一種具有保護層的有機光電子器件及其製備方法
2023-05-20 19:12:16 2
專利名稱：一種具有保護層的有機光電子器件及其製備方法
技術領域：
本發明涉及有機光電子器件技術領域，具體涉及一種具有保護層的有機光電子器件。
背景技術：
當今，隨著多媒體技術的發展和信息社會的來臨，對平板顯示器性能的要求越來越高。近來新出現了三種顯示技術:等離子顯示器、場發射顯示器和有機電致發光顯示器(OLED)，均在一定程度上彌補了陰極射線管和液晶顯示器的不足。其中，有機電致發光顯示器具有主動發光、低電壓直流驅動、全固化、視角寬和顏色豐富等一系列的優點，與液晶顯示器件相比，有機電致發光器件具有廣闊的應用前景，被看著極具競爭力的未來平板顯示技術之一。
實現有機光電子器件包括OLED的量產所面臨的困難主要有以下幾個方面:(1)OLED的穩定性和壽命問題；(2)生產工藝流程和質量管理問題；(3)生產成本問題。其中，壽命是目前面臨的最大問題之一，解決了壽命問題，也就意味著在OLED的產業化道路上前進了非常重要的一步。大量研究表明，水汽和氧氣是造成OLED器件失效的主要原因，特別是以柔性聚合物塑料為基板的可彎曲式柔性有機電致發光器件(FOLED)，水汽和氧氣很容易通過聚合物上的針孔滲透到器件中與有機材料或陰極發生化學反應。因此，OLED的壽命很大程度上取決於器件封裝效果的好壞。實際上，器件的陰極只要有10％被氧化，形成的不發光區域就非常明顯(如果陰極的氧化發生在金屬與有機物的界面處，即使被破壞的陰極僅有0.5nm也可能導致器件的失效)，通常認為，忽略水、氧對有機層的破壞作用，OLEDs要求的封裝層水汽滲透率應小於10-5g/m2day。
另外，有機材料的廣泛使用，有效的提高薄膜的封裝性能，並降低封裝的生產成本，可製成柔性器件；器件超薄，體積小，重量輕，製備方法合理簡單，易於操作。此工藝對有機光電子器件的製作工藝有重要意義。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是如何提供一種具有保護層的有機光電子器件，及其製備方法，該器件能克服現有技術中所存在的不足，結構新穎，提高了基板表面的平整度，保護層的粘結性解決了部件之間的聯接度問題，能有效阻隔水氧進入器件內部。
本發明所提出的技術問題是這樣解決的:構造一種具有保護層的有機光電子器件，其特徵在於，包括基板和有機光電子器件，還包括保護層，該保護層由n個組合層構成，n為整數且n＝1～100，所述組合層由三種方式構成:有機材料層/親水材料層/有機材料層或者有機材料層/親水材料層(且最外表一層為有機材料層)或親水材料層/有機材料層；保護層中組合層的位置關係包括:設置在有機光電子器件的上層、下層、四周的一處或者幾處；設置在基板和有機光電子器件之間或者設置在基板的一側。
按照本發明所提供的具有保護層的有機光電子器件，其特徵在於，所述親水材料層材料是鹼金屬、鹼土金屬以及金屬氧化物、沸石、具有長鏈碳化氫的金屬醇化物、硫酸鹽、滷化物、高氯酸鹽、澱粉—丙烯腈接枝聚合水解物、澱粉—丙烯酸共聚物、澱粉—丙烯醯胺接枝聚合物、纖維素接枝共聚物、纖維素衍生物交聯物、多糖類(瓊脂糖、殼多糖)、蛋白質類、聚丙烯酸鈉交聯物、丙烯酸—乙烯醇共聚物、丙烯腈聚合皂化物、聚乙烯醇交聯聚合物、乙烯醇—親水性單體接枝共聚物、聚環氧乙烷系、丁烯—馬來酸酐共聚物中的一種或者幾種，鹼金屬如鈉、鈣、鎂、鋇等，金屬氧化物如氧化鈣氧化鋇等等。
按照本發明所提供的具有保護層的有機光電子器件，其特徵在於，有機材料層是紫外固化膠，包括自由基型紫外光固化膠粘劑、陽離子型紫外光固化膠粘劑以及它們的混合體系。
