本发明属于显示技术领域,具体涉及有机发光二极管的封装结构、封装方法和照明装置。
背景技术:
有机发光二极管(organiclight-emittingdiode,oled)具有自发光、广视角、几乎无穷高的对比度、较低耗电、极高反应速度等优点,受到越来越多的关注。在所有面临的挑战中,寿命相对较短仍是制约有机发光二极管商业化的重要因素之一,有机发光二极管对于空气中的水汽很敏感,因此有机发光二极管的封装是非常重要的一环,直接影响有机发光二极管的使用寿命。
技术实现要素:
本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的。
柔性有机发光二极管(柔性oled器件)由于具有柔性、重量轻薄、曲面兼容、可个性化设计、耐冲击性好等特殊优势而受到广泛关注。现有的有机发光二极管的封装结构主要通过pecvd(离子体增强化学气相沉积)和ald(原子层沉积)方法实现,但通过pecvd方法形成的封装结构存在成本偏高、封装结构的厚度大等问题。通过ald方法形成的封装结构存在生长速度很慢、无法满足大面积、低成本和高效率的要求等问题。现有有机发光二极管的封装结构中因存在封装结构的厚度大、对器件柔韧性提升不利等问题,影响了柔性有机发光二极管的寿命,并且现有的封装方法难以实现大面积卷对卷封装,操作复杂。传统的封装结构和封装方法因不适应对有机发光二极管柔性、轻薄、高效的发展要求,并且存在制备工艺复杂、成本高昂等问题,已经成为有机发光二极管,特别是柔性有机发光二极管的发展瓶颈。因此,研发一种可以改善上述技术问题的有机发光二极管的封装结构、封装方法和照明装置具有重要意义。
本发明旨在至少一定程度上缓解上述提及问题中的至少一个。
本发明提供一种有机发光二极管的封装结构,所述封装结构包括层叠设置的衬底、位于所述衬底上的有机发光二极管、疏水保护层、胶层和阻隔层;所述疏水保护层包覆所述有机发光二极管远离所述衬底一侧的表面和所述有机发光二极管的侧面;所述疏水保护层在所述衬底上的正投影区域面积小于所述衬底的面积;形成所述疏水保护层的材料包括:含氟聚合物、疏水纳米粒子和干燥剂颗粒;所述胶层在所述衬底上的正投影区域与所述衬底的区域相重合。由此,疏水保护层的结构致密,其中含氟聚合物和疏水纳米粒子均具有阻隔水氧、疏水和防水的作用,干燥剂颗粒可以吸附水汽,疏水保护层可以有效的阻隔水氧并且避免水汽向有机发光二极管的内部渗透。本发明的封装结构还具有成本低、制备工艺简单、可离线贴合的优点,可以有效提高有机发光二极管的寿命。
根据本发明的实施方式,所述疏水保护层的厚度为0.05-1μm,由此,可以更好的阻隔水氧向有机发光二极管的内部渗透,更好的提高有机发光二极管的寿命。
根据本发明的实施方式,所述含氟聚合物为全氟聚醚化合物、含氟硅聚合物、氟化亚克力聚合物的至少一种;由此,含氟聚合物可以更好的阻隔水氧。
进一步地,所述全氟聚醚化合物为全氟1-丁烯基乙烯基醚、四氟乙基三氟甲基醚的至少一种。
进一步地,所述疏水纳米粒子为sio2、al2o3、fe3o4、zno的至少一种;所述疏水纳米粒子的粒径为5-100nm。由此,疏水纳米粒子具有更好的疏水性,可以进一步提高有机发光二极管的使用寿命。
根据本发明的实施方式,所述干燥剂颗粒包括碱金属、碱土金属、金属氧化物、卤化物、硫酸盐、高氯酸盐的至少一种;所述干燥剂颗粒的粒径小于等于500nm。由此,干燥剂颗粒具有更好的吸水能力。
进一步地,所述干燥剂颗粒为钠、钙、镁、钡、氧化锂、氧化钠、氧化钾、氧化钡、氧化钙、氧化镁、硫酸锂、硫酸钠、硫酸钙、硫酸镁、氯化钙、氯化镁、氯化铯、氟化铯、氟化亚锡、溴化锂、溴化钙、溴化镁、碘化钡、碘化镁、高氯酸钡和高氯酸镁的至少一种。
根据本发明的实施方式,形成所述疏水保护层的材料还包括溶剂;进一步地,所述溶剂为氢氟醚、六氟丙烷、十氟戊烷和氟碳溶剂的至少一种,这些溶剂为快干型且对有机发光二极管无化学腐蚀作用。
进一步地,所述疏水保护层是由涂布液干燥后形成的;所述涂布液包括:含氟聚合物、疏水纳米粒子、干燥剂颗粒和溶剂。涂布液中的含氟聚合物、疏水纳米粒子、干燥剂颗粒在溶剂中均匀分布,进一步使含氟聚合物、疏水纳米粒子、干燥剂颗粒均匀的形成在有机发光二极管的远离衬底一侧的表面和有机发光二极管的侧面。
以所述涂布液的总质量为基准,所述含氟聚合物的含量为15-40%,所述疏水纳米粒子的含量为0.5-5%,所述干燥剂颗粒的含量为5-10%,所述溶剂的含量为50-75%。由此,可以更好的对有机发光二极管进行保护,更好的阻隔水氧进入有机发光二极管的内部。
根据本发明的实施方式,所述胶层包括阻隔胶膜、热熔胶膜和uv固化胶的至少一种。
