CN103081157A

CN103081157A - 包括封装结构的有机发光器件

Info

Publication number: CN103081157A
Application number: CN2011800420515A
Authority: CN
Inventors: 郑光振; 姜旼秀; 金钟硕; 柳贤智; 赵允京
Original assignee: LG Chem Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2010-07-07
Filing date: 2011-07-07
Publication date: 2013-05-01
Anticipated expiration: 2031-07-07
Also published as: KR101454064B1; US9035545B2; WO2012005526A2; WO2012005526A3; JP5977233B2; EP2579353A4; JP2013534034A; US20130207093A1; EP2579353A2; CN103081157B; KR20120004943A; EP2579353B1

Abstract

本发明涉及一种有机发光器件，其包括：有机发光部，其包括第一电极、具有发光层的有机材料层、第二电极；封装层，其在有机发光部的整个顶面，其中所述封装层是将防水膜、玻璃盖、金属箔和导电膜中的至少两种层叠的结构。其具有优异的水和氧气阻隔效果，且防止了器件的劣化或运行故障。

Description

包括封装结构的有机发光器件

技术领域

本发明涉及一种有机发光器件，其包括：有机发光部，其包括第一电极、具有发光层的有机材料层、第二电极；封装层，其在有机发光部的整个顶面。所述封装层具有将防水膜、玻璃盖、金属箔和导电膜中的至少两种层叠的结构。

背景技术

有机发光器件（OLED）是一种经通过电极注入发光层的空穴和电子形成的激子衰减而发光的装置。这种有机发光器件具有与常规的液晶显示器相比更小的厚度、更低的功耗、更宽的视角和更高的响应速度，这是因为有机发光器件具有自发光特性。此外，有机发光器件与等离子体显示板或无机的电致发光（EL）面板显示器相比，可以在较低的10V电压或更小的电压下驱动，并具有更低的功耗和更好的色彩表现。此外，有机发光器件可使用柔性塑料衬底来制造。

对于有机发光器件的相容性，要解决的主要问题是耐久性和导电性。在有机发光器件中包含的有机材料和金属电极很容易被水氧化。因此，有必要有效地防止氧气或水从外部渗透到有机发光器件中。此外，有机发光器件易受到物理冲击的损伤、且当散热不好时由于器件的劣化而导致耐久性退化。

现有技术中的使用有机发光器件的照明装置中，采用的是使用环氧树脂的封装技术。然而，在持续驱动照明的过程中产生大量的热量，而器件由于所产生的热量而劣化，因此，在运行时失灵。

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的在于，提供一种为了防止设备的劣化和运行时的故障而完全与器件接触的面密封（face sealing）或膜封装的封装结构。

解决课题的方法

本发明的一个实施方案提供一种有机发光器件，其包括：有机发光部，其包括第一电极、具有发光层的有机材料层、第二电极；封装层，其在有机发光部的整个顶面。所述封装层是将防水膜、玻璃盖、金属箔和导电膜中的至少两种层叠的结构。

发明效果

本发明的有机发光器件具有由至少两种材料形成的封装层，从而具有优异的水和氧气阻隔效果。由于封装层完全与器件接触，可以防止器件的劣化和运行时的故障。

附图说明

图1至3分别是根据本发明的一个实施例的有机发光器件的剖视图。

图4是按时间段观察根据本发明的一个实施例的有机发光器件的水分透过率测试过程的照片。

具体实施方式

在下文中，将详细说明本发明。

本发明的有机发光器件包括：有机发光部，其包括第一电极、具有发光层的有机材料层、第二电极；封装层，其在有机发光部的整个顶面。该封装层具有将防水膜、玻璃盖、金属箔和导电膜中的至少两种层叠的结构。

