一种降低OLED器件水、氧渗透率的方法与流程

文档序号:12066200阅读:368来源:国知局

本发明涉及有机发光二极管技术领域,特别是涉及一种降低OLED器件水、氧渗透率的方法。



背景技术:

有机发光二极管即OLED(Organic Light Emitting Diode)由于自身固有的优点,如自发光、亮度高、广视角、响应快、低能耗、可制作柔性显示装置(如图1)等,被认为是代替液晶技术理想的下一代显示技术。有机电致发光二极管器件因具有众多突出优点,在平板显示与平面光源领域有着广阔前景。柔性 OLED 更是未来的一个发展趋势,将广泛应用于可穿戴式设备。然而,OLED 产品技术发展也受到器件寿命、出光效率不利 因素的制约。

现有的OLED显示器主要件采用的硬质玻璃衬底,它对氧气和水汽具有低渗透性,能够较好的保护器件。而应用于柔性有机电致发光器件的柔性衬底目前主要为聚合物衬底,聚合物衬底轻薄、坚固且柔韧性极佳,但由于聚合物衬底的制作温度低,且其自由体积分数较小且链段平均自由度较大,高的热致收缩率和高气体渗透率决定了其容易被水和氧气渗透,缩短有机发光器件的寿命,为解决聚合物衬底水/ 氧渗透的问题,目前最常用的方法是在聚合物衬底之上形成阻挡水/ 氧渗透的阻隔层,虽然在聚合物衬底之上形成阻隔层的方法能够获得较好的水/ 氧阻挡效果,然而,上述方法均需经过多个沉积步骤,工艺复杂,并且可能对有机电致发光器件的光学及机械性能产生不利影响,特别是采用有机层- 无机层多层阻隔时所包含的无机层弹性较低,不利于分散机械应力且存在较大的开裂风险,易于导致水/ 氧通过裂缝进入器件,此外,柔性有机电致发光器件周边同样存在水/ 氧渗透的问题,因而,仍需要改进的柔性封装衬底和封装方法对柔性有机电致发光器件的底部和周边进行封装,保证柔性有机电致发光器件同时具有良好柔韧性和防水/ 氧渗透性能,来满足对器件性能和寿命的要求。

公开号为104538556A的中国专利《柔性OLED衬底及柔性OLED封装方法》,其包括:在聚合物层上设置金属箔片,及设置在金属箔片上的绝缘胶材层;所述金属箔片的表面尺寸大于聚合物层的表面尺寸,聚合物层的表面尺寸大于绝缘胶材层的表面尺寸。金属箔片具有隔绝水、氧能力和柔性弯曲能力,但是在该衬底封装OLED器件时,在接合面仍有水、氧透入的风险,影响了OLED器件的寿命。

公开号为CN 102820432 A 的中国专利《有机发光器件及其制造方法》公开了一种利用金属箔和玻璃基板作为有机发光器件的衬底,公开号为 CN103337595 A的中国专利《柔性封装衬底及其制造方法和使用该衬底的OLED封装方法》中采用将金属箔和聚合物层粘合作为发光器件衬底,金属箔片在其厚度达到100μm以下时,能够表现出优异的可挠性,并且与聚合物相比,耐热性能优异且热膨胀系数很低,特别是不存在水和氧气渗透的问题,非常适用于作柔性有机电致发光器件的衬底材料,但是目前可取得的金属箔片材料,其表面粗糙度大约为Ra=0.6μm左右,要在这样的表面上制作TFT器件几乎是不可能的,正是由于这样的原因,使得金属箔片虽有众多优点,但是目前实际应用及发展上要比其他材料都慢。如果能够解决金属箔片表面粗糙度的问题将可使金属箔片取代聚合物及玻璃基板成为未来柔性显示器的主要材料,从而加速柔性显示器的发展进程。



技术实现要素:

