CN1156198C - 柔性有机电致发光器件 - Google Patents
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Abstract
本发明所公开的是一种柔性有机电致发光器件,其结构中依次包括一个柔性基体层,由绝缘材料构成的缓冲层,一个阳极层,至少包括一个电子传输层或空穴传输层的有机发光层,一个阴极层。本发明通过在器件结构中加入一层缓冲层,有效地改善了器件基片与用作阳极的ITO薄膜之间的结合性能,同时大大提高了器件基片的气密性,达到了提高器件的稳定性和延长其寿命的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种柔性有机电致发光器件。
背景技术
1987年,美国柯达公司的C.W.TANG等人利用有机荧光体及空穴传输性材料研制成功低驱动电压(<10V)、高亮度(>1000cd/m2)、高发光效率(>1.51m/W)的有机电致发光器件(OLED)。这一工作显示了有机电致发光(OEL)技术在显示领域的巨大应用价值。有机薄膜EL器件具有与集成电路相匹配的直流低压驱动的特性,且易于实现大面积彩色显示,具有响应速度快、易加工处理、机械特性良好、成本低廉等优点。
在现有技术中,OLED大多使用玻璃作基片,淀积在基片上的氧化铟锡(ITO)层被广泛地用作器件的透明阳极。由于OLED中的每一个有机层或电极的厚度只有几十纳米,所以器件的厚度和重量主要取决于基片,而使用玻璃基片的OLED不具备可弯曲的特点,且玻璃易碎,玻璃基片的这些特点都影响了OLED的更广泛应用。
1992年,G.Gustafsson等使用聚乙烯对苯二甲酸脂作为基片制成了柔性OLED。目前柔性OLED在性能方面和制备过程中还存在很多的问题。首先,使用聚酯材料作的柔性基片气密性较差,会导致水分子和空气分子渗入器件,严重影响器件的稳定性和寿命。其次,用作器件阳极的ITO膜在聚酯材料上的附着力较差,这不但使显示图形的制备变得困难,而且也影响了柔性OLED的稳定性。
为改善基片的气密性,有人提出使用金属材料替代聚酯等透明塑料作器件的基片。该方法的缺点是成本较高,工艺复杂。因ITO膜在聚酯基片上的成膜性不好,有人提出使用其它材料作阳极,如Cao Yong在US5,965,281中提到可使用聚噻吩替代ITO作阳极,但由于聚噻吩导电性不如ITO,用其作为阳极制备的发光器件易饱和,且发光亮度也不如使用ITO的器件。
在国际申请号为WO98/07173,中国申请号为97197902.2的专利中,G.顾、P.布罗斯、S.R.弗雷斯特等人用聚酯作基片,用ITO作透明电极,蒸发制备成ITO/TPD/Alq3/Mg∶Ag/Ag结构的柔性OLED,该器件具备一定的可弯曲性,但此专利并未解决上面所述的柔性OLED所面临的稳定性和电极附着性差的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基片气密性好并且基片与用作阳极的ITO膜结合性能好的柔性有机电致发光器件。
为实现上述目的,本发明的技术方案提供了一种柔性有机电致发光器件,该器件包括一个柔性基片,一个阳极层,一个阴极层,至少包括一个电子传输层或空穴传输层的有机发光层,其特征在于:还包括位于柔性基片与阳极层之间的由绝缘材料构成的缓冲层,所述的绝缘材料为聚合物聚酰亚胺。
本发明的柔性OLED具有以下优点:在柔性基片与ITO膜之间制备一层由绝缘材料构成的缓冲层,它作为有机材料与无机材料之间的过渡层,既有利于加强柔性基片与ITO膜之间的结合力,保证ITO在基片上形成良好的导电膜,同时又阻止了水分子和空气分子透过基片,大大提高了基片的气密性,延长了柔性OLED的寿命。
