用于衬底和装置的薄膜渗透屏障系统和制造所述薄膜渗透屏障系统的方法
【专利说明】用于衬底和装置的薄膜渗透屏障系统和制造所述薄膜渗透 屏障系统的方法
[0001] 所要求的本发明是由达成联合大学公司研究协议的W下各方中的一或多者，WW 下各方中的一或多者的名义和/或结合W下各方中的一或多者而作出：密歇根大学董事会 巧egents of the University of Michigan)、普林斯顿大学（Princeton University)、南 加州大学（The University of Southern California) W及环宇显不器公司（Universal Display Co巧oration)。所述协议在作出所要求的本发明的日期当天和之前就生效，并且 所要求的本发明是因在所述协议的范围内进行的活动而作出。
技术领域
[0002] 本发明设及有机发光装置（OLED)和类似装置，W及并入在其中的各种层。更确切 地说，其设及适合与OL邸或其它类似装置或衬底一起使用的渗透屏障。
【背景技术】
[0003] 出于多种原因，利用有机材料的光电装置变得越来越受欢迎。用于制造所述装置 的许多材料相对便宜，因此有机光电装置具有优于无机装置的成本优势的潜力。另外，有机 材料的固有性质（例如其柔性）可W使其非常适合具体应用，例如在柔性衬底上的制造。有 机光电装置的实例包括有机发光装置（OLED)、有机光电晶体、有机光伏打电池W及有机光 电检测器。对于OL邸，有机材料可W具有优于常规材料的性能优势。举例来说，有机发射层 发光的波长通常可W容易地用适当的渗杂剂调节。
[0004] OL邸利用有机薄膜，其在电压施加于装置上时发光。OL邸正变为用于例如平 板显示器、照明和背光应用中的越来越引人注目的技术。美国专利第5, 844, 363号、第 6, 303, 238号W及第5, 707, 745号中描述若干OL邸材料和配置，所述专利W全文引用的方 式并入本文中。
[0005] 憐光发射分子的一个应用是全色显示器。针对所述显示器的行业标准需要适合于 发射具体色彩（称为"饱和"色彩）的像素。确切地说，运些标准需要饱和的红色、绿色W 及蓝色像素。可W使用所属领域中熟知的CIE坐标来测量色彩。
[0006] 绿色发射分子的一个实例是=(2-苯基化晚）银，其表示为Ir (ppy) 3,其具有W下 结构：
[0007]
[0008] 在此图和本文后面的图中，我们将从氮到金属（在运里是Ir)的配价键描绘为直 线。
[0009] 如本文所用，术语"有机"包括可W用于制造有机光电装置的聚合材料W及小分子 有机材料。"小分子"是指不是聚合物的任何有机材料，并且"小分子"可能实际上相当大。 在一些情况下，小分子可W包括重复单元。举例来说，使用长链烷基作为取代基不会将分子 从"小分子"类别中去除。小分子还可W并入到聚合物中，例如作为聚合物主链上的侧基或 作为主链的一部分。小分子还可W充当树枝状的核屯、部分，所述树枝状由一系列建立在核 屯、部分上的化学壳组成。树枝状的核屯、部分可W是巧光或憐光小分子发射体。树枝状可W 是"小分子"，并且据信目前用于OL邸领域中的所有树枝状都是小分子。
[0010] 如本文所用，"顶部"意指离衬底最远，而"底部"意指最靠近衬底。在将第一层描 述为"安置"在第二层"上"的情况下，第一层被安置地距衬底较远。除非规定第一层"与" 第二层"接触"，否则第一层与第二层之间可W存在其它层。举例来说，即使阴极与阳极之间 存在各种有机层，仍可W将阴极描述为"安置在"阳极"上"。
[0011] 如本文所用，"溶液可处理"意指能够W溶液或悬浮液的形式在液体介质中溶解、 分散或输送和/或从液体介质沉积。
[0012] 当据信配体直接有助于发射材料的光敏性质时，配体可W被称为"光敏性的"。当 据信配体不有助于发射材料的光敏性质时，配体可W被称为"辅助性的"，但辅助性配体可 W改变光敏性配体的性质。
[0013] 如本文所用，并且如所属领域的技术人员通常将理解，如果第一能级较接近真空 能级，那么第一"最高占用分子轨道"化0M0)或"最低未占用分子轨道"（LUMO)能级"大于" 或"高于"第二HOMO或LUMO能级。由于将电离电位（I巧测量为相对于真空能级的负能量， 因此较高HOMO能级对应于具有较小绝对值的IP (较不负的IP)。类似地，较高LUMO能级 对应于具有较小绝对值的电子亲和性（EA)(较不负的EA)。在顶部是真空能级的常规能级 图上，材料的LUMO能级高于同一材料的HOMO能级。"较高'械MO或LUMO能级表现为比"较 低"HOMO或LUMO能级更靠近所述图的顶部。
[0014] 如本文所用，并且如所属领域的技术人员通常将理解，如果第一功函数具有较高 绝对值，那么第一功函数"大于"或"高于"第二功函数。因为通常将功函数测量为相对于真 空能级的负数，所W运意指"较高"功函数是更负的。在顶部是真空能级的常规能级图上， 将"较高"功函数说明为在向下方向上距真空能级较远。因此，HOMO和LUMO能级的定义遵 循与功函数不同的惯例。