针对现有技术中OLED器件的对水、氧渗透率高的缺陷,本发明提供了一种降低OLED器件水、氧渗透率的方法,使得OLED器件封装结构具有良好的水、氧阻隔性能,有效避免了水氧的侵蚀,从而有效的延长了OLED器件的使用寿命。

为解决上述问题,本发明采用以下技术方案:

一种降低OLED器件水、氧透过率的方法,包括以下步骤:

A、通过约束烧结法制备金属箔;

B、在金属箔上涂布一层厚度为5-10μm疏水聚合物层,得到OLED器件衬底;

C、在步骤B得到的OLED器件衬底的另一面与OLED通过胶水粘合,对OLED器件进行包覆,然后对金属箔衬底的两端分别连续对外翻折至少2次并使用胶水粘接对折面,得到低水、氧透过率的OLED器件。

其中,所述金属箔为铝箔、铜箔、金箔、或其复合金属箔中的一种。

其中,所述金属箔的厚度为5-100μm,优选为20~72μm。

其中,所述OLED器件包括OLED显示器和金属箔衬底,所述金属箔衬底的两端分别连续对外翻折至少2次,并通过胶水粘接对折面。

其中,所述疏水聚合物层为丙烯酰胺-烯丙基环糊精-丙烯酰胺基乙酸共聚物层,所述丙烯酰胺-烯丙基环糊精-丙烯酰胺基乙酸共聚物的分子量为3×102~5×105

其中,所述丙烯酰胺-烯丙基环糊精-丙烯酰胺基乙酸共聚物中各单体的质量含量为丙烯酰胺单体79.2~94.2份、烯丙基环糊精单体5~20份、丙烯酰胺基乙酸单体0.3~1.5份。

其中,所述丙烯酰胺-烯丙基环糊精-丙烯酰胺基乙酸共聚物中各单体的质量含量为丙烯酰胺单体83.5~91.2份、烯丙基环糊精单体8.7~15.3份、丙烯酰胺基乙酸单体0.6~0.8份。

其中,所述丙烯酰胺-烯丙基环糊精-丙烯酰胺基乙酸共聚物中还含有无机非金属颗粒、防老剂、光稳定剂、偶联剂、阻燃剂、防霉剂中的一种或多种组合物。

其中,所述无机非金属颗粒为二氧化硅、碳化硅、氮化硅、二氧化钛、氧化铝中的一种或多种组合物。

其中,胶黏剂为聚氨酯胶黏剂、环氧树脂胶黏剂、聚丙烯树脂胶黏剂、不饱和聚酯树脂胶黏剂中的一种或两种的组合。

现有技术中以质量轻的塑料作为OLED的柔性衬底,尽管降低了OLED的生产成本,但是由于其具有较高的热致收缩率和较高的气体渗透率,造成OLED的使用寿命严重受到影响,虽然目前为限制柔性OLED器件的使用寿命,采用金属箔作为衬底,并对OLED器件进行封装,使其透水率和透氧率得到一定降低,但是器件衬底对水汽和氧气的渗透率相当高。鉴于此,本发明提供一种通过改变衬底结构以及衬底材料的方法,达到降低OLED器件的渗氧率和透水率的缺陷,利用金属箔的伸出部分结合有机胶材对有机电致发光器件的周边进行封装保护,并将金属柔性衬底的两端连续对外多次弯折,将裸露的胶水层与金属箔接触面包含在内部,减缓了外界水、氧的侵袭,同时有效的解决底部与周边的水/ 氧渗透问题;在金属衬底的表面还涂覆一层高分子聚合物层,该聚合物层具有疏水性,还具有很低的渗水性,能有效防止水的渗入,起到电绝缘的作用并克服了金属箔片表面粗糙度较大的问题,满足有机电致发光器件对衬底的要求,降低水汽和氧气对电极材料和有机发光材料的影响,有利于减缓器件老化、延长器件寿命。

