一種柔性oled及其製備方法
2023-05-03 22:20:06
專利名稱：一種柔性oled及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種OLED的製作技術領域，尤其涉及一種柔性OLED及其製備方法。
背景技術：
OLED顯示器的應用越來越廣泛。在現今，商業化的OLED顯示器幾乎全部採用玻璃作為基板，在製作完成後， 再採用玻璃後蓋進行封裝，其製作過程一般為準備玻璃基板，然後對玻璃基板進行前清洗，在玻璃基板上依次沉積ITO層和金屬層(如Cu、Mo/Al/Mo, Cr等)，然後對其進行清洗、金屬線路刻蝕、ITO線路刻蝕、PI圖案製作、RIB圖案製作，再進行蒸鍍各有機功能層及陰極，然後再用玻璃後蓋進行封裝；這種工藝得到的OLED不僅使得整個器件重，而且在外力作用下很容易破碎。由此可見，如何減輕OLED的重量以及提高OLED的抗破壞能力，是目前本領域需要解決的技術問題。
發明內容
有鑑於此，本發明的目的在於提供一種柔性OLED的製備方法，通過改進材料選擇及工藝，製得的柔性OLED重量減輕，抗破壞能力提高，不易破碎。基於此，本發明還提供一種柔性OLED。為解決上述技術問題，本發明的技術方案是一種柔性OLED製備方法，包括如下步驟I)將PET薄片作為基板固定在一支撐板上，而後對PET基板表面進行清洗並烘乾，再在PET基板上形成一阻擋層，所述阻擋層由聚合物薄膜層與高光透過率的無機材料薄膜層依次交替沉積而成，所述聚合物薄膜層與無機材料薄膜層的折射率與PET的折射率相當；2)在設置了阻擋層的基板上製作ITO層和金屬層(如Cu、M0/Al/M0、Cr等)並完成金屬線路和ITO線路刻蝕、PI圖案製作、RIB圖案製作，在金屬線路和ITO線路刻蝕時，通過對刻蝕液進行機械攪拌或超聲攪拌，改善刻蝕效果，消除金屬和ITO殘留之現象；3)而後送入蒸鍍腔中蒸鍍有機功能層和陰極；4)在陰極表面採用真空蒸鍍的方式蒸鍍薄膜封裝層，所述薄膜封裝層由至少一層有機材料層及至少一層無機材料層交替設置而成；5)將基板與支撐板剝離。優選地，所述聚合物薄膜層採用聚乙烯酸酯或聚丙烯酸酯或聚對二甲苯製成。優選地，所述高光透過率的無機材料薄膜層為Al2O3或SiO2或MgO或MgF2製成。優選地，所述阻擋層遠離基板的最上一層為聚合物薄膜層。優選地，所述封裝層中遠離基板的最上一層為無機材料層。優選地，所述有機材料層由NPB或m-MTDATA或TH)或Alq3或BCP製成，所述無機材料層由A1203、SiO2或MgO或MgF2製成。
優選地，所述粘結劑為環氧樹脂或有機矽樹脂。優選地，所述粘結劑為環氧樹脂，步驟I)中，在用環氧樹脂將基板與支撐板固定前，先將環氧樹脂在低強度的UV光照射下進行交聯固化；步驟5)中的剝離為採用高強度的UV光從支撐板一側照射，再進行低溫加熱、水浴加熱。優選地，所述粘結劑為有機矽樹脂，步驟I)中，有機矽樹脂中含有吸溼成分，在基板與支撐板固定後，粘結劑處於粘稠態，但具有一定的粘接強度，使得PET基板與支撐板之間不會發生相對位移；步驟5)中的剝離為在不超過60°C的溫水中浸泡10-60min，然後採用機械方式分離。本發明的一種柔性0LED，由前述的製備方法製得。
與現有技術相比，本發明的柔性OLED的製備方法，由於採用PET薄片作為基板，在PET基板上設置阻擋層，阻擋層由聚合物薄膜與高光透過率的無機材料薄膜交替沉積而成，得到的柔性0LED，由於基板為PET薄片，因而柔韌性好，耐衝擊、重量輕，光透過率高，由於設置前述的聚合物薄膜及無機材料有薄膜交替形成的阻擋層，因而蒸汽透過率及氧氣透過率低，使用壽命長。
