一种有机电致发光器件的封装结构及其封装方法
【专利摘要】本发明公开了一种有机电致发光器件的封装结构，包括阳极导电基底以及阳极导电基底上依次层叠设置的有机发光功能层、阴极和薄膜封装层；薄膜封装层包括在阴极上依次层叠设置的碳氮化锗膜层和无机阻挡层；碳氮化锗膜层的材质为碳氮化锗化合物；无机阻挡层的材质为氯掺杂的氧化钛、氯掺杂的氧化锆或氯掺杂的氧化铪。本发明公开的薄膜封装层具有很高的致密性，有效地减少了外部的氧气、水汽等物质对有机电致发光器件内有机化合物及电极的侵蚀，从而对器件形成了有效的保护，提高了器件的寿命，尤其是柔性器件的寿命，使得器件的寿命达到了14500小时以上（T701000cd/m2）；本发明第二方面还提供了一种有机电致发光器件的封装方法。
【专利说明】一种有机电致发光器件的封装结构及其封装方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及有机电致发光器件【技术领域】，尤其涉及一种有机电致发光器件的封装 结构及其封装方法。
【背景技术】
[0002] 目前，有机电致发光器件（0LED)存在寿命较短的问题，这主要是由于侵入的氧气 及水汽造成的。一方面，氧气是淬灭剂，会使发光量子效率显著下降，同时，氧气会与发光 层发生氧化作用，生成的羰基化合物也是有效的淬灭剂；另一方面，水汽的影响更显而易 见，它的主要破坏方式是使得器件内的有机化合物发生水解作用，同时也会与金属阴极发 生反应，使其稳定性大大下降，从而导致器件失效，降低使用寿命。因此，为了有效抑制 有机电致发光器件（0LED)在长期工作过程中的退化和失效，以使稳定工作达到足够的寿 命，起密封保护作用的封装技术就成了解决有机电致发光器件（0LED)寿命问题的一个突 破点，同时，这对封装材料的阻隔性提出了极高的要求。
[0003] 常用的有机电致发光器件（0LED)的封装技术是在基底上采用盖板封装，盖板封装 还需用密封胶对盖板和基底进行密封。密封胶的多孔性使得氧气和水汽很容易渗入器件内 部，因此采用这种封装方式时一般还需要在器件内加入干燥剂。随着器件内的干燥剂吸附 大量的氧气和水汽，使得干燥剂在短时间内失去了吸收能力，导致器件内逐渐积聚氧气和 水汽，从而使得器件的寿命显著下降；其中通常采用的玻璃盖板或金属盖板为脆性材料，易 产生裂纹，封装后器件会显得十分厚重，不适用于柔性器件。因此，如何减少氧气和水汽对 器件的渗透，提高器件的寿命，尤其是提高柔性器件的寿命已成为当今技术人员所要急切 解决的问题之一。
【发明内容】
[0004] 为解决上述问题，本发明第一方面提供了一种有机电致发光器件的封装结构，即 在阴极表面上设置薄膜封装层；本发明提供的薄膜封装层具有很高的致密性，有效地减少 了外部的氧气、水汽等活性物质对有机电致发光器件内的有机化合物及电极的侵蚀，防水 性能（WVTR)达到了 1. 27X10 -5g/m2 ? day左右，从而对有机电致发光器件形成了有效的 保护，提高了器件的寿命，尤其是柔性器件的寿命，使得器件的寿命达到了 14500小时以上 〇70@1000Cd/m2);本发明第二方面还提供了一种有机电致发光器件的封装方法，该封装方 法工艺简单，易大面积制备，对器件的结构和物理性质影响小，制成的膜的厚度、致密性和 均匀性好，同时避免了有害物质的污染。
[0005] 第一方面，本发明提供了一种有机电致发光器件的封装结构，包括阳极导电基底 以及在所述阳极导电基底表面上依次层叠设置的有机发光功能层、阴极和薄膜封装层；所 述薄膜封装层包括在阴极表面上依次层叠设置的碳氮化锗膜层和无机阻挡层；所述碳氮化 锗膜层的材质为碳氮化锗化合物（GeCxNy，其中0. 01 < x彡0. 5,0. 01 < y彡1，0. 5 < x+y < 2);所述无机阻挡层的材质为氯掺杂的氧化钛（Ti02:Cl)、氯掺杂的氧化锆（Zr02:Cl)或 氯掺杂的氧化铪（Hf02:Cl)。
[0006] 无机阻挡层的材质中掺杂氯，可以提高膜层的致密性，并且还可以通过与外界进 入的水汽形成水合物，阻止水汽进入器件内，同时无机阻挡层中氧化物内部的氧离子空位 可以捕获氧气，因此无机阻挡层具有良好的氧气与水汽的阻隔能力；碳氮化锗膜层中的碳 氮化锗的分子结构同时具有无机和有机的功能基团，使得碳氮化锗化合物具有无机物的高 阻隔性以及有机物的粘连性和柔韧性，可以提高无机阻挡层的阻隔性的同时，还可以改善 无机阻挡层的粘附性，并且还可以有效地减小膜层之间的应力。