进一步地,形成所述阻隔胶膜和所述热熔胶膜的材料包括:聚烯烃、有机硅改性聚丙烯酸、有机硅改性乙烯-醋酸乙烯酯的至少一种;
进一步地,所述胶层的厚度为1-15μm,例如1μm、2μm、10μm、15μm。
进一步地,形成所述阻隔层的材料包括阻隔薄膜,形成阻隔薄膜的材料包括基材;所述基材为pet、pen、pi、etfe的至少一种;形成阻隔薄膜的材料还包括无机金属氧化物和氮化物材料的至少一种。
根据本发明的实施方式,所述衬底包括基板、有机平坦化层、依次层叠的至少一个无机亚层以及至少一个有机亚层;进一步地,形成所述基板的材料为聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、透明聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷、聚氨酯中至少一种。形成所述无机亚层的材料包括金属氧化物和氮化物的至少一种,所述金属选自al、si、zr、ti、hf、ta、in、sn、zn的至少一种;形成所述有机亚层的材料包括有机硅改性聚丙烯酸酯。由此,该衬底可以更好的阻隔水汽,进一步提高有机发光二极管的使用寿命。
本发明还提供一种有机发光二极管的封装方法,所述封装方法包括以下步骤:提供衬底;在所述衬底上形成有机发光二极管;在有机发光二极管上形成疏水保护层;所述疏水保护层包覆所述有机发光二极管远离所述衬底一侧的表面和所述有机发光二极管的侧面;所述疏水保护层在所述衬底上的正投影区域面积小于所述衬底的面积;形成所述疏水保护层的材料包括:含氟聚合物、疏水纳米粒子和干燥剂颗粒;在所述疏水保护层上形成胶层;所述胶层在所述衬底上的正投影区域与所述衬底的区域相重合;在所述胶层上形成阻隔层。
通过该方法得到的封装结构具有前文描述的有机发光二极管的封装结构的所有定义。由此,该方法具有前文所述的有机发光二极管的封装结构所具有的全部特征以及优点,在此不再赘述。
根据本发明的实施方式,形成疏水保护层包括以下步骤:将涂布液涂布到所述有机发光二极管的侧面和有机发光二极管远离所述衬底一侧的表面,干燥,形成疏水保护层;进一步地,所述涂布液包括:含氟聚合物、疏水纳米粒子、干燥剂颗粒和溶剂;以所述涂布液的总质量为基准,所述含氟聚合物的含量为15-40%,所述疏水纳米粒子的含量为0.5-5%,所述干燥剂颗粒的含量为5-10%,所述溶剂的含量为50-75%。由此,得到的疏水保护层可以对有机发光二极管进行有效的保护,防止水氧进入有机发光二极管的内部。
本发明还提供一种照明装置,所述照明装置包括前文所述的有机发光二极管的封装结构。由此,该照明装置具有前文所述的有机发光二极管的封装结构所具有的全部特征以及优点,在此不再赘述。
附图说明
图1是本发明有机发光二极管的封装结构的示意图;
图2是本发明疏水保护层的结构示意图;
图3是本发明有机发光二极管的封装方法流程图。
附图标记
100-衬底,200-有机发光二极管,300-疏水保护层,400-胶层,500-阻隔层,310-含氟聚合物,320-干燥剂颗粒,330-疏水纳米粒子。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的,按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂未注明生产厂商者,均为可以通过市场购得的常规产品。
现有的柔性有机发光二极管的封装存在封装工艺复杂、封装结构的厚度大、难以实现大面积卷对卷封装等技术问题。
本发明提供一种有机发光二极管的封装结构,如图1所示,封装结构包括层叠设置的衬底100、位于所述衬底100上的有机发光二极管200、疏水保护层300、胶层400和阻隔层500。疏水保护层300包覆有机发光二极管200远离衬底100一侧的表面和有机发光二极管200的侧面,疏水保护层300在衬底100上的正投影区域面积小于衬底100的面积,疏水保护层300在衬底100上的正投影区域面积大于有机发光二极管200在衬底100上的正投影区域面积,胶层400在衬底100上的正投影区域与衬底100的区域相重合,阻隔层500在衬底100上的正投影区域与衬底100的区域相重合。如图2所示,形成疏水保护层300的材料包括:含氟聚合物310、疏水纳米粒子330和干燥剂颗粒320。由此,疏水保护层的结构致密,具备耐水防潮、绝缘、耐盐雾作用。疏水保护层中的含氟聚合物和疏水纳米粒子均具有阻隔、疏水、防水作用,可以阻隔水氧从有机发光二极管的侧面及正面向器件内部的渗透,一旦微量的水汽进入,疏水保护层中的干燥剂颗粒具有吸水作用,可以吸附进入疏水保护层中的微量水,进一步避免水汽向有机发光二极管的内部渗透。本发明的封装结构可以对有机发光二极管进行有效的保护,具有隔绝水氧的效果,并且具有制备工艺简单、成本低、可离线贴合的优点,提升了有机发光二极管的使用寿命。