附图说明
附图为本发明优选的实施方案的柔性OLED结构示意图,其中1是柔性基片,2是缓冲层,3是阳极层,4是空穴传输层,5是电子传输层,6是阴极层,7是金属防护层。
现在用本发明特别优选的实施方案来详细地说明本发明,要理解的是这些实施方案仅仅作为说明性实施例,本发明并不局限于此。
具体实施方式
作为本发明说明性实施方案,所述柔性OLED中的发光层可以使用单层结构,也可以使用多层结构。这里所说的单层或多层结构只是如实施例所示按本发明所述的OLED的制备工艺,而不以任何方式将本发明局限于所述实施例中柔性OLED各层的特定次序或顺序。例如,本发明多层结构的OLED包括一个柔性基片,优选为一种聚酯材料;一个缓冲层,可为高分子聚合物,也可为无机小分子材料,优选为聚合物聚酰亚胺(polyimide,PI);构造在柔性基片上的阳极层,一般为ITO薄膜;构造在阳极层上的空穴传输层;构造在空穴传输层上的电子传输层;构造在电子传输层上的阴极层,如以Mg∶Ag合金为材料的金属阴极层;构造在阴极层上的金属防护层,可由一层Ag制得,用于保护Mg∶Ag阴极层不受大气氧化。本发明单层结构的OLED包括一个柔性基片,优选为一种聚酯材料;一个缓冲层,可为高分子聚合物,也可为无机小分子材料, 优选为聚合物PI;构造在柔性基片上的阳极层,一般为ITO薄膜;构造在阳极层上的有机发光层;构造在有机发光层上的阴极层,如以Mg∶Ag合金为材料的金属阴极层;构造在阴极层上的金属防护层,可由一层Ag制得,用于保护Mg∶Ag阴极层不受大气氧化。
现在来详细地描述本发明有关如何制造其特别有代表性的实施方案,材料、设备和方法步骤要理解为仅用于说明实施例,特别注意,本发明并不局限于在此所引用的方法、材料、设备、加工条件等。
实施例
在附图所示的本发明优选的实施方案的结构示意图上,器件的柔性基片1为任何适合的柔性聚合物板材,如聚酯材料。优选该柔性基片能弯曲至曲率半径为0.5cm或以下。在柔性基片1上制备一层PI作为缓冲层2,在缓冲层2上沉积一层ITO薄膜作为阳极层3。在此优选的实施方案中,空穴传输层4由N,N′-二苯基-N,N′-双(3-甲基苯基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺(TPD)组成,电子传输层5由三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)组成,另外也可以使用其它非聚合物材料,诸如本领域已知的用于制备空穴传输层、电子传输层和发光层的材料。用作空穴传输层4的TPD在阳极层ITO的表面形成,用作电子传输层5的Alq3在空穴传输层4上形成。另外也可用单层有机发光层代替器件结构中用作空穴传输层4的TPD和用作电子传输层5的Alq3。用作阴极层6的Mg∶Ag合金层在电子传输层5上形成,用作金属防护层7的Ag在阴极层6上形成。电源正极接于阳极层3上,电源负极接于阴极层6上。
根据本实施例中器件的结构,可用三种方法制备器件中的缓冲层PI,其方法如下。方法一:热蒸发沉积法
柔性基片为一个175μm厚的透明聚酯薄膜,柔性基片的厚度也可根据OLED特别应用的需要而定。将清洗后的基片置于压力为1×10-3Pa的真空腔内,利用热蒸镀的方法制备PI薄膜,厚度控制在0.2~20nm;用低温溅射法沉积ITO薄膜20~200nm;再利用热蒸发的方法在1×10-3Pa的真空腔内沉积800厚的空穴传输材料TPD层,接着沉积880厚的电子传输材料Alq3层。顶部电极由1500厚的Mg∶Ag层和500厚的Ag膜组成。金属电极制备结束后,在其上制备一层由无机有机复合的绝缘材料构成的薄膜作为保护层,防止水汽、氧气对器件的腐蚀。最后,用塑料基片封装。使用此方法制得的器件,其亮度和稳定性数据见表1。
