專(zhuān)利名稱(chēng)：電致發(fā)光控制板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電致發(fā)光控制板，它包含一種能防止氧和濕氣穿過(guò)的有機(jī)發(fā)光器件。US 5124204(連同

圖1一起)描述了一種常規(guī)的有機(jī)電致發(fā)光器件，它由一個(gè)形成在玻璃底板(2)上的透明的下電極(4)，電致發(fā)光層(3)，上電極(5)按以上次序制成。為了防止電致發(fā)光(EL)元件受潮，其上蓋有一塊密封板(7)，利用粘結(jié)劑(6)例如環(huán)氧樹(shù)脂將這密封板粘附在玻璃底板(2)上。在密封板(7)的下面放置了吸濕性材料(9)。
為了獲得高度可靠的有機(jī)電致發(fā)光器件，應(yīng)有大量的吸濕性材料存在，以便能夠在有機(jī)電致發(fā)光器件的整個(gè)使用壽命期間吸收濕氣。這是由于這器件不是密封的，而環(huán)氧樹(shù)脂膠液對(duì)濕氣還有其它氣體例如氧，氫，氮和氦而言是可滲透的。大量的吸濕性材料可能造成器件的總厚度增加。鑒于這一原因，就有了對(duì)(疊層式)密封式器件的探索。這一類(lèi)器件可采用在有機(jī)機(jī)器件和基質(zhì)的上方放置一層無(wú)機(jī)層的方法加以密封。如果這層材料是金屬，必須添加附加的電絕緣的，不可滲透的層以防短路。
可是，這一方法帶來(lái)的問(wèn)題似乎是控制板在工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生氫氣。這氣體主要是由留在電致發(fā)光聚合物中的水電解產(chǎn)生的。在聚合物中發(fā)生的一些交聯(lián)反應(yīng)也會(huì)導(dǎo)致在系統(tǒng)中形成氫氣。由于氣體產(chǎn)生的結(jié)果可能會(huì)發(fā)生容積膨脹和爆裂和/或?qū)与x。
本發(fā)明的目的尤其是要提供一種改善了的密封式有機(jī)電致發(fā)光控制板。
按照本發(fā)明，前文中所述類(lèi)型的有機(jī)電致發(fā)光控制板的特征在于，這密封層包含無(wú)機(jī)材料以及吸氫劑被放置在封裝系統(tǒng)內(nèi)位于與有機(jī)發(fā)光層呈實(shí)體接觸的位置處。所謂的呈實(shí)體接觸指的是呈接觸狀態(tài)或間接接觸狀態(tài)。直接接觸是指例如吸氣劑被配置在發(fā)光層周?chē)倪@種情況。間接接觸意指通過(guò)氣體可滲透層將吸氣劑與有機(jī)器件隔開(kāi)。例如，假若上電極層具有能使氣體通過(guò)的針孔，這氣體可滲透層可以是上電極層。
依靠與在工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生氫氣的有機(jī)發(fā)光層的實(shí)體接觸，這吸氫劑能粘合，吸收或捕獲所產(chǎn)生的氫。用這種方法能有效地防止爆裂和/或?qū)与x。
一種優(yōu)選的實(shí)施方案的特征在于，一層氫氣可滲透層被放置在上電極層上，吸氫劑被放置在氫氣可滲透層上并通過(guò)氫氣可滲透層和上電極層上的針孔與有機(jī)發(fā)光層呈實(shí)體接觸狀態(tài)。
因這種方式而引起所產(chǎn)生的氫氣發(fā)生累積反應(yīng)，可通過(guò)使氫氣散布在較大的表面(上電極的表面)上的方法來(lái)防止。
按照再一個(gè)實(shí)施方案，氫氣可滲透層包含無(wú)機(jī)氧化物或氮化物和/或鈀。
EP 777 280公開(kāi)了一種疊層結(jié)構(gòu)，其中的有機(jī)器件疊層組件被蓋上了一層其上涂刷了低自由能金屬層的有機(jī)緩沖層，它起著熱系數(shù)匹配層的作用和起著吸氣材料的作用?？墒牵谶@類(lèi)結(jié)構(gòu)中，有機(jī)緩沖層的這種特殊的配置，使得吸氣材料與有機(jī)器件的有機(jī)聚合物層不是處于實(shí)體接觸狀態(tài)，所以不能起到捕獲由有機(jī)聚合物層產(chǎn)生的氫氣的作用。在上述結(jié)構(gòu)中，吸氣材料僅能吸收位于緩沖層外表上的濕氣等等。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，適合用作氫氣捕集器的材料是選自以下的材料或材料的組合物(合金或金屬間化合物)a)堿金屬b)堿土金屬c)鑭系d)Sc，Ye)Pd，Rh，Ni，Zr非常有效的氫氣捕集器由至少一種堿(堿土)金屬與鋁組成的合金形成(尤其是Ba4Al是一種良好的候選物)，和由在C，Si，Ge，Sn或Pb中插入至少一種堿(堿土)金屬的插層材料形成。尤其是Li插入C中的層間材料產(chǎn)生良好的結(jié)果。
