具有氧离子泵的电子装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电子器件，其包含电活性材料和用于从所述器件除去氧气的氧离 子泵。此外，本发明还涉及氧离子泵用于从电子器件除去氧气的用途。
【背景技术】
[0002] 现今存在许多不同的电活性材料，其适于例如制造灯、显示器件、太阳能电池或场 效应晶体管。这些材料特别用于所谓的有机发光二极管和有机太阳能电池中。然而，这些电 活性材料中的许多具有以下缺点：它们对环境气候，特别是对氧气、水蒸气、水和臭氧敏感。 因此，有必要将这些材料充分密封在电子器件中。
[0003] 因此，例如在基于有机发光二极管的显示器件的情况下，将有机化合物包埋在边 缘处密封的玻璃板之间。为了这个目的，通常使用有机胶粘剂，但这些不能完全防止氧气扩 散。因此，随着操作时间累积，有机化合物缓慢降解并且这些显示器件中的颜色褪色。图1 以图解的方式示出这种类型的电子器件。在现有技术中，旨在清除进入的氧气的所谓的牺 牲材料（消气剂）安装在密封内部以进行吸附。用于防止氧气进入的另一种可行性是用玻 璃焊料进行密封。特别地，第二种变体是有问题的，因为用玻璃焊料进行密封需要高温，并 且许多电活性材料，特别是有机电子材料，仅具有有限的温度稳定性。
[0004] 防止氧气进入这种类型的电子器件中的环境极为重要，因为用于密封电池的塑料 对于氧气扩散是不可渗透的。如果代替玻璃板，其将可能在未来起到更大的作用，使用透明 的聚合物膜，这些物质对于氧气扩散同样是不可渗透的。在所提及的每种情况下，进入的氧 气将逐渐地破坏电活性材料的工作能力。特别是根据例如在显示器件中的颜色逐渐褪色， 这是显而易见的。虽然使用智能电子技术可以将其部分抵消，但仍然希望不会发生这种破 坏。
【发明内容】
[0005] 因此，本发明的目的是提供一种如下的电子器件，在这种电子器件的情况下可以 逐渐地从所述器件再次不断地除去进入的氧气，以使得这些器件的寿命增加。
[0006] 本发明的目的通过提供一种如下的电子器件来实现，所述电子器件包含至少一种 电活性材料，将所述电活性材料封闭在其内部的遮盖物，和氧离子泵，其中所述氧离子泵是 所述遮盖物的整体组成部分或者安装在所述遮盖物的内表面上，并且其中所述氧离子泵包 含在氧离子传导材料的相对两端处的阴极和阳极，其中所述阴极的至少一部分朝向所述遮 盖物的内部，并且所述阳极的至少一部分朝向所述遮盖物的外部。
[0007] 表述"阴极的至少一部分朝向遮盖物的内部"旨在被认为是指阴极至少部分地位 于遮盖物的内部，即由遮盖物界定的空间中。表述"阳极的至少一部分朝向遮盖物的外部" 旨在被认为是指阳极位于遮盖物的与内部相反的空间、优选遮盖物外部的空间上，即阳极 相比于阴极位于离遮盖物中心更远处。只有以这种方式才能够确保，在向阳极和阴极施加 电压时，通过位于其间的氧离子传导材料从遮盖物的内部向外部传输氧。
[0008] 在根据本发明的电子器件的另一种实施方式中，所述遮盖物包含基底、密封帽和 胶粘剂，其中所述胶粘剂优选将所述基底与所述密封帽彼此密封。根据本发明的这种实施 方式示于本申请的图2中。
[0009] 在根据本发明的电子器件的另一种实施方式中，所述氧离子泵优选布置在所述胶 粘剂的区域中。此处特别优选的是，所述氧离子传导材料在阴极侧上与遮盖物的内部接触 并且在面向阳极一侧与遮盖物的外部环境接触，其中所述氧离子泵优选包埋在胶粘剂中。 这种类型的实施方式也例如由图2示出。可一体化至根据本发明的器件的胶粘剂区域中的 氧离子泵例如示于图3中。
[0010] 在根据本发明的电子器件的另一个实施方式中，优选的是以至少在基底和/或密 封帽上的区域中的层形式布置所述氧离子泵。"至少在……区域中"是指基底和/或密封帽 的表面的至少一部分优选设置有氧离子泵的层。然而，可选地，基底和/或密封帽的整个表 面也可设置有氧离子泵的层。
[0011] 所述氧离子泵的层被认为是指由至少三个子层构建的层，其中一个子层代表阴极 层，另一个子层代表阳极层，并且又一个子层代表氧离子传输材料的层。此处同样地，氧离 子传导层位于所述阳极层与所述阴极层之间。在这种实施方式中，阴极优选位于遮盖物、即 基底和/或密封帽的内表面上，并且阴极朝着遮盖物内部定向。
[0012] 更一般来说，本申请中的"遮盖物的内部"被认为是指本发明电子器件的由遮盖物 封闭的内部。本申请中的术语"遮盖物的外部" 一般被认为是指遮盖物外部的未由此封闭 的空间。