[0007] 优选地，所述碳氮化锗膜层的厚度为100nm?150nm。
[0008] 优选地，所述无机阻挡层的厚度为15nm?20nm。
[0009] 优选地，所述碳氮化锗膜层和所述无机阻挡层形成一个封装单元，所述薄膜封装 层由3?5个所述封装单元层叠而成。
[0010] 薄膜封装层包括多个由碳氮化锗膜层和无机阻挡层组成的封装单元，增加了无机 阻挡层中针孔的平均长度，碳氮化锗化合物也更有效地填补了无机阻挡层中的针孔，因此 降低了针孔对于封装的影响，使得薄膜封装层具有了很高的致密性，更有效地提高了薄膜 封装层的阻隔性。
[0011] 优选地，所述阳极导电基底为导电玻璃基底、导电金属基底或导电塑料基底。
[0012] 更优选地，所述导电玻璃基底的材料为铟锡氧化物（IT0)、铝锌氧化物（AZ0)或铟 锌氧化物（IZ0);
[0013] 所述导电塑料基底的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)、聚砜醚（PES)、聚对萘 二甲酸乙二醇酯（PEN)或聚酰亚胺（PI)。
[0014] 薄膜封装层可以对刚性基底(玻璃基底、金属基底）和柔性基底(塑料基底)，尤其 是对柔性基底进行封装，这是因为薄膜封装层中的碳氮化锗膜层的柔韧性可以实现柔性器 件的可曲折性，从而可以对柔性器件形成有效的保护。
[0015] 优选地，所述有机发光功能层包括发光层，以及包括空穴注入层、空穴传输层、电 子传输层和电子注入层中的至少一种；
[0016] 空穴注入层采用行业内常用材料，优选为N，N'_二苯基-N，N'-二（1-萘 基）_1，1'-联苯 _4,4'_二胺（NPB)和掺杂在 N，N'_二苯基-N，N'_二（1-萘基）-1，1'-联 苯-4, 4' -二胺（NPB)中的三氧化钥（M〇03);
[0017] 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)；
[0018] 发光层采用行业内常用材料，优选地，主体材料为1，3,5_三（1-苯基-1H-苯并咪 唑-2-基）苯（TPBI)，客体材料为三（2-苯基吡啶）合铱[Ir(ppy)3];
[0019] 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);
[0020] 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)和 掺杂在4, 7-二苯基-1，10-菲罗啉（Bphen)中的叠氮化铯（CsN3);
[0021] 阴极可以为非透明金属阴极(铝、银、金等)，也可以为透明阴极(介质层夹杂金属 层形成的介质层/金属层/介质层结构等)。
[0022] 优选地，阴极的材质为铝（A1)、银（Ag)、金（Au)。
[0023] 优选地，阴极的材质为氧化铟锡（IT0) /银（Ag)/氧化铟锡（IT0)或硫化锌（ZnS) /银（Ag)/硫化锌（ZnS)形成的夹层结构。
[0024] 第二方面，本发明还提供了一种有机电致发光器件的封装方法，包括如下步骤：
[0025] (1)首先在洁净的导电基底上制备有机电致发光器件的阳极图形形成阳极导电 基底，然后采用真空蒸镀的方法在所述阳极导电基底表面上依次制备有机发光功能层和阴 极；
[0026] (2)在所述阴极表面上制备薄膜封装层，所述薄膜封装层包括在所述阴极表面上 依次层叠设置的碳氮化锗膜层和无机阻挡层，制备方法如下：
[0027] a)碳氮化锗膜层的制备：采用等离子体增强化学气相沉积法（PECVD)在所述阴 极表面上制备碳氮化锗膜层，工作压强为l〇Pa?80Pa，沉积温度为30°C?60°C，射频功 率为0. lW/cm2?lW/cm2 ;所述碳氮化锗膜层的材质为碳氮化锗化合物（GeCxNy，其中0. 01 < x < 0. 5,0. 01 < y < 1，0. 5 < x+y < 2);所述沉积碳氮化锗膜层的过程中采用的气源 为甲基锗烷（MMG)、氨气（NH3)和氢气（H2);所述甲基锗烷（MMG)的流量为4sccm?lOsccm， 所述氨气（NH3)的流量为所述甲基锗烷（MMG)的流量的20?30倍，所述氢气（H2)的流量 为190sccm?210sccm ;所述甲基锗烷（MMG)的结构式如Pi所示：