再者，可以使用一種分子篩粉末，例如可以使用以Al2O3為基礎(chǔ)的、具有多個(gè)能用來(lái)捕獲氫氣的(小)孔的粉末。一個(gè)實(shí)例是鈉-鋁-硅酸鹽(0.6K2O:4Na2O:Al2O3:2SiO2)。
上面e)項(xiàng)中的ZrPd化合物似乎是好的典型，尤其是Zr9Pd1。
吸氣材料層可以采用蒸發(fā)或噴涂的方法沉積而有利地形成。
通過(guò)以下的描述連同優(yōu)選實(shí)施方案及與其有關(guān)的附圖一起，使得本發(fā)明的這些和其它的目的和特點(diǎn)變得更清楚了，其中附圖圖1是現(xiàn)有技術(shù)的電致發(fā)光控制板的剖面示意圖；圖2是本發(fā)明的第一種實(shí)施方案的剖面示意圖。
圖3是本發(fā)明的另外的幾種實(shí)施方案的剖面示意圖。
圖1表明一種電致發(fā)光(EL)顯示器器件1，它包含玻璃基質(zhì)2，借助于本領(lǐng)域熟知的方法，例如物理或化學(xué)氣相沉積法或油墨噴印法，在其上沉積了若干層。這器件1包含了一層含有有機(jī)電致發(fā)光材料的活性層或發(fā)射層3，將其夾在由導(dǎo)電材料形成的二層圖案型電極層的中間，這有機(jī)電致發(fā)光材料是例如香豆素(有機(jī)的LED)，或共軛聚合物，如PPV(聚對(duì)亞苯1，2-亞乙烯基)或PPV-衍生物(聚合物L(fēng)ED)。在這實(shí)例中，電極層包含直接沉積在玻璃基質(zhì)2上的第一電極4，和第二電極5，由此形成了發(fā)光二極管(LED)基體。至少電極4是由活性層3發(fā)射的光線(xiàn)可以透過(guò)的材料例如氧化銦錫(ITO)制成。在工作過(guò)程中，第一電極4被激勵(lì)，以致它們相對(duì)于第二電極5是處于足夠高的正電壓下，從而注入活性層3上的孔。這發(fā)射層3可能包含一層或多個(gè)層的有機(jī)層。為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，在下文中，不管是一層還是多層有機(jī)層均采用一詞“有機(jī)層”。
由層3，4和5組成的疊層組件包含在由蓋板7形成的空腔8內(nèi)，通過(guò)粘結(jié)劑6，例如熱固化雙組分環(huán)氧樹(shù)脂，將蓋板固定在玻璃基質(zhì)2上。由玻璃基質(zhì)2與被粘結(jié)劑6密封在基質(zhì)2上的蓋板7形成的密封盒，在其里面是這樣配置吸濕劑9的，要使這吸濕性材料與層3，4和5組成的疊層組件之間留有一定的間隔。例如，可以將吸濕劑9固定在蓋板7上，如圖1所示。
圖1現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)在于不能制造得足夠的薄以適應(yīng)某些應(yīng)用，如手機(jī)。
本發(fā)明以極薄的電致發(fā)光控制板為目標(biāo)，它是通過(guò)使有機(jī)器件和防護(hù)蓋形成疊層組件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在這樣的緊密結(jié)構(gòu)中，其中的相鄰各層處于實(shí)體接觸狀態(tài)，沒(méi)有(可滲透的)粘結(jié)的接縫和沒(méi)有吸濕劑(捕集器)。
圖2表明一種疊層組件(或疊層)式的電致發(fā)光控制板實(shí)例的橫剖面圖?；|(zhì)12，可能是對(duì)濕氣和氣體來(lái)說(shuō)是不可滲透的玻璃基質(zhì)或者例如塑料基質(zhì)，它承載著下電極層14，有機(jī)(聚合物)電致發(fā)光材料層13和上電極層15，它們?cè)谝黄鹦纬捎袡C(jī)器件。覆蓋住有機(jī)器件的無(wú)機(jī)材料密封層17使13，14和15組成的疊層組件整體化，這無(wú)機(jī)材料是例如碳化物或氮化物，尤其是氮化硅，或是電氣絕緣的，濕氣不可滲透的金屬氧化物。密封層17連同基質(zhì)12一起“封裝”了有機(jī)器件。最后得到的EL控制板11可以非常的薄。