本发明的有机发光器件具有优异的防水可靠性和优异的将器件中产生的热量外部排出的效果。例如，所形成的封装层的厚度为3mm或更小的有机发光器件具有180小时以上的可靠性保持期，所述可靠性保持期是指在温度85℃和湿度85%的条件下没有观察到器件的收缩的可靠性保持期。此外，在温度变化观测试验中，上述的器件在温度为25℃，且电流密度为15mA/cm²或更少的条件下驱动1小时时没有发现器件的劣化。

在测试中为了确定有机发光器件的物理性质而使用的封装层的厚度在0.5至3mm的范围内，然而，比上述厚度范围更小或更大的厚度也包括在本发明的范围内。此外，在温度变化观测试验中，在电流密度为5-15mA/cm²的条件下驱动1小时时观测器件的劣化情况，然而，用于驱动有机发光器件的电流密度并不限于上述范围。

本文所用的术语“器件的防水可靠性”或“没有观察到器件收缩的可靠性”是指，在一定条件下没有观察到由于器件的收缩而导致器件的外部变形的时间。例如，可以是观察在温度85℃且湿度85%下器件的外部是否由于器件的收缩而改变的结果。可靠性保持期是指，观察者用肉眼确认到器件外部变化的时间点，例如，可以是基于最初观察时间的器件的边长收缩2.5%以上的时间点。

本发明的有机发光器件可以是具有将有机发光部侧面密封的密封剂的结构。侧面密封剂将会提高封装层的防水强度。可以使用紫外线密封（seal）或环氧树脂作为密封剂，但不限于此。例如，上述密封剂以如下方式形成，即通过分配（dispensing）紫外线固化型环氧树脂至有机发光部的侧面，并进行环氧树脂的紫外线固化而包括密封剂。

本发明的封装层是将防水膜、玻璃盖、金属箔和导电膜中的至少两种层叠的结构。例如，封装层包括层叠上述元件中的两种的结构、层叠上述元件中的三种的结构、或层叠上述元件所有四种的结构。

在本发明的一个示例性实施方案中，封装层可以是防水膜、玻璃盖、金属箔和导电膜中的至少两种层叠的结构。封装层可以是防水膜和玻璃盖层叠的结构，或防水膜和金属箔层叠的结构，或导电膜和金属箔层叠的结构。具体而言，防水膜和玻璃盖层叠的结构防水可靠性相对优异。例如，在温度85℃和湿度85%的条件下没有观察到器件的收缩的可靠性保持期是280小时或更长。据证实，防水膜和金属箔层叠的结构防水可靠性和导热性均优异。例如，观察到在温度85℃和湿度85%的条件下无器件的收缩现象的可靠性保持期是240小时或更长的时间，且在温度为25℃且电流密度为17.5mA/cm²或更少的条件下驱动1小时时器件没有劣化。

防水膜可以由含有粘土（Clay）和二氧化硅填料（Silica Filler）中的至少一种的材料形成。防水膜的厚度可以在5至50μm的范围内。当厚度小于5μm时，防水效果是微不足道的，而当厚度超过50μm时，热导性可能会降低。防水膜的水分透过率（Water Vapor Transmission Rate）可以是10^-2g/m²天或更少，例如，在10^-8和10^-2g/m²天范围内。

玻璃盖可以由钠钙玻璃（Soda-lime glass）和无碱玻璃（Non-alkaliglass）中的至少一种所形成。玻璃盖的厚度优选为0.5至1.1mm。

封装层可以包括防水膜和/或金属箔。金属箔的材料可包括选自以下中的至少一种：不锈钢（SUS）、铝（Al）、镍合金（Ni-合金）。金属箔的厚度可以是0.1至3mm。当金属箔的厚度小于0.1mm时，水和氧的阻隔效果是微不足道的，当金属箔的厚度超过3mm时，内部的导热性可能会降低。当使用金属箔时，内部的导热性比玻璃材料的导热性更高。

封装层可以包括导电膜和/或金属箔。炭黑填料（Carbon BlackFiller）可用作导电膜。例如，导电膜的厚度为5至50μm，且水分透过率可以在10^-8至10^-2g/m²天范围内。

