電致發光器件的阻擋疊層的製作方法
2023-10-09 16:05:39
專利名稱：電致發光器件的阻擋疊層的製作方法
技術領域：
本發明涉及阻擋疊層和包括這種疊層的電致發光器件。該疊層包括平面化和阻擋材料。本發明還涉及阻擋疊層的製造方法，以及這種阻擋疊層的使用。
背景技術：
在顯示器，尤其是柔性顯示器的製造過程中，大部分襯底由聚合物層和阻擋材料層構成。
柔性顯示器可例如按照如有機發光顯示器工藝之類的平板顯示器工藝，使用柔性襯底和柔性覆蓋物來製造。覆蓋物和襯底都必須包含一個或多個不透氧和水的阻擋層，以便保護單元內含物免受物理和/或化學退化。氧化是對於有機電致發光器件的情形，並且尤其是聚合物電致發光器件對氧化敏感。對於其它顯示器來說，或許是物理退化，例如藉助水存在而導致的漏電流。優選地，使用多個阻擋層以便儘可能地阻止氧和水的擴散。
聚合物電致發光器件需要非常高質量的阻擋層。此時高阻擋層的最好選擇是非常高質量的多層疊層。該多層疊層交替地包括阻擋層和平面化層。是由於不存在能在大的表面上澱積無缺陷無機層的工藝，因而需要該多層。然而，當前的有機/無機阻擋系統從根本上是有缺陷的。
該多層阻擋包括交替的阻擋層和平面化層。然而，用於這些層的澱積工藝並不理想，並且產生針孔。疊層中的平面化層需要使表面變得平滑，以防止前一層中的針孔延伸到下一層中。
當前的阻擋系統的一個實例是多層結構，包含多個薄的無機和有機層。每一個無機層是非氣密的。有機層使表面變得平滑，並且基本上消除了無機層中缺陷間的相互影響。
氧和/或水的擴散將穿過阻擋層中的針孔發生。每層將包含一些針孔，因此擴散將以類似曲流(meander)的方式發生。這種薄片的實例是Vitex柔性玻璃(barixTM)。
通過在阻擋疊層中加入更多層、消除缺陷間的相互影響來提供密封，其原則上洩漏，但具有很長的擴散路徑(即所謂的「迷宮式密封」)。需要多個五層無機層以產生適當的阻擋特性。
該系統對無限板起作用，但在襯底邊緣附近停止作用。這些邊緣在各個顯示器與較大的處理過的薄片分開時自然產生。阻擋疊層的側面的阻擋特性明顯比由主表面所形成的阻擋特性差。
在柔性顯示器的生產過程中，多個器件將形成在一個單個薄片上，其然後將被分開。有機(平滑)層接著暴露在襯底一側的環境下，並且擴散「捷徑」產生。在最終的器件的邊緣處，在薄片已經切開的地方，氧和水的擴散可直接穿過聚合物的頂層進入器件發生。擴散路徑現在減少為顯示區邊緣之間的距離，並且擴散繞過除了最後一個以外的所有的無機層。必須只通過頂層來到達有源器件。因此，頂部阻擋層的針孔密度將決定這些薄片的抗滲透性。
因此，質量簡化為最後單個無機層的質量，這些層的剩餘部分變得不起作用。由於需要五層無機層以具有適當的特性，因此在分開之後，該阻擋將不再起高阻擋的作用。
在US 6 268 695中，公開了用於有機發光器件的環境阻擋。該阻擋的功能是防止例如水和氧的環境成分到達OLED。該阻擋組成多層結構，交替包括至少三層聚合物和陶瓷。該阻擋可用作襯底上的基底，以及安置在OLED上的覆蓋物。該阻擋可製成柔性的。
然而，沒有提到有關當切成較小塊時，阻擋疊層側面的受損的阻擋特性的問題。
發明內容
本發明的目的是提供電致發光器件的阻擋疊層，該疊層不透氧和/或水，並且其可切成塊而不會損壞邊緣處的不滲透特性。
該目的通過在阻擋疊層中包括至少一個平面化材料的不連續層來實現，該層被分成沿平面分布的未連接區。優選地，所述未連接區藉助阻擋材料區而分開。