按照本發明所提供的具有保護層的有機光電子器件，其特徵在於，所述自由基型紫外光固化膠粘劑包括基礎樹脂、單體、光引發劑和光敏劑以及助劑。
按照本發明所提供的具有保護層的有機光電子器件，其特徵在於，基礎樹脂包括不飽和聚酯樹脂、丙烯酸系樹脂和多硫醇-多烯體系。
按照本發明所提供的具有保護層的有機光電子器件，其特徵在於，所述不飽和聚酯樹脂是由不飽和的二元酸或酸酐混以部分飽和二元酸(或酸酐)與二元醇在引發劑的作用下起反應製成的線型聚酯；所述丙烯酸系樹脂包括聚酯-丙烯酸酯、環氧-丙烯酸酯、氨基甲酸酯-丙烯酸酯和聚醚-丙烯酸酯；所述多硫醇-多烯體系包括以下四種物質:
按照本發明所提供的具有保護層的有機光電子器件，其特徵在於，單體包括苯乙烯及其衍生物、單官能團或多官能團(甲基)丙烯酸酯；光引發劑包括安息香及其衍生物安息香甲醚、安息香乙醚、安息香異丙醚和乙醯苯衍生物，光敏劑包括二苯甲酮、硫雜蒽醌和米蚩酮，助劑包括增塑劑、觸變劑、填充劑、防靜電劑、阻燃劑、偶聯劑，光引發劑包括二芳基碘鎓鹽、三芳基碘鎓鹽、三芳基硫鎓鹽和三芳基硒鎓鹽。
按照本發明所提供的具有保護層的有機光電子器件，其特徵在於，親水材料層兩側的有機材料層材料採用相同材料或者不同材料，處於不同組合層中的親水材料層材料採用相同材料或者不同材料。
一種具有保護層的有機光電子器件的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟: 1、在有機光電子器件的上層、下層或者四周製備有機材料層； 2、在上述有機材料層上製備一層親水材料層； 3、在上述親水材料層上沉積一層有機材料層； 4、重複上述步驟1、2、3或者重複步驟1、2，再製備(n-1)周期的組合層交替重疊組成的薄膜層。
按照本發明所提供的具有保護層的有機光電子器件的製備方法，其特徵在於，親水材料層和有機材料層是通過真空蒸鍍、離子團束沉積、離子鍍、直流濺射鍍膜、RF濺射鍍膜、離子束濺射鍍膜、離子束輔助沉積、等離子增強化學氣相沉積(其中等離子增強化學氣相沉積中的等離子發生器是射頻激發、直流放電、微波等離子和電子迴旋共振中的一種)、高密度電感耦合式等離子體源化學氣相沉積(HD-ICP-CVD)、觸媒式化學氣相沉積(Cat-CVD)、磁控濺射、電鍍、旋塗、浸塗、噴墨列印、輥塗和LB膜中的一種或者幾種方式而形成。
本發明所提供的具有保護層的有機光電子器件，結構新穎，提高了襯底聚合物薄膜表面的平整度，改善了其表面性能；保護層粘結性解決了有機-有機薄膜之間的聯接度問題，提高了聚合物材料層和吸水材料層之間的附著能力；對保護層進行適當的固化處理，使其形成緻密結構，能更加有效的阻隔水氧進入器件內部，提高器件的性能和壽命；採用本發明中提供的製備方法能夠有效的提高薄膜的封裝性能，並降低封裝的生產成本，可製成柔性器件；器件超薄，體積小，重量輕，製備方法合理簡單，易於操作。此工藝對有機光電子器件的製作工藝有重要意義。
圖1是本發明所提供的具有保護層的有機光電子器件的一種實施例的結構示意圖。
圖2是本發明所提供的具有保護層的有機光電子器件的一種實施例的結構示意圖。
圖3是本發明所提供的具有保護層的有機光電子器件的一種實施例的結構示意圖。
圖4是本發明所提供的具有由三層組合層組成的保護層的有機光電子器件的結構示意圖。
1、基板，2、有機光電子器件，31、有機材料層，32、有機材料層，33、有機材料層，41、親水材料層，42、親水材料層，43、親水材料層，51、有機材料層，52、有機材料層，53、有機材料層，61、組合層，62、組合層，63、組合層。