方法二:射频溅射法
柔性基片为一个175μm厚的透明聚酯薄膜,柔性基片的厚度也可根据OLED特别应用的需要而定。将清洗后的基片置于压力为1×10-3Pa的真空腔内,通入高纯惰性气体(如氩气、氦气、氖气),使环境压力维持在0.5Pa~10Pa,以PI作靶材进行射频溅射,功率10~400W,溅射时间持续1~60min,所得到的PI薄膜厚度为0.2~20nm;用低温溅射法沉积ITO薄膜;再利用热蒸发的方法在1×10-3Pa的真空腔内沉积800厚的空穴传输材料TPD层,接着沉积880厚的电子传输材料Alq3层。顶部电极由1500厚的Mg∶Ag层和500厚的Ag膜组成。金属电极制备结束后,在其上制备一层由无机有机复合的绝缘材料构成的薄膜作为保护层,防止水汽、氧气对器件的腐蚀。最后,用塑料基片封装。此方法制得的器件,其亮度和稳定性明显提高,具体数据见表1。
方法三:离子束溅射法
柔性基片为一个175μm厚的透明聚酯薄膜,柔性基片的厚度也可根据OLED特别应用的需要而定。将清洗后的柔性基片置于压力为1×10-3Pa的真空腔内,通入高纯惰性气体如:氩气或氦气,使环境压力维持在5.0×10-2Pa;用离子束轰击PI靶材,轰击时将束流密度控制在100μA/cm2,轰击时离子能量为500eV,作用时间为50分钟,所得PI薄膜厚度为5nm;用溅射法沉积ITO薄膜;再利用热蒸发的方法在1×10-3Pa的真空腔内沉积800厚的空穴传输材料TPD层,接着沉积880厚的电子传输材料Alq3层。顶部电极由1500厚的Mg∶Ag层和500厚的Ag膜组成。金属电极制备结束后,在其上制备一层由无机有机复合的绝缘材料构成的薄膜作为保护层,防止水汽、氧气对器件的腐蚀。最后,用塑料基片封装。使用此方法制得的器件,其亮度和稳定性最好,具体数据见表1。
表1
尽管结合优选实施例对本发明进行了说明,但本发明并不局限于上述实施例和附图,应当理解,在本发明构思的引导下,本领域技术人员可进行各种修改和改进,所附权利要求概括了本发明的范围。
Claims (8)
1.一种柔性有机电致发光器件,该器件包括:一个柔性基片,一个阳极层,一个阴极层,一个至少包括电子传输层或空穴传输层的有机发光层,其特征在于:还包括位于柔性基片与阳极层之间的由绝缘材料构成的缓冲层,所述的绝缘材料为聚合物聚酰亚胺。
2.根据权利要求1所述的柔性有机电致发光器件,其中所述的柔性基片是透明的。
3.根据权利要求1所述的柔性有机电致发光器件,其中所述的柔性基片是聚合物。
4.根据权利要求1所述的柔性有机电致发光器件,其中所述的柔性基片可由一种聚酯材料组成。
5.根据权利要求1所述的柔性有机电致发光器件,其中所述的阳极层由氧化铟锡组成。
6.根据权利要求1所述的柔性有机电致发光器件,其中所述的阴极层由镁银合金组成。
7.根据权利要求1所述的柔性有机电致发光器件,其中所述的空穴传输层由N,N’-二苯基-N,N’-双(3-甲基苯基)-1,1’-联苯-4,4’-二胺组成。
8.根据权利要求1所述的柔性有机电致发光器件,其中所述的电子传输层由三(8-羟基喹啉)铝组成。
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Addressee: Tsinghua University Document name: Notification to Pay the Fees |
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Granted publication date: 20040630 Termination date: 20170429 |