因此，橫向的氣體和/或水阻擋包括在疊層中的平面化層之內，以便阻塞穿過針孔或在邊緣處的擴散路徑。橫向阻擋的引入還增加了沿法線方向的阻擋特性，尤其是當小於每腔室一個針孔時更是如此。
只要它們可平面化，所有材料都可用於平面化層中。通常，有機材料或有機和無機材料的組合用作平面化材料。
阻擋層適當地具有固有的可滲透性，其儘可能地低。阻擋層通常由無機材料構成，但還可由有機和無機材料的組合構成。
例如，阻擋材料區形成格子圖案，其可以明確地為平面化材料區互相劃界。
此外，阻擋疊層可包括至少一個平面化材料的連續層和至少一個阻擋材料的連續層。例如，該疊層包含五個平面化材料層和六個阻擋材料層。因此，穿過疊層中的針孔的擴散路徑延長，並且阻擋特性改善。層的數目可更少或多於上述數目。層的數目取決於疊層中的阻擋層的質量；針孔越多，需要的層越多。不連續層適當地設置在兩個連續的阻擋材料層之間。然後，這些阻擋將符合併形成橫向阻擋。
阻擋疊層中的不連續層可通過澱積連續的平面化材料層、去除所述平面化材料層的區域、以及用阻擋材料填充所述區域來製造。用於去除平面化材料區的替換技術包括光刻技術，例如曝光和顯影/刻蝕、或雷射燒蝕。
阻擋疊層中的不連續層還可通過澱積帶圖案的平面化材料層，由此形成其中沒有澱積平面化材料的區域，以及用阻擋材料填充所述區域來製造。平面化層的帶圖案澱積的替換技術包括印刷技術，例如絲網印刷、噴墨印刷、噴塗或如通過蔭罩的蒸發之類的帶圖案的真空澱積。
適當地，用阻擋材料填充這些區域可在與在不連續層的頂部上澱積連續阻擋層相同的工藝步驟中(同時)進行。因此，生產過程變得更有效。
在液相中製作平面化層的一個優點在於，它形成具有傾斜邊的「液滴形狀」，其使下一個阻擋層的平滑澱積成為可能(比它具有直邊時好)。
本發明還涉及阻擋疊層作為不透氧和/或水薄膜的使用。
本發明還涉及電子器件，尤其是電致發光器件，具有有源層和位於有源層之上的根據本發明的阻擋疊層，該疊層具有不連續層(4)，其是在包含平面化材料的疊層的這些層之中，最靠近所述電致發光器件的有源層的一個。
適當地，存在最靠近器件的阻擋層來防止穿過頂層的橫向擴散。該頂層還可由平面化材料構成，但接著在電致發光器件的邊緣密封處斷開。
不連續層優選是包含平面化材料層的層，其最靠近所述電致發光器件的有源層來設置。
參考下文所描述的實施例，本發明的這些和其它方面將變得明顯並被闡明。
圖1示出了根據本發明的阻擋疊層的立體圖。
具體實施例方式
在產生本發明的研究工作中，發現通過在阻擋疊層中的平面化層內包括橫向氣體阻擋，改善了經過側面向內擴散的阻擋特性。通過製作不連續的平面化層、形成平面化材料的分開的島(未連接區)、以及在平面化材料島之間併入阻擋材料來加入橫向阻擋。
在圖1中，示出了根據本發明的阻擋疊層(1)的一個實施例。該阻擋疊層(1)包括連續的平面化層(2)和連續的阻擋層(3)。在堆疊層中，不連續層(4)儘可能靠近電致發光器件的有源層(未示出)設置。它包括平面化材料區(5)和阻擋材料區(6)。
阻擋材料區形成橫向阻擋，其可位於所有的平面化層中，但在最靠近器件的平面化層中是最佳的。橫向阻擋沿側面延伸，並連接直接鄰近平面化層的那些層。
優選地，直接鄰近不連續平面化層的這些層由阻擋材料構成。阻擋材料層將包含針孔，並且通常需要一層以上的阻擋材料來覆蓋那些孔。在阻擋材料層之間，設置平面化層以防止穿過第一層中的針孔擴散到第二阻擋層中的針孔。如果它們在頂部上和底部上具有阻擋，那麼平面化層中的橫向阻擋能起最好的作用。因此，阻擋將符合併形成所需要的橫向阻擋。