具體實施例方式 下面結合附圖以及實施例對本發明作進一步的說明。
本發明的技術方案是提供一種具有保護層的有機光電子器件，如圖1、2、3所示，器件的結構包括基板1，有機光電子器件2，有機材料層31、32和33，親水材料層41、42和43，有機材料層51、52和53，由有機材料層31、32和33，親水材料層41、42和43，有機材料層51、52和53分別組成的組合層61、62和63。
本發明中基板1為電極和有機薄膜層的依託，有一定的防水汽和氧氣滲透的能力，有較好的表面平整性，它是玻璃或柔性基片，柔性基片採用聚酯類、聚醯亞胺化合物中的一種材料或者較薄的金屬或者玻璃。
本發明中有機光電子器件2是有機電致發光器件、有機薄膜電晶體和有機太陽能電池。
本發明中親水材料層41、42和43是鹼金屬、鹼土金屬以及金屬氧化物、沸石、具有長鏈碳化氫的金屬醇化物、硫酸鹽、滷化物、高氯酸鹽、澱粉—丙烯腈接枝聚合水解物、澱粉—丙烯酸共聚物、澱粉—丙烯醯胺接枝聚合物、纖維素接枝共聚物、纖維素衍生物交聯物、多糖類(瓊脂糖、殼多糖)、蛋白質類、聚丙烯酸鈉交聯物、丙烯酸—乙烯醇共聚物、丙烯腈聚合皂化物、聚乙烯醇交聯聚合物、乙烯醇—其它親水性單體接枝共聚物、聚環氧乙烷系、丁烯—馬來酸酐共聚物的一種或者幾種；所述的親水材料層是鈉、鈣、鎂、鋇、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋇中的一種或者幾種。
本發明中有機材料層31、32和33，51、52和53是以下紫外固化膠粘劑的一種或者幾種，自由基型紫外光固化膠粘劑包括基礎樹脂、單體、光引發劑和光敏劑以及助劑，基礎樹脂包括不飽和聚酯樹脂、丙烯酸系樹脂和多硫醇-多烯體系，丙烯酸系樹脂包括聚酯-丙烯酸酯、環氧-丙烯酸酯、氨基甲酸酯-丙烯酸酯和聚醚-丙烯酸酯，多硫醇-多烯體系，包括:
常用的多元烯丙基類化合物有CH2＝CHCH2O(CH2CH2CH2O)nCH2CH＝CH2、三烯丙基異氰脲酸酯
HS(CH2CH2O)2CH2CH2SH的一種或者多種，單體包括苯乙烯及其衍生物、單官能團或多官能團(甲基)丙烯酸酯，如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙二醇酯、丙烯酸正丁酯，光引發劑包括安息香及其衍生物安息香甲醚、安息香乙醚、安息香異丙醚和乙醯苯衍生物，光敏劑有二苯甲酮、硫雜蒽醌和米蚩酮，助劑包括增塑劑、觸變劑、填充劑、防靜電劑、阻燃劑、偶聯劑，如矽偶聯劑CH2＝CHSi(OCH2CH2OCH3)3；陽離子型紫外光固化膠粘劑包括單體，如各種環氧樹脂或改性環氧樹脂或含氟以及不含氟的混合樹脂或者脂肪族和雙酚D-型混合環氧樹脂，各種活性環氧樹脂稀釋劑以及各種環醚、環內酯、乙烯基醚單體作為光固化樹脂的稀釋劑，陽離子光引發劑有二芳基碘鎓鹽、三芳基碘鎓鹽、三芳基硫鎓鹽、三芳基硒鎓鹽；它們的混合體系包括自由基型和陽離子型紫外固化膠的混合，如二苯甲基碘鎓六氟磷酸鹽(DPI.PF6)作光引發劑，引發雙酚A環氧樹脂E51和丙烯酸酯預聚物AE的混合樹脂。