在本发明的一个实施方案中，封装层可以包括金属箔，该金属箔可以与第二电极电连接。例如，当封装层包括导电膜和金属箔时，金属箔可以通过导电膜与第二电极电连接。具体而言，当将电力施加到金属箔时，通过层叠在金属箔上的导电膜施加电流。在本发明的另一个实施方案中，可用金属箔替代第二电极，在该情况下，无需另外具备第二电极，从而器件的结构和制造过程变得更简单。

本发明的封装层还可以包括缓冲层。封装层还可以包括单独的缓冲层。例如，缓冲层可以在第二电极和封装层之间形成。当形成了缓冲层时，第二层和封装层之间的粘合强度增强，防止了封装层中的裂纹，从而增加封装层的使用寿命。此外，由于在薄膜封装层的组装过程中器件被冲压的现象，OLED可能会出现短路，可以适当使用缓冲层来提高有机发光器件的稳定性。封装层的缓冲层的厚度可以在100

至3000

范围内。缓冲层可以由有机或有机-无机复合材料形成。

在有机材料中，式1的材料及其衍生物可以包括在内，但不限于此。

[式1]

在式1中，R¹至R⁶独立地选自氢、卤素、腈基（-CN）、硝基（-NO₂）、磺酰基（-SO₂R）、亚砜基（-SOR）、磺酰胺基（-SO₂NR）、磺酸根（-SO₃R）、三氟甲基（-CF₃）、酯基（-COOR）、酰胺基（-CONHR或-CONRR′）、取代或未取代的直链或支链的C₁-C₁₂烷氧基、取代或未取代的直链或支链的C₁-C₁₂烷基、取代或未取代的芳族或非芳族的杂环、取代或未取代的芳基、取代或未取代的单-或二-芳基胺，和取代或未取代的芳烷基胺，且R和R′独立地选自取代或未取代的C₁-C₆₀烷基、取代或未取代的芳基和取代或未取代的5-7元杂环。

缓冲层的另一实例可以混合有机硅烷和环氧树脂而形成。对有机硅烷的种类没有特别的限定，且有机硅烷可以选自甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、苯基二甲氧基硅烷、苯基二乙氧基硅烷、甲基二甲氧基硅烷、甲基二乙氧基硅烷、苯基甲基二甲氧基硅烷、苯基甲基二乙氧基硅烷、三甲基甲氧基硅烷，三甲基乙氧基硅烷，三苯基甲氧基硅烷、三苯基乙氧基硅烷、苯基二甲基甲氧基硅烷、苯基二甲基乙氧基硅烷、二苯基甲基甲氧基硅烷、二苯基甲基乙氧基硅烷、二甲基甲氧基硅烷、二甲基乙氧基硅烷、二苯基甲氧基硅烷、二苯基乙氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、对氨基苯基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、正-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基二异丙基乙氧基硅烷、（3-环氧丙氧基丙基）甲基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、正苯基氨基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷及其混合物。对环氧树脂的实例没有特别地限定，可以是紫外线固化型树脂。

对将本发明的封装层施用于器件的方法没有特别的限定，例如，除去玻璃盖或金属箔上的图案化的保护膜，将所得的膜与沉积基底对齐以利用真空热组装系统组装，之后在热处理炉中固化该膜。

此外，在本发明的有机发光器件中，通过封装层完全与器件接触可以防止器件的劣化和运行时的故障。所述有机发光器件可以适用于各种领域如显示器或照明。特别地，有机发光器件具有优异的排出内部产生的热量的效果，并且作为照明的器件会更有用。

具体实施方案

本发明将参考以下附图进行进一步详细的描述。

图1表示根据本发明的一个实施例的有机发光器件的剖面。参照图1，本发明的有机发光器件包括：有机发光部和封装有机发光部的封装层，该有机发光部通过在基底1上依次层叠第一电极2、包括发光层的有机材料层3和第二电极4而形成。封装层依次包括缓冲层5、防水膜6和玻璃盖7，且设置在所述有机发光部的整个顶面上。此外，施用密封有机发光部的侧面的密封剂10。