由此，阻擋層不僅沿水平方向還沿垂直方向以合適的距離來施加。垂直阻擋有效地防止了氧和/或溼氣擴散到平面化層中，由此將擴散進入疊層中另一層的危險最小化。連續層中的橫向阻擋可對準(優選的)，或者不對準(例如隨機的、較易於加工)。
為了很好地起作用，阻擋材料區應形成一種格柵。在頂視圖中，阻擋圖案會可以看起來例如類似正方形或類似牆磚(閉合的六角形封裝)。圖案的密度可根據應用而調節。每釐米阻擋層的數目將決定對於沿水平方向穿過疊層的水等擴散的抵抗性。
當以一個以上的不連續平面化層製作疊層時，具有交錯的橫向阻擋(不是依次堆疊)的優點是當針孔存在於橫向阻擋區中時，防止了在下一層中的延續。
還可以形成只包括不連續層的阻擋疊層。
適當地，根據本發明所使用的平面化材料是聚合材料。用於本發明的平面化材料的實例是例如聚對二甲苯基、丙烯酸酯、環氧化物、氨基甲酸乙酯、自旋電介質和矽氧烷。
用於本發明所使用的阻擋材料的實例是SiO2、SiC、Si3N4、TiO2HfO2、Y2O3、Ta2O5、Al2O3等。
有可能在一個阻擋疊層中混合不同類型的有機和無機材料。然後，疊層中的不同層可優選以產生最佳結果。然而，從工藝的觀點來看，限制材料的數目或許是有利的。
橫向阻擋，即阻擋材料區，可通過平面化層的圖案化澱積來製作。在沒有澱積平面化材料的地方，將澱積阻擋材料。
製造不連續層的另一種方法是通過蔭罩蒸發澱積的單體(低聚物)，其後用阻擋材料填充空間。用阻擋材料填充空間可與澱積下一阻擋層同時進行。
不連續層還可通過在平面化層中刻蝕圖案，並且用阻擋材料填充空間來製造。
製造方法的實例是，或者通過氣相澱積，或者通過液相(例如噴墨、苯胺印刷、凹版印刷，或塗敷以及平版構圖)，或者由固體轉印(例如熱轉印、絲網印刷)。
根據本發明的阻擋疊層可用作電致發光器件的襯底上的氧和/或水的阻擋。該疊層特別適合於柔性襯底。
根據本發明的阻擋疊層還可用於電致發光器件的覆蓋物，包括器件頂部上的氣密塗層，其並不是襯底的一部分。該疊層特別適合於柔性覆蓋物。
根據本發明的阻擋疊層可用作非氣密襯底上的阻擋膜，例如類似PC、PES、PAR、PNB、PET、PEN等的聚合膜。它還可用作器件頂部上的塗層，例如疊層將包括基底襯底、阻擋疊層、器件、阻擋疊層，當襯底本身是氣密的時，可省略襯底上的底部阻擋疊層。
如此處所使用的，術語「阻擋疊層」涉及到包括平面化和阻擋材料的多層結構。通常，該疊層可互換地包括平面化和阻擋層。
如此處所使用的，術語「電致發光器件」包括基於發光二極體(LED)的器件，尤其是例如有機LED和聚合物LED，包括顯示器和照明器件。這些器件可以是有源或無源型的。
根據本發明的阻擋疊層特別適合用於非常薄的、輕便的、甚至柔性的/可卷的顯示器中。根據本發明的阻擋疊層還適合用於照明器件(燈)中。
如此處所使用的，術語「不連續層」涉及到被分成未連接區的層。優選地，未連接區包括平面化材料，並且這些區域藉助阻擋材料區而分開。
如果橫向阻擋是不連續的(不完全包圍平面化材料的島)，那麼它們仍增加阻擋特性，因為它們就象普通的迷宮式密封那樣延長了擴散路徑(類似你走進並且進入迷宮的距離)。
如此處所使用的，術語「連續層」涉及到沿整個平面分布而沒有中斷的層。
如此處所使用的，術語「格子圖案(checked pattern)」涉及到把平面分成單獨區域的圖案，其是非可接觸的。例如，格子圖案形成類格柵結構。
如此處所使用的，術語電致發光器件的「有源層」涉及到例如這種器件的電致發光材料以及陰極、陽極。