採用本發明製備的OLED器件結構舉例如下: 基板/有機電致發光器件/保護層 保護層/基板/有機電致發光器件 基板/保護層/有機電致發光器件 保護層/基板/有機電致發光器件/保護層 保護層/基板/保護層/有機電致發光器件 基板/保護層/有機電致發光器件/保護層 保護層/基板/保護層/有機電致發光器件/保護層 基板/有機薄膜電晶體/保護層 保護層/基板/有機薄膜電晶體 基板/保護層/有機薄膜電晶體 保護層/基板/有機薄膜電晶體/保護層 保護層/基板/保護層/有機薄膜電晶體 基板/保護層/有機薄膜電晶體/保護層 保護層/基板/保護層/有機薄膜電晶體/保護層 基板/有機太陽能電池/保護層 保護層/基板/有機太陽能電池 基板/保護層/有機太陽能電池 保護層/基板/有機太陽能電池/保護層 保護層/基板/保護層/有機太陽能電池 基板/保護層/有機太陽能電池/保護層 保護層/基板/保護層/有機太陽能電池/保護層以下是本發明的具體實施例: 實施例1 如圖1所示，器件的結構中的基板1，有機光電子器件2為有機電致發光器件，有機材料層31，親水材料層41，有機材料層51，組合層61。
器件的基板1為PET，有機光電子器件2為有機電致發光器件，有機材料層31為UV膠，親水材料層41為氧化鈣，有機材料層51為UV膠。
製備方法如下: ①在有機電致發光器件的上層製備有機材料層UV膠300nm； ②在上述有機材料層UV膠上蒸鍍或者旋塗一層親水材料層氧化鈣500nm； ③在上述親水材料層氧化鈣上沉積一層有機材料層UV膠300nm； ④重複上述步驟①～③，再製備(n-1)周期的組合層交替重疊組成的薄膜層。
實施例2 如圖2所示，器件的結構中的基板1，有機光電子器件2為有機電致發光器件，有機材料層32，親水材料層42，有機材料層52，組合層62。
器件的基板1為PET，有機光電子器件2為有機電致發光器件，有機材料層32為UV膠，親水材料層42為氧化鈣，有機材料層52為UV膠。
器件的製備流程如下: ①在基板的上層製備有機材料層UV膠300nm； ②在上述有機材料層UV膠上製備一層親水材料層氧化鈣500nm； ③在上述親水材料層氧化鈣上沉積一層有機材料層UV膠300nm； ④重複上述步驟①～③，再製備(n-1)周期的組合層交替重疊組成的薄膜層； ⑤在上述薄膜層上製備有機電致發光器件。
實施例3 如圖3所示，器件的結構中的基板1，有機光電子器件2為有機薄膜電晶體，有機材料層33，親水材料層43，有機材料層53，組合層63。
器件的基板1為PET，有機光電子器件2為有機薄膜電晶體，有機材料層33為UV膠，親水材料層43為氧化鈣，有機材料層53為UV膠。
器件的製備流程與實施例2相似。
實施例4 如圖4所示，器件的結構中的基板1，有機光電子器件2有機太陽能電池，有機材料層31，親水材料層41，有機材料層51，組合層61，有機材料層32，親水材料層42，有機材料層52，組合層62，有機材料層33，親水材料層43，有機材料層53，組合層63，組合層61、62、63組成保護層。
器件的基板1為PET，有機太陽能電池，有機材料層31為UV膠，親水材料層41為氧化鈣，有機材料層51為UV膠，有機材料層32為UV膠，親水材料層42為氧化鈣，有機材料層52為UV膠，有機材料層33為UV膠，親水材料層43為氧化鈣，有機材料層53為UV膠。
器件的製備流程與實施例1和2相似。
權利要求
1.一種具有保護層的有機光電子器件，其特徵在於，包括基板和有機光電子器件，還包括保護層，該保護層由n個組合層構成，n為整數且n＝1～100，所述組合層由三種方式構成有機材料層/親水材料層/有機材料層或者有機材料層/親水材料層或親水材料層/有機材料層；保護層中組合層的位置關係包括設置在有機光電子器件的上層、下層、四周的一處或者幾處；設置在基板和有機光電子器件之間或者設置在基板的一側。