[0028]
【权利要求】
1. 一种有机电致发光器件的封装结构，包括阳极导电基底以及在所述阳极导电基底表 面上依次层叠设置的有机发光功能层、阴极和薄膜封装层，其特征在于，所述薄膜封装层包 括在所述阴极表面上依次层叠设置的碳氮化锗膜层和无机阻挡层；所述碳氮化锗膜层的材 质为碳氮化锗化合物；所述无机阻挡层的材质为氯掺杂的氧化钛、氯掺杂的氧化锆或氯掺 杂的氧化铪。
2. 根据权利要求1所述的有机电致发光器件的封装结构，其特征在于，所述碳氮化锗 膜层的厚度为lOOnm?150nm。
3. 根据权利要求1所述的有机电致发光器件的封装结构，其特征在于，所述无机阻挡 层的厚度为15nm?20nm。
4. 根据权利要求1所述的有机电致发光器件的封装结构，其特征在于，所述碳氮化锗 膜层和所述无机阻挡层形成一个封装单元，所述薄膜封装层由3?5个所述封装单元层叠 而成。
5. 根据权利要求1所述的有机电致发光器件的封装结构，其特征在于，所述阳极导电 基底为导电玻璃基底、导电金属基底或导电塑料基底。
6. 根据权利要求1所述的有机电致发光器件的封装结构，其特征在于，所述有机发光 功能层包括发光层，以及包括空穴注入层、空穴传输层、电子传输层和电子注入层中的至少 一种。
7. -种有机电致发光器件的封装方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 首先在洁净的导电基底表面上制备有机电致发光器件的阳极图形形成阳极导电 基底，然后采用真空蒸镀的方法在所述阳极导电基底表面上依次制备有机发光功能层和阴 极； (2) 在所述阴极表面上制备薄膜封装层，所述薄膜封装层包括在所述阴极表面上依次 层叠设置的碳氮化锗膜层和无机阻挡层，制备方法如下： a) 碳氮化锗膜层的制备：采用等离子体增强化学气相沉积法在所述阴极表面上制备碳 氮化锗膜层，工作压强为l〇Pa?80Pa，沉积温度为30°C?60°C，射频功率为0.lW/cm2? lW/cm2 ;所述碳氮化锗膜层的材质为碳氮化锗化合物；所述沉积碳氮化锗膜层的过程中采 用的气源为甲基锗烷、氨气和氢气；所述甲基锗烷的流量为4sCCm?lOsccm，所述氨气的流 量为所述甲基锗烷流量的20?30倍，所述氢气的流量为19〇SCCm?21〇SCCm; b) 无机阻挡层的制备：采用原子层沉积法在所述碳氮化锗膜层表面上制备无机阻挡 层，工作压强为l〇Pa?80Pa，沉积温度为40°C?60°C;所述无机阻挡层的材质为氯掺杂的 氧化钛、氯掺杂的氧化锆或氯掺杂的氧化铪；所述沉积无机阻挡层的过程中采用的前驱体 为四（二氯甲基胺基）钛、四（二氯甲基胺基）锆或四（二氯甲基胺基）铪中的一种胺基物和水 蒸气；所述胺基物的注入时间为〇. 2s?ls，所述水蒸气的注入时间为20ms?40ms，注入所 述胺基物与注入所述水蒸气之间间隔5s?10s注入氮气作为净化气体；所述胺基物、所述 水蒸气和所述氮气的流量均为lOsccm?20sccm。
8. 根据权利要求7所述的有机电致发光器件的封装方法，其特征在于，所述碳氮化锗 膜层的厚度为l〇〇nm?150nm。
9. 根据权利要求7所述的有机电致发光器件的封装方法，其特征在于，所述无机阻挡 层的厚度为15nm?20nm。
10.根据权利要求7所述的有机电致发光器件的封装方法，其特征在于，在所述步骤 (b)后采用和步骤（a)相同的方法和材料在所述无机阻挡层上制备碳氮化锗膜层，再在所述 碳氮化锗膜层上采用和步骤（b)相同的方法和材料制备无机阻挡层，所述碳氮化锗膜层和 所述无机阻挡层形成一个封装单元，制备得到由3?5个所述封装单元重复形成的薄膜封 装层。
【文档编号】H01L51/50GK104518118SQ201310456868
【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