可是，這一方法帶來(lái)的問(wèn)題是控制板在工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生氫氣。這氣體主要是由留在電致發(fā)光聚合物中的水電解產(chǎn)生的。在聚合物中發(fā)生的一些交聯(lián)反應(yīng)也會(huì)導(dǎo)致在系統(tǒng)中形成氫氣。由于氣體產(chǎn)生的結(jié)果可能會(huì)發(fā)生疊層組件容積膨脹和爆裂和/或?qū)与x。由于氣密封裝，故氣體不可能逸出。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，在13，14，15，17組成的疊層組件中安置了氫氣捕集器19，使其位于與有機(jī)(聚合物)層13呈實(shí)體接觸的位置處。在圖2實(shí)施方案中，氫氣捕集器19被安置成與有機(jī)(聚合物)層13的周邊呈實(shí)體接觸狀態(tài)。假設(shè)層13有四條邊，可以將氫氣捕集器19安置成與層13的一條邊或多條邊的周邊呈實(shí)體接觸狀態(tài)，用作氫氣捕集器19的適用的材料是a)堿金屬b)堿土金屬c)鑭系d)Sc，Ye)Pd，Rh，Ni，Zr和它們的組合物(合金和金屬間化合物)更為適用的材料是由上述類(lèi)，尤其是a)和b)類(lèi)與Al組合形成的材料(尤其是Ba4Al)和由插入C，Si，Ge，Sn，Pb中的上述類(lèi)材料，尤其是a)和b)類(lèi)材料(尤其是插入C中的Li)形成的層間材料。
也可使用各種分子篩粉末，例如可以使用以Al2O3為基礎(chǔ)的、具有多個(gè)能用來(lái)捕獲氫氣的(小)孔的粉末。這種分子篩粉末是例如(0.6K2O4Na2O:Al2O3:2SiO2)。
圖3表示圖2結(jié)構(gòu)的另一個(gè)替代方案，該圖中與圖2中的相同元件采用同樣的編號(hào)。在上電極15的上表面上放置了氫氣捕集器19。有機(jī)層13中產(chǎn)生的氫氣可通過(guò)電極15上的針孔到達(dá)氫氣捕集器19′。在本實(shí)施方案中，氫氣捕集器19′與有機(jī)層13不是呈直接實(shí)體接觸狀態(tài)，而是呈實(shí)體接觸狀態(tài)(通過(guò)電極15上的針孔)。這一方案的缺點(diǎn)在于，如果在有機(jī)層13的一個(gè)區(qū)域產(chǎn)生(大量的)氫氣，則氫氣就會(huì)堆積在氫氣捕集器19′上的一個(gè)區(qū)域內(nèi)。這是不希望的。圖4提出了一個(gè)解決這一問(wèn)題的實(shí)施方案。
圖4表示圖2結(jié)構(gòu)的另一個(gè)替代方案，該圖中與圖2中的相同元件采用同樣的編號(hào)。在既與聚合物層13又與吸氫劑19″呈實(shí)體接觸的位置處，安置了氫氣可滲透層18。按照這一方式，吸氫劑19″與聚合物層13呈實(shí)體接觸。通過(guò)借助于氫氣可滲透層18使氫氣散布在較大的表面上的方法，防止了所產(chǎn)生的氫氣堆積在一個(gè)區(qū)域內(nèi)。
層18可以是任何能使氫氣滲透的材料。層18的一個(gè)非常特殊的實(shí)例是一種可使氫氣穿過(guò)，但別的氣體不能穿過(guò)的鈀層。這類(lèi)層的其它實(shí)例(它也可以是與鈀的組合)是無(wú)機(jī)的氧化物，氮化物等等(例如氧化硅，氧化鋁，氮化硅)。通常這些氣體可滲透的材料的層可采用噴涂或蒸發(fā)方法制得。層18也可以是具有高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的有機(jī)物質(zhì)。同樣地，層30也可在電絕緣的有機(jī)或無(wú)機(jī)材料之中選取。
為了能夠產(chǎn)生一層無(wú)缺陷的無(wú)機(jī)密封層17，首先在由13，14，15組成的有機(jī)器件疊層組件上方沉積一層平面化層是有利的。吸氫劑層19′、19″的有利之處是能起到這種平面化層的作用。
氮化物，氧氮化物，金屬氧化物或金屬，可以用作無(wú)機(jī)密封層17的材料。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，例如Al的無(wú)缺陷層可采用真空沉積法沉積至厚度為500～5000，以便產(chǎn)生氣密密封。
在圖5上表明使用的是金屬密封層21(圖5上編號(hào)為17)，圖中與圖3中的相同元件采用同樣的編號(hào)。
