54GK104518164SQ201310456873
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】周明杰, 钟铁涛, 王平, 张振华 申请人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技术有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司