本发明的疏水保护层可以在涂布胶层之前对有机发光二极管进行预保护。有机发光二极管的金属电极及其他功能层均是纳米级薄膜,膜层的厚度薄且材料对环境中的水氧极其敏感,直接在有机发光二极管的表面涂布胶层会对器件性能造成破坏,有可能会因胶层的拉伸作用造成金属电极破坏。若省略掉疏水保护层,在有机发光二极管的表面直接形成胶层然后形成阻隔层,由于与疏水保护层相比,胶层的水氧阻隔性较差,则封装后环境中水氧会沿着胶层侧漏至器件内部,器件容易失效。
如图2所示,疏水保护层300至少在远离有机发光二极管200一侧的表面聚集疏水纳米粒子330,形成的疏水层可以阻隔水汽进入有机发光二极管200的内部。
根据本发明的实施方式,疏水保护层的厚度为0.05-1μm,例如0.2μm、0.4μm、0.5μm、1μm。由此,如果疏水保护层的厚度过小,则阻隔水氧的效果会较差,如果疏水保护层的厚度过大,则增加了封装结构的厚度,影响器件的产品竞争力,且存在增加成本的问题。当疏水保护层的厚度为0.05-1μm时,可以达到较好的阻隔水氧的效果。本发明疏水保护层的厚度很薄,可以提高器件的柔韧性。
根据本发明的实施方式,含氟聚合物为全氟聚醚化合物、含氟硅聚合物、氟化亚克力聚合物的至少一种。由此,含氟聚合物具有更好的疏水性。
进一步地,全氟聚醚化合物为全氟1-丁烯基乙烯基醚、四氟乙基三氟甲基醚的至少一种。
进一步地,疏水纳米粒子为sio2、al2o3、fe3o4、zno的至少一种;由此,疏水纳米粒子具有更好的疏水性,可以进一步提高阻隔水汽的能力。
进一步地,疏水纳米粒子的粒径为5-100nm,例如5nm、20nm、50nm、100nm。由此,可以具有更好的疏水性。
根据本发明的实施方式,干燥剂颗粒包括碱金属、碱土金属、金属氧化物、卤化物、硫酸盐、高氯酸盐的至少一种。由此,干燥剂颗粒具有更好的吸水性,进一步可以防止水汽进入有机发光二极管的内部。
进一步地,干燥剂颗粒的粒径小于等于500nm,例如100nm、300nm、500nm。由此,干燥剂颗粒具有更好的吸收水汽的能力。
示例性的,干燥剂颗粒为钠、钙、镁、钡、氧化锂、氧化钠、氧化钾、氧化钡、氧化钙、氧化镁、硫酸锂、硫酸钠、硫酸钙、硫酸镁、氯化钙、氯化镁、氯化铯、氟化铯、氟化亚锡、溴化锂、溴化钙、溴化镁、碘化钡、碘化镁、高氯酸钡和高氯酸镁的至少一种。
根据本发明的实施方式,形成疏水保护层的材料还包括溶剂。进一步地,溶剂为氢氟醚、六氟丙烷、十氟戊烷和氟碳溶剂的至少一种。这些溶剂不与有机发光二极管中的金属电极及各功能层发生化学反应,可以防止在制备封装结构的过程中对有机发光二极管造成破坏。
进一步地,疏水保护层是由涂布液干燥后形成的。涂布液包括:含氟聚合物、疏水纳米粒子、干燥剂颗粒和溶剂。由此,该涂布液具有超高流平性、优异的耐候性能、无色透明,通过简单浸渍、喷涂等工艺处理,常温晾干或快速烘烤后,可在有机发光二极管200的表面形成致密的疏水保护层,具有耐水防潮、绝缘、耐盐雾的效果。
以涂布液的总质量为基准,含氟聚合物的含量为15-40%,疏水纳米粒子的含量为0.5-5%,干燥剂颗粒的含量为5-10%,溶剂的含量为50-75%。由此,若疏水纳米粒子的含量过高,在溶液中不易均匀分散易产生团聚,若疏水纳米粒子的含量过低,则存在疏水作用较差的问题。若干燥剂颗粒的含量过高,涂布液成膜后容易出现开裂、韧性变差的问题,若干燥剂颗粒的含量过低,吸附水的作用会较差。
根据本发明的实施方式,胶层包括阻隔胶膜、热熔胶膜和uv固化胶的至少一种,uv固化胶为无溶剂型uv固化胶。
进一步地,形成阻隔胶膜和热熔胶膜的材料包括:聚烯烃、有机硅改性聚丙烯酸、醋酸乙烯酯、有机硅改性乙烯-醋酸乙烯酯的至少一种。
进一步地,胶层的厚度为1-15μm,例如1μm、2μm、10μm、15μm。由此,胶层具有良好的疏水性、粘结性及较高的水氧阻隔性,胶层的水汽渗透率wvtr为10-2g/m2/day级别,例如胶层的水汽渗透率可以为1x10-2g/m2/day、3x10-2g/m2/day。
进一步地,形成阻隔层的材料包括阻隔薄膜,形成阻隔薄膜的材料包括基材;基材为pet、pen、pi、etfe(乙烯-四氟乙烯共聚物)的至少一种。形成阻隔薄膜的材料还包括无机金属氧化物和氮化物材料的至少一种。本发明对阻隔层的厚度不作限制,本领域技术人员可以根据使用需要选择满足需求的厚度,示例性的,阻隔层的厚度可以为80-500nm。