图2示出了根据本发明的另一个实施例的、在有机发光部上依次层叠缓冲层5、防水膜6和金属箔8而形成的结构。

此外，图3示出了根据本发明的又一个实施例的、在有机发光部上依次层叠导电膜9和金属箔8而形成的结构。金属箔8可以通过导电膜9与第二电极4电连接。

在下文中，本发明将参照实施例进一步详细描述。本发明的实施例仅提供本发明的详细描述，而不限制本发明的权利要求的范围。

实施例1

在基底上依次形成列于下表中的第一电极（ITO）至第二电极（Al）而制备包括具有50×50mm²面积的发光区域的2-层（stack）白色OLED器件。该情形下使用的基底不具有单独的辅助电极。用于HIL、HTL、EML、ETL、CGL、HBL和EIL的材料是在白色OLED器件的制造领域中常规使用的材料，并且也使用了该领域中的常规的制备方法。

在第二电极（Al）的整个表面上形成含有粘土、并且水分透过率为约1×10^-2g/m²天且20μm厚度的防水膜。在形成的防水膜上以0.8mm的厚度形成钠钙玻璃（Soda-lime glass）。之后，用环氧树脂密封在基底上形成的OLED器件、防水膜和钠钙玻璃的侧面。

实施例2

通过与实施例1相同的方式制作了OLED器件，不同在于用2mm厚度的铝（Aluminum）形成金属箔，代替钠钙玻璃。

实施例3

通过与实施例1相同的方式制作了OLED器件，不同在于形成20μm厚度的包括炭黑填料的导电膜代替防水膜，以及用2mm厚度的铝（Aluminum）形成金属箔，代替钠钙玻璃。

实施例4

通过与实施例1相同的方式制作了OLED器件，不同在于在第二电极（Al）和防水膜之间形成缓冲层。使用式1（HAT）形成的缓冲层厚度为1000

。

对比实施例1

通过与实施例1相同的方式制作了OLED器件，不同在于在第二电极（Al）的整个表面上不形成防水膜，形成的钠钙玻璃（Soda-lime glass）厚度为3mm。

对比实施例2

通过与实施例1相同的方式制作了OLED器件，不同在于在第二电极（Al）的整个表面上形成的防水膜厚度为100μm，但不形成单独的钠钙玻璃（Soda-lime glass）。

对比实施例3

通过与实施例1相同的方式制作了OLED器件，不同在于在第二电极（Al）的整个表面上形成了3mm厚度的铝的金属箔，但不形成单独的防水膜和钠钙玻璃。

实验性的实验例1：水分透过率的测试

使用恒定温度和恒定湿度的设备，在实施例和对比实施例制备的器件上进行高温和高湿度试验，由此比较水分透过率。器件之间的屏（Bezel）距（封装部末端和发光区域之间的距离）是7mm，在温度为85℃且湿度为85%的试验条件下用显微镜观察根据时间的器件的发光区域中的收缩程度，由此测定可靠性时间。各个器件的可靠性试验的结果示于表1。

表1

如表1所示，当封装层包括防水膜时（实施例1、2和4），示出240小时或更高的可靠性。已证实，这些例子具有与对比实施例1相同的特性或优于对比实施例1的特性，对比实施例1使用通常的用钠钙玻璃（Soda-lime glass）封装层和紫外环氧树脂密封的封装方法。

此外，还证实，与仅使用由铝形成的封装层的对比实施例3相比，使用由铝薄膜和导电膜形成的封装层的实施例3具有显著高的可靠性。

图4示出了关于使用铝薄膜和防水膜的实施例（实施例2）的、用显微镜测量按时间的可靠性的发光区域的照片。图4中观察到，经过240小时后发光区域中发生收缩。具体而言，已证实，在经过264小时的时间点，发光区域边缘发生收缩（由箭头表示）而变形。因此，已证实，实施例2在温度为85℃、且湿度为85%时具有240小时或更长时间的可靠性。