进一步的,为了使金属箔具有较低的透氧、透水性,本发明的金属箔优选铝箔、铜箔和金箔、或其复合物的一种,为了保证金属箔的柔性而不影响其机械强度的情况下,本发明中金属箔的厚度优选为5-100μm,更优选为20~72μm。

进一步的,使聚合物层兼具疏水性和低透水性,所述聚合物优选为丙烯酰胺-烯丙基环糊精-丙烯酰胺基乙酸共聚物层,为进一步提高其性能,所述聚合物分子量优选为3×102~5×105

进一步的,为使聚合物层具有良好的绝缘性、机械性能和耐老化性,对聚合物层进行进一步改进,在聚合物中加入添加剂,所述添加剂包括但不限于无机非金属颗粒、防老剂、光稳定剂、偶联剂、阻燃剂、防霉剂中的一种或多种组合物 ,其中无机非金属颗粒优选为二氧化硅、碳化硅、氮化硅、二氧化钛、氧化铝中的一种或多种组合物。

使用水蒸汽透过率测试仪( 兰光科技,W3/0120 型) 和氧气透过率测试仪( 美国MOCON,Ox-tran2/21 型),将本发明的低水、氧渗透率OLED器件与按照对比文件1的方法制备的OLED器件、侧边无封装的金属金属衬底的OLED器件相比,在透水率、透氧率和使用寿命等方面具有明显优势,如表1所示。

对比文件1:《柔性OLED衬底及柔性OLED封装方法》,申请号:201410727845.0 申请日:2014-12-03。

表1:

本发明一种降低OLED器件水、氧渗透率的方法,与现有技术相比,其突出的特点和优异的效果在于:

1、利用金属箔的伸出部分结合有机胶材对有机电致发光器件的周边进行封装保护,并将金属柔性衬底的两端连续对外多次弯折,同时有效的解决底部与周边的水/ 氧渗透问题;

2、在金属衬底的表面还涂覆一层高分子聚合物层,该聚合物层具有疏水性,还具有很低的渗水性,能有效防止水的渗入,起到电绝缘的作用并克服了金属箔片表面粗糙度较大的问题,满足有机电致发光器件对衬底的要求,降低水汽和氧气对电极材料和有机发光材料的影响,有利于减缓器件老化、延长器件寿命;

3、采用兼具疏水性和低透水性的丙烯酰胺-烯丙基环糊精-丙烯酰胺基乙酸共聚物层作为图层,避免水汽对器件的吸附,降低水与器件的接触率,达到降低水汽渗透的目的;

4、本发明降低OLED器件水、氧透过率的方法,有效降低了OLED器件的透水率和透氧率,显著提高了OLED器件的使用寿命。

附图说明

为进一步明确降低OLED器件水、氧渗透率的方法,通过附图进行说明。

图1为所示OLED衬底材料示意图;

图中1为金属箔片,2-耐水解的聚合物层,3-绝缘胶水层,4-OLED显示器。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明,但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。

实施例1

一种降低OLED器件水、氧透过率的方法,包括以下步骤:

A、通过约束烧结法制备厚度为55μm的铝箔;

B、在432 mL浓度为 0.01g/mL的烯丙基环糊精水溶液中,加入浓度为0.06mL 0.5g/mL的丙烯酰胺和1mL 浓度为0.5g/mL丙烯酰胺基乙酸,然后依次加入浓度为0.01g/mL的过硫酸钾和0.01g/mL亚硫酸氢钠,混合均匀后,充氮气10~30min,再在10~15℃下反应12~20h,得到分子量为3×102~5×105的丙烯酰胺-烯丙基环糊精-丙烯酰胺基乙酸共聚物乳液;

C、在步骤B的丙烯酰胺-烯丙基环糊精-丙烯酰胺基乙酸共聚物乳液中加入无机非金属颗粒、防老剂、光稳定剂、偶联剂、阻燃剂、防霉剂,搅拌均匀后,得到混合体系;