具體實施例方式為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面通過具體的實施例對本發明作進一步的詳細說明。本發明的基本構思是，提供和一種柔性OLED製備方法，採用PET薄片作為基板，在基板上設置阻擋層，阻擋層採用聚合物薄膜與無機材料薄膜交替沉積形成，PET基板的光線透過率接近90%,柔韌性好，耐衝擊，重量輕,但蒸汽透過率(英文為water vaportransmission rate,簡稱 WVTR)和氧氣透過率(英文為 oxygen transmission rate,簡稱OTR)高，分別為10—1 10g/m2/day和10_2 102cm3/m2/day，導致OLED器件的壽命嚴重縮短。為了保證獲得長使用壽命的OLED (IOOOOh左右)，PET基板及封裝後蓋(或阻擋層)的WVTR和OTR不能大於10_6g/m2/day和10_5cm3/m2/day。因此,在PET基板上沉積阻擋層，降低其WVTR和OTR是其用於製備柔性OLED的前提。無機材料如Al2O3或SiO2或MgO或MgF2具有較低的WVTR和0TR，可有效阻擋水汽和氧氣滲透，但脆性大，為了使其具有足夠的柔韌性，只能製成薄膜。但是，不論採用何種工藝，如原子層沉積、磁控濺射、電子束蒸發等，製備Al2O3等薄膜，都不可避免地含有缺陷，水汽和氧分子可通過這些缺陷滲入到OLED器件內部，導致OLED失效。本發明採用多層無機與有機材料混合薄膜層可以大幅度減少WVTR和0TR，獲得滿意的阻擋性能。有機材料可以填充無機材料薄膜表面存在的孔隙，具有優異的表面平整能力。通過交叉沉積無機材料與有機材料，既可以利用無機材料良好的阻擋性能，又可以通過有機材料隔斷無機材料內部缺陷的連續生長，延長水汽和氧氣分子的滲透路徑，有效減少WVTR 和 OTR。本實施例中的柔性OLED器件製備過程如下I、通過粘接劑將PET薄片(厚度不超過0. 5mm)綁定在玻璃(帶對位標)支撐板上，依次採用丙酮、酒精、去離子水等將其表面清洗乾淨後烘乾；這裡粘接劑的選擇，需要能夠經受酸鹼侵蝕、短時間高溫烘烤、易於剝離，本實施例選用環氧樹脂或有機矽樹脂。在實施中，選擇環氧樹脂作為粘結劑時，先將環氧樹脂在低強度的UV光照射下進行交聯固化；選擇有機矽樹脂作為粘結劑時，有機矽樹脂中含有一定的吸溼成分，使得粘結劑處於粘稠態；不論使用何種粘結劑，其粘結強度都應足以保證PET基板與玻璃製成板在製作過程中不會發生相對位移。2、製作阻擋層阻擋層由聚合物薄膜和無機材料薄膜交替沉積而成，阻擋層可以包含若干層的聚合物薄膜、若干層的無機材料薄膜；在聚合物薄膜的材料選擇上，要採用高可見光透光率、耐短波長輻照、與PET基板附著強度高、物理化學性質穩定、折射率與無機材料和PET基板匹配的聚合物，這樣能提高OLED的出光效率；根據OLED器件出射光波長，調整聚合物薄膜層與無機材料薄膜層的厚度聚合物厚度在100-10000 iim，無機材料厚度在IO-IOOnm,這樣可以提高OLED的出光效率； 其中，阻擋層製作的具體步驟如下( I)將聚合物溶解後，利用旋塗或絲印等方式塗布在PET基板上，然後在UV與熱的作用下進行聚合固化，厚度根據實際需要確定；聚合物為聚乙烯酸酯或聚丙烯酸酯或聚對