[0015] 关于OL邸和上文所描述的定义的更多细节可W在美国专利第7, 279, 704号中找 到，所述专利W全文引用的方式并入本文中。
【发明内容】
[0016] 在一个实施例中，提供薄膜屏障，其包括包含SiOyCyH,的第一混合屏障层，和紧邻 第一混合屏障层安置的无机第二屏障层。薄膜屏障可W仅包括第一混合屏障层和无机第二 屏障层或可W基本上由其组成。薄膜屏障可W是柔性的，并且可W用于封装或W其它方式 保护敏感装置，例如OLED。
[0017] 在一个实施例中，薄膜屏障可W通过获得至少一种含有机娃前体、等离子体沉积 前体中的每一者W在衬底上方形成包含SiOyCyH,的屏障层、在衬底上方并且紧邻屏障层沉 积无机层来制造。屏障层可W沉积在无机层上方或下方，并且层的组合可W沉积在衬底的 一侧或两侧上。一或多个掩模可W用于沉积所述层，并且单一掩模可W用于沉积两个层。所 述层可W在不使用任何掩模的情况下沉积。
【附图说明】
[001引图1示出一种有机发光装置。
[0019] 图2示出不具有独立电子输送层的倒置式有机发光装置。
[0020] 图3A示出根据本发明的一个实施例的薄膜渗透屏障系统的截面。
[0021] 图3B示出根据本发明的一个实施例的薄膜渗透屏障系统的截面。
[0022] 图4示出根据本发明的一个实施例的涂布有屏障系统的实例衬底的截面；图4A示 出屏障涂布在衬底顶部上的配置；图4B示出屏障涂布在衬底底部上的配置；并且图4C示 出屏障涂布在衬底的顶部与底部两者上的配置。
[0023] 图5示出在根据本发明的一个实施例的渗透屏障系统中的由上而下扩散的示意 图。
[0024] 图6示出在根据本发明的一个实施例的渗透屏障系统中的由上而下和横向扩散 的不意图。
[00巧]图7示出在根据本发明的一个实施例的用渗透屏障系统封装的OL邸中的由上而 下扩散和水平侵入的示意图。
[0026] 图8示出根据本发明的一个实施例的随时间变化的渗透水量的曲线图。
[0027] 图9示出根据本发明的一个实施例的随带槽框宽度变化的一个水单层扩散所用 的时间的曲线图。
[002引图10示出根据本发明的一个实施例的在用渗透屏障系统封装的衬底上的OL邸的 示意性截面，其中所述屏障系统在OL邸生长之前沉积在衬底顶部上并且另一个屏障系统 沉积在OL邸顶部上。
[0029] 图11示出根据本发明的一个实施例的在用渗透屏障系统封装的衬底上的OL邸的 示意性截面，其中所述屏障系统在OL邸生长之前沉积在衬底的顶部与底部两者上并且另 一个屏障系统沉积在OL邸顶部上。
[0030] 图12示出根据本发明的一个实施例的随时间变化的应力变化的曲线图。
[0031] 图13示出比较OLED装置1在时间T = 0小时和T = 24小时的照片。
[0032] 图14示出比较OLED装置2在时间T = 0小时和T = 96小时的照片。
[0033] 图15示出根据本发明的一个实施例的OLED装置在T = 0小时和T = 500小时的 照片。
[0034] 图16示出根据本发明的一个实施例的OLED装置在T = 0小时和T = 500小时的 照片。
【具体实施方式】
[0035] -般来说，OL邸包含至少一个有机层，其安置在阳极与阴极之间并且与阳极和阴 极电连接。当施加电流时，阳极注入空穴并且阴极注入电子到有机层中。所注入的空穴和 电子各自朝带相反电荷的电极迁移。当电子和空穴定位在同一分子上时，形成"激子"，其为 具有激发能态的定域电子-空穴对。当激子通过光发射机制弛豫时，发射光。在一些情况 下，激子可W定位在准分子或激发复合物上。非福射机制（例如热弛豫）也可能发生，但通 常被视为不合需要的。
[0036] 最初的OL邸使用从其单态发射光（"巧光"）的发射分子，如例如美国专利第 4, 769, 292号中所公开，所述专利W全文引用的方式并入。巧光发射通常在小于10纳秒的 时间范围中发生。
[0037] 最近，已经论证了具有从=重态发射光（"憐光"）的发射材料的OL邸。己尔多 (Baldo)等人，"从有机电致发光装置的高效憐光发射（Hi曲Iy Efficient Phosphorescent Emission from Organic Electroluminescent Devices)，"自然（Nature)，第 395 卷， 151-154,1998 ;("己尔多-I")和己尔多等人，"基于电致憐光的非常高效绿色有机 ^ ^ ^ fi (Very hi邑h-efficiency green organic light-emitting devices based on electro地OS地orescence)"，应用物理学报（Appl. Phys. Lett.)，第 75 卷，第 3 期， 4-6(1999)("己尔多-II")，其W全文引用的方式并入。在W引用的方式并入的美国专利 第7, 279, 704号第5到6列中更详细地描述憐光。
[0038] 图1示出有机发光装置100。图不一定按比例绘制。装置100可W包括衬底110、 阳极115、空穴注入层120、空穴输送层125、电子阻挡层130、发射层135、空穴阻挡层140、 电