D、在金属箔上涂布一层厚度为5-10μm的步骤C的混合体系,得到OLED器件衬底;

E、在步骤D得到的OLED器件衬底的另一面与OLED通过聚氨酯胶黏剂粘合,对OLED器件进行包覆,然后对金属箔衬底的两端分别连续对外翻折3次并使用胶水粘接对折面,得到低水、氧透过率的OLED器件。

实施例2

一种降低OLED器件水、氧透过率的方法,包括以下步骤:

A、通过约束烧结法制备厚度为72μm的铜-金复合金属箔;

B、在453mL浓度为 0.01g/mL的烯丙基环糊精水溶液中,加入浓度为0.06mL 0.5g/mL的丙烯酰胺和1.2mL 浓度为0.5g/mL丙烯酰胺基乙酸,然后依次加入浓度为0.01g/mL的过硫酸钾和0.01g/mL亚硫酸氢钠,混合均匀后,充氮气10~30min,再在10~15℃下反应12~20h,得到分子量为3×102~5×105的丙烯酰胺-烯丙基环糊精-丙烯酰胺基乙酸共聚物乳液;

C、在步骤B的丙烯酰胺-烯丙基环糊精-丙烯酰胺基乙酸共聚物乳液中加入碳化硅、氮化硅、防老剂、光稳定剂、偶联剂、阻燃剂、防霉剂,搅拌均匀后,得到混合体系;

D、在金属箔上涂布一层厚度为5-10μm的步骤C的混合体系,得到OLED器件衬底;

E、在步骤D得到的OLED器件衬底的另一面与OLED通过环氧树脂胶黏剂粘合,对OLED器件进行包覆,然后对金属箔衬底的两端分别连续对外翻折3次并使用胶水粘接对折面,得到低水、氧透过率的OLED器件。

实施例3

一种降低OLED器件水、氧透过率的方法,包括以下步骤:

A、通过约束烧结法制备厚度为20μm的铜-金复合金属箔箔;

B、在420 mL 浓度为0.01g/mL的烯丙基环糊精水溶液中,加入0.08mL 浓度为0.5g/mL的丙烯酰胺和0.87 mL 浓度为0.5g/mL丙烯酰胺基乙酸,然后依次加入浓度为0.01g/mL的过硫酸钾和0.01g/mL亚硫酸氢钠,混合均匀后,充氮气10~30min,再在10~15℃下反应12~20h,得到分子量为3×102~5×105的丙烯酰胺-烯丙基环糊精-丙烯酰胺基乙酸共聚物乳液;

C、在步骤B的丙烯酰胺-烯丙基环糊精-丙烯酰胺基乙酸共聚物乳液中加入氮化硅、二氧化钛、氧化铝、防老剂、光稳定剂、偶联剂、阻燃剂、防霉剂,搅拌均匀后,得到混合体系;

D、在金属箔上涂布一层厚度为5-10μm的步骤C的混合体系,得到OLED器件衬底;

E、在步骤D得到的OLED器件衬底的另一面与OLED通过聚丙烯树脂胶黏剂和聚氨酯胶黏剂的混合体系粘合,对OLED器件进行包覆,然后对金属箔衬底的两端分别连续对外翻折2次并使用胶水粘接对折面,得到低水、氧透过率的OLED器件。

实施例4

一种降低OLED器件水、氧透过率的方法,包括以下步骤:

A、通过约束烧结法制备厚度为60μm的金箔;

B、在456mL浓度为 0.01g/mL的烯丙基环糊精水溶液中,加入0.08mL 浓度为0.5g/mL的丙烯酰胺和浓度为1.53 mL 0.5g/mL丙烯酰胺基乙酸,然后依次加入浓度为0.01g/mL的过硫酸钾和0.01g/mL亚硫酸氢钠,混合均匀后,充氮气10~30min,再在10~15℃下反应12~20h,得到分子量为3×102~5×105的丙烯酰胺-烯丙基环糊精-丙烯酰胺基乙酸共聚物乳液;