二甲苯。(2)在聚合物薄膜上沉積無機材料薄膜，厚度根據實際需要確定；沉積無機材料薄膜時採用電子束蒸鍍或原子層沉積或磁控濺射等方式；無機材料薄膜層可為Al2O3或SiO2或MgO或MgF2製成；(3)根據實際需要重複上述步驟至獲得滿意的蒸汽透過率(簡稱WVTR)和氧氣透過率(簡稱0TR)，並使得最上層為聚合物層；PET基板平整度不如玻璃，表面濺鍍的ITO的粗糙度較大，使OLED易出現短路等不良問題。因此，阻擋層的最上層為聚合物層，能起到平整PET基板的作用；3、ITO濺射採用磁控濺射方式在氧氣和氬氣混合氣氛中製作一定厚度的IT0，然後將其在一定溫度下退火，退火溫度不超過120°C，退火時間為60-360min ；4、金屬濺射採用磁控濺射或蒸鍍方式製作一定厚度的金屬(如Cu或Mo或Al或Mo或Cr等)薄膜；5、將濺鍍了 ITO和金屬的薄片依次進行前清洗一金屬線路刻蝕一ITO線路刻蝕—PI圖案製作一RIB圖案製作；其中，由於PET基片易變形，其上的金屬和ITO刻蝕難度比玻璃基板上的金屬和ITO刻蝕高，易出現金屬和ITO殘留，因此，在金屬和ITO線路刻蝕時，先通過對刻蝕液進行機械攪拌、超聲攪拌等處理，獲得乾淨的線槽，以減小金屬和ITO的側蝕；在？1、RIB圖案製作後，採用熱風乾燥，通過熱風循環流動，加快溶劑釋放速度；降低烘烤溫度，避免PET基板變形；延長烘烤時間，使PI和RIB實現固化；6、將完成上述程序的樣品送入蒸鍍腔內，進行氧等離子體預處理後，根據所設計的器件結構，依次蒸鍍各有機功能層和陰極。PET基板上的ITO功函數較玻璃基板上濺射的ITO低，通過調整O2Plasma處理時間、功率及O2流量在合適的範圍處理時間30_1000s，功率為30-150W，O2流量為50-300sccm，這樣能顯著提高ITO功函數，降低了驅動電壓。7、薄膜封裝在陰極表面蒸鍍有機材料後，再利用電子束蒸鍍無機材料，根據實際需要，重複交疊蒸鍍有機材料及無機材料，並使得最上面一層為無機材料，最上層的無機材料層在不影響器件性能的前提下(如彎曲、摺疊等)，越厚越好，可以減少WVTR和0TR，減少水汽對其下的有機材料的侵害，本實施例選擇在30-300 y m的範圍內；有機材料可為NPB或m-MTDATA或TH)或Alq3或BCP，無機材料可為Al2O3或SiO2或MgO或MgF2。為了儘可能減小器件從真空腔體中取出後由於水汽、氧氣滲入到器件內部而導致的性能的衰減程度，本步驟利用有機材料蒸鍍裝置對其進行封裝。由於光線不從封裝層出射，封裝層材料的選擇範圍可大大拓寬，無折射率匹配和光線透過率等方面要求；其中，NPB-N，N ' -Diphenyl-N, N ' -bis (1-naphthyl)
(I, I' -biphenyl)_4，4' -diaminem-MTDATA-4, 4 ' , 4 " -tri (N-3-methylpheny 1-N-phenylamino)
triphenylamineTPD-N，N' -diphenyl-N, N' _di (3-methylphenyl)-I, I，-biphenyl-4, 4，-dia
mineAlq3-Tri-(8-hydroxyquinoline)-aluminumBCP-2, 9-dimethyl-4, 7-diphenyl-l, 10-phenanthroline。8、柔性 OLED 剝離
由於在柔性OLED製備工程中，玻璃支撐板起著載體的作用，即固定PET基板，使之在製備過程中不發生變形、起皺等現象，所以在製備過程結束後，需要把柔性OLED從玻璃支撐板上剝離。如果粘接劑為環氧樹脂，則使用高強度的UV光從玻璃一側照射，破壞其連接鍵，再通過低溫加熱、水浴加熱等方式剝離，其中低溫加熱、水浴加熱的方式都在120攝氏度以下。如果粘接劑為有機矽樹脂，則通過向粘接劑中添加一定含量的具有吸溼功能的材料，使粘接劑處於粘稠態，但具有一定的附著力，使得PET基板與玻璃支撐板不會發生相對位移，在將柔性OLED與玻璃載體剝離時，先在不超過60°C的溫水中浸泡10-60min，再結合機械方式將柔性OLED與玻璃支撐板分離。根據實際需要，選擇恰當的剝離方法，在不損壞柔性OLED性能的前提下，提高生產效率，降低生產成本。以上對本發明進行了詳細介紹，文中應用具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護範圍內。