[0013] 在本发明的其中以至少在基底和/或密封帽上的区域中的层形式布置氧离子泵 的实施方式中，优选的是至少基底和/或密封帽的上面安装有氧离子泵的区域针对遮盖物 的外部可透氧。这可例如通过使用可透氧材料例如聚合物层作为遮盖物，或通过具有开口 的遮盖物的材料来确保。
[0014] 在本申请中，所述基底优选由玻璃、陶瓷、金属、聚合物层或塑料层组成，其中柔性 基底是优选的。在一个优选的实施方式中，所述柔性基底由聚合物或塑料组成。对于聚合 物或塑料的最重要的选择标准是1)卫生方面和2)玻璃化转变温度。聚合物的玻璃化转变 温度（Tg)可以获自已知手册（例如〃Polymer Handbook〃（聚合物手册），J. Brandrup, Ε? Immergut 和 EA Grulke 编，John Willey&Sons 公司，1999, VI/193-VI/276)。所述聚合物 的Tg优选高于100°C，非常优选高于150°C，非常特别优选高于180°C。非常优选的基底例 如是聚（对苯二甲酸乙二醇酯）（PET)和聚（2, 6-萘二甲酸乙二醇酯）（PEN)。
[0015] 在本申请中的密封帽优选由玻璃、陶瓷、金属、聚合物层或塑料层组成。玻璃和金 属是特别优选的。
[0016] 用作基底或密封帽的陶瓷可以是以下中的一种：硅酸盐玻璃、碳化物（SiC)、金属 氧化物（Al2O3)、氮化物（Si3N4)和其它非硅酸盐玻璃。
[0017] 在本发明中，所述氧离子传导材料优选是固态电解质。根据本发明使用的固态 电解质能够传输在阴极处由氧气形成的〇 2_离子，所述〇2_离子在阴极的相对侧、即在阳极 处由此再转化回氧气。原则上，通常可用于固体氧化物燃料电池中的固态电解质也可以用 于根据本发明的器件中。对于固态电解质合适的材料例如是二氧化锆、氧化铋、氧化钍、 氧化铪、磷灰石、氧化铈、钼酸镧、镧系元素氟氧化物、氧化镧和其组合。在一个实施方式 中，固态电解质优选被稀土元素或镧系元素掺杂或稳定化。固态电解质的综述提供于例如 Adachi 等，Chem. Rev.(化学综述）2002, 102, 2405-2429 ;Kendrick 等，Annu. Rep. Prog. Chem.，Sect. A (化学进展年度报告 A 部），2009, 105, 436-459 ;Malavasi 等，Chem. Soc. Rev. (化学会综述），2010, 39, 4370-4387中。所述固态电解质特别优选选自钇稳定化氧化锆、镱 稳定化氧化错、妈稳定化氧化错、铺稳定化氧化错、镱稳定化氧化错、钪稳定化氧化错、氧化 钛、氧化锡、氧化锌和其组合。
[0018] 在一个非常优选的实施方式中，所述氧离子泵包含氧离子传导层，其具有多层结 构，例如超晶格，如由J. Garcia-Barriocanal等在Science (科学）321，676 (2008)中所报 道的。
[0019] 所述氧离子泵的阴极优选包含催化氧还原反应的材料。所述阴极材料优选由贵金 属，特别优选Pt、Pd组成。所述阴极优选是可透气的，例如，呈金属网形式。
[0020] 所述氧离子泵的阳极优选是选自金属、导电性金属氧化物和导电性聚合物的材 料。所述阳极优选由这些材料中的一种或多种组成。
[0021] 所述电活性材料优选是氧敏材料。氧敏材料被认为是指其电子性质由于氧的存在 而被不可逆地破坏。所述电活性材料可以是有机电子材料或含有至少一种量子点的材料。 然而，所述电活性材料优选是有机电子材料。
[0022] 所述有机电子材料可以是发光材料、空穴传输材料（HTM)、空穴注入材料（HIM)、 电子传输材料（ETM)、电子注入材料（EIM)、空穴阻挡材料（HBM)、电子阻挡材料（EBM)、激子 阻挡材料（ExBM)、主体材料、有机金属络合物、有机染料或其组合。
[0023] 发光材料是优选在可见光区发光的材料。所述发光材料优选在380nm与750nm之 间具有发射峰。所述发光材料优选是磷光或荧光发光体化合物。
[0024] 在本发明意义上的荧光发光体化合物是在室温下展现从激发单重态发光的化合 物。为了本发明的目的，特别是所有不含重原子、即不含原子序数大于36的原子的发光化 合物，都被视为荧光化合物。
[0025] 所使用的发光材料特别优选是磷光发光体化合物。磷光发光体化合物一般被认为 是指展现从具有相对高自旋多重度、即自旋态>1的激发态，例如从激发三重态（三重态发 光体）、从MLCT混合态或五重态（五重态