进一步地,阻隔层的水汽透过率wvtr<10x10-6g/m2/day,例如阻隔层的水汽透过率可以为5x10-6g/m2/day、7x10-6g/m2/day。进一步地,阻隔薄膜的阻水侧设置在与胶层贴合的一侧。由此,本发明的封装结构具有厚度小的优点,可增加器件的韧性及可集成性,有助于实现oled器件的卷对卷封装。
根据本发明的实施方式,衬底包括基板、有机平坦化层、依次层叠的至少一个无机亚层以及至少一个有机亚层。形成基板的材料为聚对苯二甲酸乙二酯(pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚酰亚胺(pi)、透明聚酰亚胺(cpi)、聚二甲基硅氧烷(pdms)、聚氨酯(pu)中至少一种。形成无机亚层的材料包括金属氧化物和氮化物的至少一种,金属选自al、si、zr、ti、hf、ta、in、sn、zn的至少一种,例如形成无机亚层的材料包括sinx、sicxoy、al2o3、sio2的至少一种。
形成有机亚层的材料包括有机硅改性聚丙烯酸酯。由此,衬底具有较高的水氧阻隔能力。衬底的水汽渗透率wvtr<10x10-6g/m2/day,例如衬底的水汽渗透率可以为5x10-6g/m2/day、7x10-6g/m2/day、8x10-6g/m2/day。
有机发光二极管包括位于衬底上的透明电极、发光层及金属电极。有机发光二极管还可以包括电子注入层、电子传输层、空穴注入层、空穴传输层的至少一种。进一步地,有机发光二极管可以包括依次层叠的透明电极、电子注入层、电子传输层、发光层、空穴传输层、空穴注入层、金属电极,或者,有机发光二极管可以包括依次层叠的透明电极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层、金属电极。本发明对有机发光二极管的制备方法不作限制,例如可以采用干法或湿法制备得到有机发光二极管,其中湿法工艺包括但不限于微凹版涂布、条缝涂布、滚涂、喷墨打印、刮涂或丝网印刷,干法工艺包括但不限于真空热蒸发、磁控溅射、原子层沉积。
本发明还提供一种有机发光二极管的封装方法,如图3所示,封装方法包括以下步骤:
s100、提供衬底
s200、在所述衬底上形成有机发光二极管
有机发光二极管在衬底上的正投影区域面积小于衬底的面积。
s300、在有机发光二极管上形成疏水保护层
疏水保护层包覆有机发光二极管远离衬底一侧的表面和有机发光二极管的侧面,疏水保护层在衬底上的正投影区域面积小于衬底的面积。形成疏水保护层的材料包括:含氟聚合物、疏水纳米粒子和干燥剂颗粒。
根据本发明的实施方式,形成疏水保护层包括以下步骤:将涂布液涂布到有机发光二极管的侧面和有机发光二极管远离衬底一侧的表面,干燥,形成疏水保护层。由此,疏水保护层采用溶液法涂布制备,工艺简单,可大面积连续制备,涂布的方法包括微凹版涂布、条缝涂布、喷涂、滚涂、旋涂、刮涂、喷墨打印、丝网印刷的至少一种。该方法还包括在涂布前将正、负极电极引出的步骤。可以根据涂层厚度选择自然干燥或在高于室温的温度下干燥。干燥的温度可以为20-60℃,例如20℃、30℃、40℃、50℃、60℃。
进一步地,涂布液包括:含氟聚合物、疏水纳米粒子、干燥剂颗粒和溶剂。以涂布液的总质量为基准,含氟聚合物的含量为15-40%,疏水纳米粒子的含量为0.5-5%,干燥剂颗粒的含量为5-10%,溶剂的含量为50-75%。由此,形成的疏水保护层可以更有效的阻隔水氧,防止水氧进入有机发光二极管的内部。
另外,形成疏水保护层的步骤(步骤s300)可以在无水无氧的条件下进行。
s400、在所述疏水保护层上形成胶层
胶层在衬底上的正投影区域与衬底的区域相重合。具体地,步骤s400包括:在疏水保护层远离有机发光二极管的一侧涂布或贴合胶层材料,形成胶层。
s500、在所述胶层上形成阻隔层
阻隔层在衬底上的正投影区域与衬底的区域相重合。步骤s500包括:在胶层的表面层压或贴合阻隔薄膜,使阻隔薄膜的阻水侧贴合在胶层上,形成阻隔层。
通过该方法得到的封装结构具有前文描述的有机发光二极管的封装结构的所有定义。由此,该方法具有前文所述的有机发光二极管的封装结构所具有的全部特征以及优点,在此不再赘述。
本发明还提供一种照明装置,照明装置包括前文所述的有机发光二极管的封装结构。由此,该照明装置具有前文所述的有机发光二极管的封装结构所具有的全部特征以及优点,在此不再赘述。
本发明下面所描述的实施例,除非另有说明,所使用的试剂均可以从市场上购得或者可以通过本发明所描述的方法制备而得。
实施例1
第一步,在柔性衬底表面制备有机发光二极管:
100μmpet薄膜为基材的柔性衬底,内表面涂布平坦化层,沉积sinx无机亚层、有机硅改性聚丙烯酸酯有机亚层,柔性衬底的wvtr为8×10-6g/m2/day。在柔性衬底表面依次磁控溅射ito透明电极,厚度150nm,方阻35ω,激光刻蚀图案化、清洗干燥、紫外臭氧处理、旋涂pedot:pss4083溶液,105℃干燥后获得厚度40nm的空穴传输层。旋涂tcta:ir(mppy)3氯苯溶液,客体掺杂比例为8wt%,80℃干燥后获得厚度60nm的发光层。真空蒸镀厚度为45nm的tpbi电子传输层。真空蒸镀厚度1nm的lif,真空蒸镀厚度120nm的al金属电极,获得结构为ito/pedot:pss/tcta:ir(mppy)3/tpbi/lif/al的oled光电器件。
第二步,在有机发光二极管表面形成疏水保护层:
涂布液配方采用:全氟1-丁烯基乙烯基醚,质量分数为15%;sio2疏水纳米粒子,粒径为5nm,质量分数为3%;cao干燥颗粒,平均粒径为100nm,质量分数为10%;溶剂为氢氟醚,质量分数为72%,配制得到涂布液。采用条缝涂布方式将该涂布液覆盖在有机发光二极管远离柔性衬底一侧的表面和有机发光二极管的侧面,自然干燥,得到疏水保护层,膜厚为200nm,疏水保护层的覆盖面积大于有机发光二极管的有效发光区面积。
第三步,在疏水保护层表面形成胶层:
在疏水保护层表面刮刀涂布无溶剂uv固化胶,形成胶层,胶层的厚度为1μm。
第四步,在胶层表面形成阻隔层:
采用简易层压复合设备,将pet基材高阻隔膜(wvtr为7×10-6g/m2/day)与第三步的胶层进行复合,然后进行固化。固化条件为200w的uv灯,时间1min。
按上述方法制备的柔性oled器件的结构为:pet/平坦化层/无机亚层/有机亚层/ito/pedot:pss/tcta:ir(mppy)3/tpbi/al/疏水保护层/胶层/阻隔层,有效面积为1cm2,湿热老化测试在温度60℃、湿度90%的老化箱中进行,将器件的初始亮度设定1000cd/m2。湿热老化测试亮度衰减至初始值的50%(lt50)时间见表1。
实施例2
第一步,在柔性衬底表面制备有机发光二极管:
175μm透明pi薄膜为基材的柔性衬底,内表面涂布平坦化层,沉积sicxoy无机亚层、有机硅改性聚丙烯酸酯有机亚层,柔性衬底的wvtr为7×10-6g/m2/day。在柔性衬底表面依次磁控溅射izo/ag/izo透明电极,总厚度110nm,方阻10ω,激光刻蚀图案化、清洗干燥、紫外臭氧处理。真空蒸镀空穴注入层moo3,厚度10nm。真空蒸镀空穴传输层npb,厚度35nm。真空共蒸镀发光层cbp:ir(mppy)3,客体掺杂比例为12wt%,厚度45nm。真空蒸镀厚度为60nm的tmpypb电子传输层。真空蒸镀厚度1nm的lif。真空蒸镀al金属电极,厚度100nm。真空蒸镀ag金属电极,厚度50nm,获得结构为(izo/ag/izo)/moo3/npb/cbp:ir(mppy)3/tmpypb/lif/al/ag的有机发光二极管。
第二步,在有机发光二极管表面形成疏水保护层:
涂布液配方采用:全氟1-丁烯基乙烯基醚,质量分数为40%;al2o3疏水纳米粒子,粒径为100nm,质量分数为5%。mgso4干燥颗粒,平均粒径为500nm,质量分数为5%;溶剂为十氟戊烷,质量分数为50%。采用刮刀涂布方式将该涂布液覆盖在有机发光二极管远离柔性衬底一侧的表面和有机发光二极管的侧面,40℃干燥,得到疏水保护层,膜厚为1μm,疏水保护层的覆盖面积大于有机发光二极管的有效发光区面积。
第三步,在疏水保护层表面形成胶层:
将聚烯烃oca胶膜的一侧贴合在疏水保护层的表面,oca胶膜的wvtr为1×10-2g/m2/day,胶层的厚度为10μm。
第四步,在胶层表面形成阻隔层:
采用简易层压复合设备,将pi基材高阻隔膜(wvtr为7×10-6g/m2/day)与第三步的聚烯烃oca胶膜的另一侧进行贴合。
按上述方法制备的柔性oled器件的结构为:pi/平坦化层/无机亚层/有机亚层/(izo/ag/izo)/moo3/npb/cbp:ir(mppy)3/tmpypb/lif/al/ag/疏水保护层/胶层/阻隔层,有效面积为1cm2,湿热老化测试在温度60℃、湿度90%的老化箱中进行,将器件的初始亮度设定1000cd/m2。湿热老化测试亮度衰减至初始值的50%(lt50)时间见表1。
实施例3
第一步,在柔性衬底表面制备有机发光二极管:
125μm透明pen薄膜为基材的柔性衬底,内表面涂布平坦化层,沉积sinx无机亚层、有机硅改性聚丙烯酸酯有机亚层,柔性衬底的wvtr为7×10-6g/m2/day。在柔性衬底表面依次磁控溅射ito透明电极,总厚度160nm,方阻30ω,激光刻蚀图案化、清洗干燥、紫外臭氧处理。真空蒸镀空穴注入层moo3,厚度15nm。真空蒸镀空穴传输层npb,厚度50nm。真空共蒸镀发光层tcta:cbp:ir(mppy)3,客体掺杂比例为8wt%,厚度30nm。真空蒸镀厚度为65nm的po-t2t电子传输层。真空蒸镀厚度100nm的al金属电极,获得结构为ito/moo3/npb/tcta:cbp:ir(mppy)3/po-t2t/al的oled光电器件。