權利要求
1.一種柔性OLED製備方法，其特徵在於，包括如下步驟 1)將PET薄片作為基板通過粘結劑固定在一支撐板上，而後對基板表面進行清洗並烘乾，再在基板上形成一阻擋層，所述阻擋層由聚合物薄膜層與高光透過率的無機材料薄膜層依次交替沉積而成，所述聚合物薄膜層及無機材料薄膜層的折射率與基板相當； 2)在設置了阻擋層的基板上製作ITO和金屬層並完成金屬線路和ITO線路刻蝕、PI圖案製作、RIB圖案製作，在金屬線路和ITO線路刻蝕時，對刻蝕液進行機械攪拌或超聲攪拌； 3)而後送入蒸鍍腔中蒸鍍有機功能層和陰極； 4)在陰極表面採用真空蒸鍍的方式蒸鍍薄膜封裝層，薄膜封裝層由至少一層有機材料層及至少一層無機材料層交替沉積而成； 5)將基板與支撐板剝離。
2.根據權利要求I所述的柔性OLED製備方法，其特徵在於，所述聚合物薄膜層採用聚乙烯酸酯或聚丙烯酸酯或聚對二甲苯製成。
3.根據權利要求I所述的柔性OLED製備方法，其特徵在於，所述高光透過率的無機材料薄膜層為Al2O3或SiO2或MgO或MgF2製成。
4.根據權利要求I所述的柔性OLED製備方法，其特徵在於，所述阻擋層遠離基板的最上一層為聚合物薄膜層。
5.根據權利要求I所述的柔性OLED製備方法，其特徵在於，所述封裝層中遠離基板的最上一層為無機材料層。
6.根據權利要求I所述的柔性OLED製備方法，其特徵在於，所述有機材料層由NPB或m-MTDATA或TH)或Alq3或BCP製成，所述無機材料層由A1203、SiO2或MgO或MgF2製成。
7.根據權利要求I所述的柔性OLED製備方法，其特徵在於，所述粘結劑為環氧樹脂或有機娃樹脂。
8.根據權利要求I所述的柔性OLED製備方法，其特徵在於，所述粘結劑為環氧樹脂，步驟I)中，在用環氧樹脂將基板與支撐板固定前，先將環氧樹脂在低強度的UV光照射下進行交聯固化；步驟5)中的剝離為採用高強度的UV光從支撐板一側照射，再進行低溫加熱或水浴加熱。
9.根據權利要求I所述的柔性OLED製備方法，其特徵在於，所述粘結劑為有機矽樹脂，步驟I)中，有機矽樹脂中含有吸溼成分，在基板與支撐板固定後，粘結劑處於粘稠態，但具有一定的粘接強度，使得PET基板與支撐板之間不會發生相對位移；步驟5)中的剝離為在不超過60°C的溫水中浸泡10-60min，然後採用機械方式分離。
10.一種柔性0LED，其特徵在於，由權利要求I 9所述的製備方法製得。
全文摘要
本發明公開一種柔性OLED製備方法，包括1)將PET薄片作為基板通過粘結劑固定在一支撐板上，而後對基板表面進行清洗並烘乾，再在基板上形成一阻擋層，所述阻擋層由聚合物薄膜層與高光透過率的無機材料薄膜層依次交替沉積而成，所述聚合物薄膜層與無機材料薄膜層的折射率與基板折射率相當；2)在設置了阻擋層的基板上製作ITO和金屬層並完成金屬線路和ITO線路刻蝕、PI圖案製作、RIB圖案製作，在金屬線路和ITO線路刻蝕時，對刻蝕液進行機械攪拌或超聲攪拌；3)而後送入蒸鍍腔中蒸鍍有機功能層和陰極；4)在陰極表面採用真空蒸鍍的方式製備薄膜封裝層，所述封裝層由至少一層有機材料層及至少一層無機材料層交替沉積而成；5)將基板與支撐板剝離。
文檔編號H01L51/52GK102760846SQ20121027124
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月30日 優先權日2012年7月30日
發明者何劍, 何基強, 張色馮, 張雪峰, 柯賢軍, 王勃, 蘇君海 申請人:信利半導體有限公司