C、在步骤B的丙烯酰胺-烯丙基环糊精-丙烯酰胺基乙酸共聚物乳液中加入二氧化硅、碳化硅、防老剂、光稳定剂、偶联剂、阻燃剂、防霉剂,搅拌均匀后,得到混合体系;

D、在金属箔上涂布一层厚度为5-10μm的步骤C的混合体系,得到OLED器件衬底;

E、在步骤D得到的OLED器件衬底的另一面与OLED通过聚丙烯树脂胶黏剂粘合,对OLED器件进行包覆,然后对金属箔衬底的两端分别连续对外翻折2次并使用胶水粘接对折面,得到低水、氧透过率的OLED器件。

实施例5

一种降低OLED器件水、氧透过率的方法,包括以下步骤:

A、通过约束烧结法制备厚度为5μm的铝箔;

B、在396 mL浓度为 0.01g/mL的烯丙基环糊精水溶液中,加入0.15 mL 浓度为0.5g/mL的丙烯酰胺和浓度为2 mL 0.5g/mL丙烯酰胺基乙酸,然后依次加入浓度为0.01g/mL的过硫酸钾和0.01g/mL亚硫酸氢钠,混合均匀后,充氮气10~30min,再在10~15℃下反应12~20h,得到分子量为3×102~5×105的丙烯酰胺-烯丙基环糊精-丙烯酰胺基乙酸共聚物乳液;

C、在步骤B的丙烯酰胺-烯丙基环糊精-丙烯酰胺基乙酸共聚物乳液中加入碳化硅、防老剂、光稳定剂、偶联剂、阻燃剂、防霉剂,搅拌均匀后,得到混合体系;

D、在金属箔上涂布一层厚度为5-10μm的步骤C的混合体系,得到OLED器件衬底;

E、在步骤D得到的OLED器件衬底的另一面与OLED通过不饱和聚酯树脂胶黏剂粘合,对OLED器件进行包覆,然后对金属箔衬底的两端分别连续对外翻折2次并使用胶水粘接对折面,得到低水、氧透过率的OLED器件。

实施例6

一种降低OLED器件水、氧透过率的方法,包括以下步骤:

A、通过约束烧结法制备厚度为100μm的金箔;

B、在470 mL浓度为 0.01g/mL的烯丙基环糊精水溶液中,加入0.03mL 浓度为0.5g/mL的丙烯酰胺和浓度为0.5 mL 0.5g/mL丙烯酰胺基乙酸,然后依次加入浓度为0.01g/mL的过硫酸钾和0.01g/mL亚硫酸氢钠,混合均匀后,充氮气10~30min,再在10~15℃下反应12~20h,得到分子量为3×102~5×105的丙烯酰胺-烯丙基环糊精-丙烯酰胺基乙酸共聚物乳液;

C、在步骤B的丙烯酰胺-烯丙基环糊精-丙烯酰胺基乙酸共聚物乳液中加入二氧化钛、防老剂、光稳定剂、偶联剂、阻燃剂、防霉剂,搅拌均匀后,得到混合体系;

D、在金属箔上涂布一层厚度为5-10μm的步骤C的混合体系,得到OLED器件衬底;

E、在步骤D得到的OLED器件衬底的另一面与OLED通过不饱和聚酯树脂胶黏剂粘合,对OLED器件进行包覆,然后对金属箔衬底的两端分别连续对外翻折2次并使用胶水粘接对折面,得到低水、氧透过率的OLED器件。

使用水蒸汽透过率测试仪( 兰光科技,W3/0120 型) 和氧气透过率测试仪( 美国MOCON,Ox-tran2/21 型),测量本发明实施例1~6的OLED器件的在透水率、透氧率和使用寿命,如表2所示。

表2:

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