在這種情況下，在這(金屬)密封層21與下電極層14之間放置一種電絕緣物質(zhì)16，以便防止發(fā)生短路。同樣地，在沉積無(wú)機(jī)密封層17之前，至少要在上電極15的外露面上，沉積一層電絕緣材料層30。所采用的電絕緣材料可以是無(wú)機(jī)材料，例如低熔點(diǎn)玻璃或陶瓷材料，或有機(jī)材料。類(lèi)似地，如果吸氣劑19(圖2)、19′(圖3)或19″(圖4)是屬于導(dǎo)電材料，同時(shí)密封層17又選用導(dǎo)電材料例如像Al，則必須放置如同圖5上的層30和16一樣的電絕緣層以防止短路。
概括起來(lái)，本發(fā)明涉及一種疊層式電致發(fā)光控制板，它包含一個(gè)支承的透明基質(zhì)；
一個(gè)形成在透明基質(zhì)上的分辨多個(gè)像素的有機(jī)器件；這有機(jī)器件包括介于上下電極層之間的有機(jī)發(fā)光層；和放置一層與基質(zhì)一起形成一種對(duì)有機(jī)器件的氣密防濕封裝系統(tǒng)的密封層。這密封層包含無(wú)機(jī)材料，吸氫劑則被放置在封裝系統(tǒng)內(nèi)位于與有機(jī)器件呈實(shí)體接觸狀態(tài)的位置處。這吸氫劑防止了由于有機(jī)器件在工作過(guò)程中所形成的氫氣在封裝系統(tǒng)內(nèi)建立壓力。
權(quán)利要求
1.電致發(fā)光控制板，它包括一個(gè)支承的透明基質(zhì)；一個(gè)形成在透明基質(zhì)上的分辨多個(gè)像素的有機(jī)器件；這有機(jī)器件包括介于上下電極層之間的有機(jī)發(fā)光層；和配置的用以與基質(zhì)一起形成一個(gè)對(duì)有機(jī)器件的封裝系統(tǒng)的密封層，其特征在于，這密封層包含無(wú)機(jī)材料，并且其中吸氫劑被放置在封裝系統(tǒng)內(nèi)，位于與有機(jī)發(fā)光層呈實(shí)體接觸狀態(tài)的位置處。
2.權(quán)利要求1的控制板，其特征在于吸氫劑是與有機(jī)發(fā)光層的周邊呈實(shí)體接觸狀態(tài)。
3.權(quán)利要求1的控制板，其特征在于吸氫劑被直接放置在上電極層上，并通過(guò)上電極層上的針孔與有機(jī)發(fā)光層呈實(shí)體接觸狀態(tài)。
4.權(quán)利要求1的控制板，其特征在于氫氣可滲透層被放置在上電極層上，吸氫劑則被放置在氫氣可滲透層上，并通過(guò)氫氣可滲透層和上電極層上的針孔與有機(jī)發(fā)光層呈實(shí)體接觸狀態(tài)。
5.權(quán)利要求3的控制板，其特征在于氫氣可滲透層包含無(wú)機(jī)氧化物或氮化物和/或Pb。
6.權(quán)利要求1的控制板，其特征在于吸氫劑包含選自以下的材料或其組合物a)堿金屬b)堿土金屬c)鑭系d)Sc，Ye)Pd、Rh、Ni、Zr。
7.權(quán)利要求1的控制板，其特征在于吸氫劑包含由至少一種堿金屬、或至少一種堿土金屬與Al組成的金屬間化合物。
8.權(quán)利要求1的控制板，其特征在于吸氫劑包括一種在C，Si，Ge，Sn或Pb中插入至少一種堿金屬，或至少一種堿土金屬的層間材料。
9.權(quán)利要求1的控制板，其特征在于吸氫劑包含分子篩粉末，這粉末的顆粒具有能捕獲氫的空腔。
10.權(quán)利要求1的控制板，其特征在于無(wú)機(jī)密封層是金屬、金屬氧化物、碳化物、或氮化物的層。
全文摘要
一種疊層式電致發(fā)光控制板，它包含一個(gè)支承的透明基質(zhì)；一個(gè)形成在透明基質(zhì)上的分辨多個(gè)像素的有機(jī)器件；這有機(jī)器件包括介于上下電極層之間的有機(jī)發(fā)光層；和放置一層與基質(zhì)一起形成一種對(duì)有機(jī)器件的氣密防濕封裝系統(tǒng)的密封層。這密封層包含無(wú)機(jī)材料以及被放置在封裝系統(tǒng)內(nèi)，位于與有機(jī)器件呈實(shí)體接觸狀態(tài)位置處的吸氫劑。這吸氫劑防止了由于有機(jī)器件在工作過(guò)程中所形成的氫氣在封裝系統(tǒng)內(nèi)建立壓力。
文檔編號(hào)H01L51/50GK1653852SQ03810469
公開(kāi)日2005年8月10日 申請(qǐng)日期2003年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月10日
發(fā)明者R·A·M·希克梅特, H·A·M·范哈, E·I·哈斯卡 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司