第二步,在有机发光二极管表面形成疏水保护层:
涂布液配方采用:氟硅聚合物,质量分数为18%;fe3o4疏水纳米粒子,粒径为50nm,质量分数为0.5%;cacl2干燥颗粒,平均粒径为300nm,质量分数为6.5%;溶剂为六氟丙烷,质量分数为75%。采用刮刀涂布方式将该涂布液覆盖在有机发光二极管远离衬底一侧的表面和有机发光二极管的侧面,60℃干燥,得到疏水保护层,膜厚为400nm,疏水保护层的覆盖面积大于有机发光二极管的有效发光区面积。
第三步,在疏水保护层表面形成胶层:
在疏水保护层表面铺设有机硅改性乙烯-醋酸乙烯酯热熔胶膜,胶膜的wvtr为1×10-2g/m2/day,胶层厚度为15μm。
第四步,在胶层表面形成阻隔层:
在热熔胶膜表面,铺设pi基材高阻隔膜(wvtr为7×10-6g/m2/day)阻水侧,简易层压设备贴合后,进行uv固化。
按上述方法制备的柔性oled器件的结构为:pen/平坦化层/无机亚层/有机亚层/ito/moo3/npb/tcta:cbp:ir(mppy)3/po-t2t/al/疏水保护层/胶层/阻隔层,有效面积为1cm2,湿热老化测试在温度60℃、湿度90%的老化箱中进行,将器件的初始亮度设定1000cd/m2。湿热老化测试亮度衰减至初始值的50%(lt50)时间见表1。
实施例4
第一步,在柔性衬底表面制备有机发光二极管:
175μmpet薄膜为基材的柔性衬底,内表面涂布平坦化层,沉积sinx无机亚层、有机硅改性聚丙烯酸酯有机亚层,柔性衬底的wvtr为8×10-6g/m2/day。在柔性衬底表面依次磁控溅射ito/ag/ito透明电极,厚度100nm,方阻12ω,激光刻蚀图案化、清洗干燥、紫外臭氧处理、旋涂pedot:pss4083溶液,105℃干燥后获得厚度为60nm的空穴传输层。旋涂superyellow甲苯溶液,浓度为0.5wt%,获得厚度50nm的发光层。真空蒸镀lif,厚度1nm。真空蒸镀厚度120nm的al金属电极。获得结构为(ito/ag/ito)/pedot:pss/superyellow/lif/al的oled光电器件。
第二步,在有机发光二极管表面形成疏水保护层:
涂布液配方采用:四氟乙基三氟甲基醚,质量分数为25%;sio2疏水纳米粒子,粒径为20nm,质量分数为2%;bao干燥颗粒,平均粒径为300nm,质量分数为8%;溶剂为氢氟醚,质量分数为65%。采用喷涂涂布方式将该涂布液覆盖在有机发光二极管远离衬底一侧的表面和有机发光二极管的侧面,自然干燥,得到疏水保护层,膜厚为500nm,疏水保护层的覆盖面积大于器件的有效发光区面积。
第三步,在疏水保护层表面形成胶层:
在疏水保护层表面刮刀涂布无溶剂uv固化胶,形成胶层,胶层的厚度为2μm。
第四步,在胶层表面形成阻隔层:
采用简易层压复合设备,将pen基材高阻隔膜(wvtr为5×10-6g/m2/day)与第三步的胶层进行复合,然后进行固化。固化条件为200w的uv灯,时间2min。
按上述方法制备的柔性oled器件的结构为:pet/平坦化层/无机亚层/有机亚层/(ito/ag/ito)/pedot:pss/superyellow/lif/al/疏水保护层/胶层/阻隔层,有效面积为1cm2,湿热老化测试在温度60℃、湿度90%的老化箱中进行,将器件的初始亮度设定1000cd/m2。湿热老化测试亮度衰减至初始值的50%(lt50)时间见表1。
实施例5
第一步,在柔性衬底表面制备有机发光二极管:
125μm透明pi薄膜为基材的柔性衬底,内表面涂布平坦化层,沉积sicxoy无机亚层、有机硅改性聚丙烯酸酯有机亚层,柔性衬底的wvtr为5×10-6g/m2/day。在柔性衬底表面依次磁控溅射izo/ag/izo透明电极,总厚度110nm,方阻10ω,激光刻蚀图案化、清洗干燥、紫外臭氧处理。真空蒸镀空穴注入层hat-cn,厚度10nm。真空蒸镀空穴传输层tapc,厚度50nm。真空共蒸镀发光层tcta:ir(ppy)2(acac),客体掺杂比例为12wt%,厚度15nm。真空蒸镀厚度为40nm的tmpypb电子传输层。真空蒸镀厚度2nm的cs2co3。真空蒸镀al金属电极,厚度100nm。获得结构为(izo/ag/izo)/hat-cn/tapc/tcta:ir(ppy)2(acac)/tmpypb/cs2co3/al的oled光电器件。