实验性的实验例2：器件的温度变化测试

进行了为确认实施例1至4和对比实施例1至3中制备的器件的发热程度的实验。具体而言，当器件在室温下（25℃）驱动1小时后，用IR相机测量器件的表面温度。以不同的电流密度测量器件的表面温度。其结果示于表2。

表2

电流密度

实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

对比实施例1

对比实施例2

对比实施例3

5mA/cm²

37°C

36°C

35°C

37°C

35°C

10mA/cm²

47°C

41°C

39°C

47°C

49°C

47°C

39°C

12.5mA/cm²

50°C

43°C

42°C

50°C

52°C

51°C

42°C

15mA/cm²

53°C

48°C

45°C

53°C

失败

54°C

46°C

17.5mA/cm²

失败

52°C

48°C

失败

49°C

当施加的电流密度的强度增加时，对比实施例1中制备的器件的温度最急剧地增加，并且当施加的电流密度为15mA/cm²时，示出了器件由于劣化而故障。使用铝箔所形成的器件相对于所施加的电流密度具有相对较小的温度增长，从而未发生器件的故障。特别地，使用导电膜和金属箔的实施例3显示出最小的温度增长。当金属箔用作封装材料时，由于金属箔的高导热率而将器件中产生的热量能够有效排出到封装部，因此器件的稳定性增加。

工业应用

本发明的有机发光器件可以广泛应用于照明或显示器领域中。

Claims

1.一种有机发光器件，其包括：有机发光部，其包括第一电极、具有发光层的有机材料层、第二电极；封装层，其在有机发光部的整个顶面，

其中封装层是将防水膜、玻璃盖、金属箔和导电膜中的至少两种层叠的结构。

2.权利要求1所述的有机发光器件，其中，形成的封装层的厚度为3mm或更小的有机发光器件具有180小时以上的可靠性保持期，所述可靠性保持期是指在温度85℃和湿度85%的条件下没有观察到器件的收缩的可靠性保持期，并且在温度为25℃且电流密度为15 mA/cm²或更少的条件下驱动1小时时器件不发生劣化。

3.权利要求1所述的有机发光器件，其还包括在有机发光部的侧面所包含的密封剂。

4.权利要求1所述的有机发光器件，其中封装层具有防水膜和玻璃盖层叠的结构。

5.权利要求1所述的有机发光器件，其中封装层具有防水膜和金属箔层叠的结构。

6.权利要求1所述的有机发光器件，其中封装层具有导电膜和金属箔层叠的结构。

7.权利要求1所述的有机发光器件，其中防水膜是含有粘土和二氧化硅填料中的至少一种的结构。

8.权利要求1所述的有机发光器件，其中防水膜的厚度为5-50μm。

9.权利要求1所述的有机发光器件，其中防水膜的水分透过率为10^-8至10^-2 g/m²天。

10.权利要求1所述的有机发光器件，其中玻璃盖包括钠钙玻璃和无碱玻璃中的至少一种。

11.权利要求1所述的有机发光器件，其中金属箔包括选自以下中的至少一种：不锈钢、铝、和镍合金。

12.权利要求1所述的有机发光器件，其中金属箔的厚度为0.1至3mm。

13.权利要求1所述的有机发光器件，其中导电膜包括炭黑填料。

14.权利要求1所述的有机发光器件，其中导电膜的厚度为5至50μm。

15.权利要求1所述的有机发光器件，其中导电膜的水分透过率为10^-8至10^-2g/m²天。

16.权利要求6所述的有机发光器件，其中金属箔通过导电膜与第二电极电连接。

17.权利要求1所述的有机发光器件，其还包括在第二电极和封装层之间形成的缓冲层。

18.权利要求1所述的有机发光器件，所述有机发光器件是用于照明的器件。