2.根據權利要求1所述的具有保護層的有機光電子器件，其特徵在於，所述親水材料層材料是鹼金屬、鹼土金屬以及金屬氧化物、沸石、具有長鏈碳化氫的金屬醇化物、硫酸鹽、滷化物、高氯酸鹽、澱粉—丙烯腈接枝聚合水解物、澱粉—丙烯酸共聚物、澱粉—丙烯醯胺接枝聚合物、纖維素接枝共聚物、纖維素衍生物交聯物、多糖類、蛋白質類、聚丙烯酸鈉交聯物、丙烯酸—乙烯醇共聚物、丙烯腈聚合皂化物、聚乙烯醇交聯聚合物、乙烯醇—親水性單體接枝共聚物、聚環氧乙烷系、丁烯—馬來酸酐共聚物中的一種或者幾種。
3.根據權利要求1所述的具有保護層的有機光電子器件，其特徵在於，有機材料層是紫外固化膠，包括自由基型紫外光固化膠粘劑、陽離子型紫外光固化膠粘劑以及它們的混合體系。
4.根據權利要求3所述的具有保護層的有機光電子器件，其特徵在於，所述自由基型紫外光固化膠粘劑包括基礎樹脂、單體、光引發劑和光敏劑以及助劑。
5.根據權利要求4所述的具有保護層的有機光電子器件，其特徵在於，基礎樹脂包括不飽和聚酯樹脂、丙烯酸系樹脂和多硫醇-多烯體系。
6.根據權利要求5所述的具有保護層的有機光電子器件，其特徵在於，所述不飽和聚酯樹脂是由不飽和的二元酸或酸酐混以部分飽和二元酸與二元醇在引發劑的作用下起反應製成的線型聚酯；所述丙烯酸系樹脂包括聚酯-丙烯酸酯、環氧-丙烯酸酯、氨基甲酸酯-丙烯酸酯和聚醚-丙烯酸酯；所述多硫醇-多烯體系包括以下四種物質
7.根據權利要求4所述的具有保護層的有機光電子器件，其特徵在於，單體包括苯乙烯及其衍生物、單官能團或多官能團丙烯酸酯；光引發劑包括安息香及其衍生物安息香甲醚、安息香乙醚、安息香異丙醚和乙醯苯衍生物，光敏劑包括二苯甲酮、硫雜蒽醌和米蚩酮，助劑包括增塑劑、觸變劑、填充劑、防靜電劑、阻燃劑、偶聯劑，光引發劑包括二芳基碘鎓鹽、三芳基碘鎓鹽、三芳基硫鎓鹽和三芳基硒鎓鹽。
8.根據權利要求1所述的具有保護層的有機光電子器件，其特徵在於，親水材料層兩側的有機材料層材料採用相同材料或者不同材料，處於不同組合層中的親水材料層材料採用相同材料或者不同材料。
9.一種具有保護層的有機光電子器件的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟
①在有機光電子器件的上層、下層或者四周製備有機材料層；
②在上述有機材料層上製備一層親水材料層；
③在上述親水材料層上沉積一層有機材料層；
④重複上述步驟①、②、③或者重複步驟①、②，再製備(n-1)周期的組合層交替重疊組成的薄膜層。
10.根據權利要求9所述的具有保護層的有機光電子器件的製備方法，其特徵在於，親水材料層和有機材料層是通過真空蒸鍍、離子團束沉積、離子鍍、直流濺射鍍膜、RF濺射鍍膜、離子束濺射鍍膜、離子束輔助沉積、等離子增強化學氣相沉積、高密度電感耦合式等離子體源化學氣相沉積、觸媒式化學氣相沉積、磁控濺射、電鍍、旋塗、浸塗、噴墨列印、輥塗和LB膜中的一種或者幾種方式而形成。
全文摘要
本發明公開了一種具有保護層的有機光電子器件，其特徵在於，包括基板和有機光電子器件，還包括保護層，該保護層由n個組合層構成，n為整數且n＝1～100，所述組合層由三種方式構成有機材料層/親水材料層/有機材料層或者有機材料層/親水材料層或親水材料層/有機材料層；保護層中組合層的位置關係包括設置在有機光電子器件的上層、下層、四周的一處或者幾處；設置在基板和有機光電子器件之間或者設置在基板的一側。該器件能克服現有技術中所存在的不足，結構新穎，提高了基板表面的平整度，保護層的粘結性解決了部件之間的聯接度問題，能有效阻隔水氧進入器件內部。
文檔編號H01L51/10GK101369630SQ20081004617
公開日2009年2月18日 申請日期2008年9月26日 優先權日2008年9月26日
發明者蔣亞東, 於軍勝, 璐 李, 磊 張 申請人:電子科技大學