第二步,在有机发光二极管表面形成疏水保护层:
涂布液配方采用:全氟1-丁烯基乙烯基醚,质量份分数为40%;al2o3疏水纳米粒子,粒径为100nm,质量分数为5%;mgso4干燥颗粒,平均粒径为500nm,质量分数为5%;溶剂为十氟戊烷,质量分数为50%。采用刮刀涂布方式将该涂布液覆盖在有机发光二极管远离衬底一侧的表面和有机发光二极管的侧面,40℃干燥,得到疏水保护层,膜厚为1μm,疏水保护层的覆盖面积大于器件的有效发光区面积。
第三步,在疏水保护层表面形成胶层:
将聚烯烃oca胶膜的一侧贴合在疏水保护层表面,胶层的wvtr为3×10-2g/m2/day,胶层厚度为15μm。
第四步,在胶层表面形成阻隔层:
采用简易层压复合设备,将pi基材高阻隔膜(wvtr为7×10-6g/m2/day)与第三步的聚烯烃oca胶膜的另一侧进行贴合。
按上述方法制备的柔性oled器件的结构为:pi/平坦化层/无机亚层/有机亚层/(izo/ag/izo)/hat-cn/tapc/tcta:ir(ppy)2(acac)/tmpypb/cs2co3/al/疏水保护层/胶层/阻隔层,有效面积为1cm2,湿热老化测试在温度60℃、湿度90%的老化箱中进行,将器件的初始亮度设定1000cd/m2。湿热老化测试亮度衰减至初始值的50%(lt50)时间见表1。
对比例1
第一步,在柔性衬底表面制备有机发光二极管:制备方法同实施例1。
第二步,在有机发光二极管表面形成疏水保护层:
疏水保护层配方采用:聚氨酯,质量分数为35%;sio2疏水纳米粒子,粒径为5nm,质量分数为5%;cao干燥颗粒,平均粒径为100nm,质量分数为10%,溶剂为乙酸乙酯,质量分数为50%。采用条缝涂布方式将该疏水保护层溶液覆盖在有机发光二极管远离衬底一侧的表面和有机发光二极管的侧面,自然干燥,膜厚为5μm,疏水保护层的覆盖面积大于器件的有效发光区面积。对比例1中的乙酸乙酯可以使聚氨酯均匀分散,但是对有机发光二极管有一定的化学腐蚀作用。
第三步,在疏水保护层表面形成胶层:
在疏水保护层表面刮刀涂布无溶剂uv固化胶,形成胶层,胶层的厚度为1μm。
第四步,在胶层表面形成阻隔层:
采用简易层压复合设备,将pet基材高阻隔膜(wvtr为7×10-6g/m2/day)与第三步的胶层进行复合,然后进行固化。固化条件为200w的uv灯,时间1min。
按上述方法制备的柔性oled器件的结构为:pet/平坦化层/无机亚层/有机亚层/ito/pedot:pss/tcta:ir(mppy)3/tpbi/al/疏水保护层/胶层/阻隔层,有效面积为1cm2,湿热老化测试在温度60℃、湿度90%的老化箱中进行,将器件的初始亮度设定1000cd/m2。湿热老化测试亮度衰减至初始值的50%(lt50)时间见表1。
对比例2
第一步,在柔性衬底表面制备有机发光二极管:制备方法同实施例2。
第二步,在有机发光二极管表面形成疏水保护层:
涂布液配方采用:全氟1-丁烯基乙烯基醚,质量分数为40%;mgso4干燥颗粒,平均粒径为500nm,质量分数为5%;溶剂为十氟戊烷,质量分数为55%,配制得到疏水保护层溶液。采用刮刀涂布方式将该涂布液覆盖在有机发光二极管远离衬底一侧的表面和有机发光二极管的侧面,40℃干燥,得到疏水保护层,膜厚为1μm,疏水保护层的覆盖面积大于器件的有效发光区面积。
第三步,在疏水保护层表面形成胶层:
将聚烯烃oca胶膜的一侧贴合在疏水保护层表面,胶层的wvtr为1×10-2g/m2/day,胶层的厚度为10μm。
第四步,在胶层表面形成阻隔层:
采用简易层压复合设备,将pi基材高阻隔膜(wvtr为7×10-6g/m2/day)与第三步的聚烯烃oca胶膜的另一侧进行贴合。
按上述方法制备的柔性oled器件的结构为:pi/平坦化层/无机亚层/有机亚层/(izo/ag/izo)/moo3/npb/cbp:ir(mppy)3/tmpypb/lif/al/ag/疏水保护层/胶层/阻隔层,有效面积为1cm2,湿热老化测试在温度60℃、湿度90%的老化箱中进行,将器件的初始亮度设定1000cd/m2。湿热老化测试亮度衰减至初始值的50%(lt50)时间见表1。
表1:实施例和对比例的柔性oled器件封装老化数据
由表1可知,实施例1-5中的lt50明显高于对比例1-2中的lt50,也就是说,实施例1-5中的有机发光二极管的使用时间明显高于对比例1-2中的有机发光二极管的使用时间。可见使用本发明的封装结构,可以有效的隔绝水氧,提升了有机发光二极管的使用寿命。
以上详细描述了本发明的实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。