如此處所使用的，術語「不透氧和/或水膜」涉及到阻擋氧和/或水的材料，即不允許氧和/或水穿過它的材料。
因此，本發明提供了在電致發光器件中用作氧和/或水的不可滲透層的新型阻擋疊層。該疊層沿其整個表面具有極好的阻擋特性。它可被製造為單個薄片，其隨後可切成較小塊，而不會在邊緣處遭受不良阻擋特性的風險。
權利要求
1.一種包括阻擋和平面化材料的阻擋疊層(1)，其特徵在於所述阻擋疊層(1)包含至少一個平面化材料的不連續層(4)，該層被分成沿該平面分布的未連接區(5)。
2.根據權利要求1的阻擋疊層(1)，其中所述未連接區(5)藉助阻擋材料區(6)而分開。
3.根據權利要求1或2的阻擋疊層(1)，其中所述平面化材料是有機材料。
4.根據權利要求1或2的阻擋疊層(1)，其中所述平面化材料是有機和無機材料的組合。
5.根據上述權利要求中的任何一個的阻擋疊層(1)，其中所述阻擋材料是無機材料。
6.根據權利要求2-5中的任何一個的阻擋疊層(1)，其中所述阻擋材料區(6)形成格子圖案。
7.根據上述權利要求中的任何一個的阻擋疊層(1)，進一步包括至少一個阻擋材料的連續層(3)。
8.根據上述權利要求中的任何一個的阻擋疊層(1)，其中所述不連續層(4)設置在阻擋材料的兩個連續層(3)之間。
9.根據上述權利要求中的任何一個的阻擋疊層(1)，進一步包括至少一個平面化材料的連續層(2)。
10.根據上述權利要求中的任何一個的阻擋疊層(1)，其中所述平面化材料是聚合材料。
11.根據上述權利要求中的任何一個的阻擋疊層(1)，其中所述平面化材料選自包括聚對二甲苯基、丙烯酸酯、環氧化物、氨基甲酸乙酯、自旋電介質和矽氧烷中。
12.根據上述權利要求中的任何一個的阻擋疊層(1)，其中所述阻擋材料選自包括SiO2、SiC、Si3N4、TiO2HfO2、Y2O3、Ta2O5和Al2O3中。
13.使用根據上述權利要求中的任何一個的阻擋疊層(1)作為不透氧和/或水膜。
14.一種用於製造阻擋疊層(1)中的不連續層(4)的方法，包括-澱積平面化材料的連續層，-去除所述平面化材料層的區域，以及-用阻擋材料填充所述區域。
15.一種用於製造阻擋疊層(1)中的不連續層(4)的方法，包括-澱積平面化材料的圖案化層，由此形成其中沒有澱積平面化材料的區域，以及-用阻擋材料填充所述區域。
16.根據權利要求15或16的方法，其中所述以阻擋材料填充所述區域是與在所述不連續層上澱積阻擋材料的連續層澱積同時進行的。
17.一種電子器件或多種特定的電致發光器件，具有有源層和位於該有源層之上的根據權利要求1～12中的任何一個的阻擋疊層(1)，該疊層具有不連續層(4)，其是在包含平面化材料的疊層的這些層之中，最靠近所述電致發光器件的有源層的一個。
全文摘要
公開了一種阻擋疊層(1)和包括這種疊層的電致發光器件。該阻擋疊層(1)包含至少一個平面化材料的不連續層(4)，該層被分成沿平面分布的未連接區(5)。該未連接區(5)藉助阻擋材料區(6)而分開。此外，公開了用於製造阻擋疊層(1)中的不連續層(4)的方法，以及這種不連續層(4)作為不透水和/或氧層的使用。
文檔編號H01L51/50GK1806350SQ200480016695
公開日2006年7月19日 申請日期2004年6月9日 優先權日2003年6月16日
發明者C·A·H·A·穆特薩爾斯, P·J·斯裡克維爾 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司