在本发明的描述中,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
1.一种有机发光二极管的封装结构,其特征在于,所述封装结构包括层叠设置的衬底、位于所述衬底上的有机发光二极管、疏水保护层、胶层和阻隔层;
所述疏水保护层包覆所述有机发光二极管远离所述衬底一侧的表面和所述有机发光二极管的侧面;所述疏水保护层在所述衬底上的正投影区域面积小于所述衬底的面积;形成所述疏水保护层的材料包括:含氟聚合物、疏水纳米粒子和干燥剂颗粒;
所述胶层在所述衬底上的正投影区域与所述衬底的区域相重合。
2.根据权利要求1所述的有机发光二极管的封装结构,其特征在于,所述疏水保护层的厚度为0.05-1μm。
3.根据权利要求1所述的有机发光二极管的封装结构,其特征在于,所述含氟聚合物为全氟聚醚化合物、含氟硅聚合物、氟化亚克力聚合物的至少一种;
任选地,所述全氟聚醚化合物为全氟1-丁烯基乙烯基醚、四氟乙基三氟甲基醚的至少一种;
任选地,所述疏水纳米粒子为sio2、al2o3、fe3o4、zno的至少一种;
任选地,所述疏水纳米粒子的粒径为5-100nm。
4.根据权利要求1所述的有机发光二极管的封装结构,其特征在于,所述干燥剂颗粒包括碱金属、碱土金属、金属氧化物、卤化物、硫酸盐、高氯酸盐的至少一种;
任选地,所述干燥剂颗粒的粒径小于等于500nm;
任选地,所述干燥剂颗粒为钠、钙、镁、钡、氧化锂、氧化钠、氧化钾、氧化钡、氧化钙、氧化镁、硫酸锂、硫酸钠、硫酸钙、硫酸镁、氯化钙、氯化镁、氯化铯、氟化铯、氟化亚锡、溴化锂、溴化钙、溴化镁、碘化钡、碘化镁、高氯酸钡和高氯酸镁的至少一种。
5.根据权利要求1所述的有机发光二极管的封装结构,其特征在于,形成所述疏水保护层的材料还包括溶剂;
任选地,所述溶剂为氢氟醚、六氟丙烷、十氟戊烷和氟碳溶剂的至少一种;
任选地,所述疏水保护层是由涂布液干燥后形成的,所述涂布液包括:含氟聚合物、疏水纳米粒子、干燥剂颗粒和溶剂;
以所述涂布液的总质量为基准,所述含氟聚合物的含量为15-40%,所述疏水纳米粒子的含量为0.5-5%,所述干燥剂颗粒的含量为5-10%,所述溶剂的含量为50-75%。
6.根据权利要求1所述的有机发光二极管的封装结构,其特征在于,所述胶层包括阻隔胶膜、热熔胶膜和uv固化胶的至少一种;
任选地,形成所述阻隔胶膜和所述热熔胶膜的材料包括:聚烯烃、有机硅改性聚丙烯酸、有机硅改性乙烯-醋酸乙烯酯的至少一种;
任选地,所述胶层的厚度为1-15μm;
任选地,形成所述阻隔层的材料包括阻隔薄膜,形成阻隔薄膜的材料包括基材,所述基材为pet、pen、pi、etfe的至少一种;形成阻隔薄膜的材料还包括无机金属氧化物和氮化物材料的至少一种。
7.根据权利要求1所述的有机发光二极管的封装结构,其特征在于,所述衬底包括基板、有机平坦化层、依次层叠的至少一个无机亚层以及至少一个有机亚层;
任选地,形成所述基板的材料为聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、透明聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷、聚氨酯的至少一种;
形成所述无机亚层的材料包括含金属氧化物和氮化物的至少一种,所述金属选自al、si、zr、ti、hf、ta、in、sn、zn的至少一种;
形成所述有机亚层的材料包括有机硅改性聚丙烯酸酯。
8.一种有机发光二极管的封装方法,其特征在于,所述封装方法包括以下步骤:
提供衬底;
在所述衬底上形成有机发光二极管;
在有机发光二极管上形成疏水保护层;所述疏水保护层包覆所述有机发光二极管远离所述衬底一侧的表面和所述有机发光二极管的侧面;所述疏水保护层在所述衬底上的正投影区域面积小于所述衬底的面积;形成所述疏水保护层的材料包括:含氟聚合物、疏水纳米粒子和干燥剂颗粒;
在所述疏水保护层上形成胶层;所述胶层在所述衬底上的正投影区域与所述衬底的区域相重合;
在所述胶层上形成阻隔层。
9.根据权利要求8所述的封装方法,其特征在于,形成疏水保护层包括以下步骤:
将涂布液涂布到所述有机发光二极管的侧面和有机发光二极管远离所述衬底一侧的表面,干燥,形成疏水保护层;
任选地,所述涂布液包括:含氟聚合物、疏水纳米粒子、干燥剂颗粒和溶剂;
以所述涂布液的总质量为基准,所述含氟聚合物的含量为15-40%,所述疏水纳米粒子的含量为0.5-5%,所述干燥剂颗粒的含量为5-10%,所述溶剂的含量为50-75%。
10.一种照明装置,其特征在于,所述照明装置包括权利要求1-7任一项所述的有机发光二极管的封装结构。
技术总结