CN104701463A

CN104701463A - 有机场致发光设备

Info

Publication number: CN104701463A
Application number: CN201410742605.8A
Authority: CN
Inventors: 小玉光文; 石黑茂之; 成富繁夫; 井出慎司
Original assignee: Futaba Corp
Current assignee: Futaba Corp
Priority date: 2013-12-06
Filing date: 2014-12-08
Publication date: 2015-06-10
Anticipated expiration: 2034-12-08
Also published as: US20150162564A1; CN104701463B; JP2015111505A; EP2884554A1; JP6040140B2

Abstract

本发明提供一种可靠性高的有机场致发光设备。有机场致发光设备(1)包括：至少一层无机阻挡膜(4)、至少一个有机场致发光元件(5)和密封部。形成的无机阻挡膜(4)与柔性基板(2)或基板(2)上形成的至少一层有机树脂膜(3)接触。有机场致发光元件(5)形成在无机阻挡膜(4)上，且具有阳极(51)、含有有机发光层的有机层(52)以及阴极(53)。密封部至少具有柔性密封薄膜(8)和密封膜(6)中的至少一个，并将至少一个有机场致发光元件(5)从外部气体中屏蔽。无机阻挡膜(4)的形成面被保持为维持施加压缩应力的状态。

Description

有机场致发光设备

技术领域

本发明涉及一种有机场致发光设备(OLED：OrganicLight Emitting Device)。

背景技术

在有机发光显示器等有机场致发光设备的制造中，由于防潮性等耐环境性能差，因此从外部气体等周围环境中保护设备是非常重要的。特别是，基板上使用树脂膜时，由于水分的透过性的原因，需要形成作为防潮膜的以无机材料为主要成分的阻挡膜。例如，专利文献1中公开了通过在树脂膜上设置氧化硅薄膜(SiO)薄膜，以改善耐透气性、耐透湿性的方法。

然而，为了提高树脂膜上形成膜的无机材料性薄膜的耐透气性、耐透湿性，如果增加其膜的厚度，树脂膜被弯曲时容易产生裂缝。为此，专利文献2中公开了通过设置比阻挡膜的应力小的应力缓解膜，以缓解膜、阻挡膜应力的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开昭53-12953号公报；

专利文献2：JP特开2003-86356号公报。

发明内容

所要解决的技术课题

但是，阻挡膜上有微小的针孔缺陷，或者制造后虽然没有意识到缺陷但是在实际使用过程中会缺陷变得明显的情况是存在的。这种潜在的缺陷很难在检查过程中完全清除。为此，需要提供一种抑制潜在缺陷的显著化，并且可靠性高的有机场致发光设备。

本发明是鉴于上述问题所提出的，其目的在于提供一种可靠性高的有机场致发光设备。

解决问题的手段

为解决上述问题，本发明的有机场致发光设备，其特征在于，包括：与柔性基板或与形成在该柔性基板上的至少一层有机树脂膜接触形成的至少一层无机阻挡膜；形成在所述无机阻挡层上，具有阳极、含有有机发光层的有机层以及阴极的至少一个有机场致发光元件；至少具有柔性密封膜和密封膜中的至少一个，并将所述至少一个有机场致发光元件从外部气体中屏蔽的密封部，所述无机阻挡膜保持为维持被施加压缩应力的状态。

优选地，所述无机阻挡膜与未从外部施加力而放置的自由放置状态相比，其形成面保持更凹。

优选地，所述至少一个有机场致发光元件或所述密封膜与所述柔性密封膜之间具有干燥功能的层，该层为液体状、凝胶状或具有柔性的固体状。

技术效果

根据本发明能够提供可靠性高的有机场致发光设备。

附图说明

图1是示出本发明的有机场致发光设备的示意图；

图2是用于说明有机场致发光设备在弯曲状态的示意图；

图3是实施例1的有机EL元件的示意图。

附图标记的说明

1 有机EL设备

2 基板

3 有机树脂膜

4 无机阻挡膜

5 有机EL元件

6 密封膜

7 粘结材料

8 密封薄膜

51 阳极

52 有机层

53 阴极

具体实施方式

下面参照附图对本发明的有机场致发光设备(有机EL设备)进行说明。图1是示出本发明的有机EL设备的一个示例。

如图1所示，有机EL设备包括基材2、有机树脂膜3、无机阻挡膜4、有机EL元件5、密封膜6、粘结材料7和密封薄膜8。

作为基板2优选使用柔性树脂膜，例如，可以使用从聚对苯二甲酸乙酯(PET)、聚醚砜(PES)、聚萘二甲酸(PEN)、聚碳酸酯(PC)、尼龙、聚醚醚酮(PEEK)、聚砜(PSF)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚芳酯(PAR)、聚对苯二甲酸丁酯(PBT)、聚酰亚胺中选择的一种或多种构成的树脂膜。

有机树脂膜3形成在基板2上，由一层或多层构成。另外，有机树脂膜3也可以不形成在基板2上。作为有机树脂膜3可以使用丙烯酸树脂、环烯烃树脂、聚酰亚胺树脂、有机硅树脂等

有机树脂膜3的厚度优选为0.5um～100um。因为比0.5um薄时有机树脂膜3的平坦化性能不足，比100um厚时干燥的时间变长，容易产生干燥不均匀。

无机阻挡膜4形成在有机树脂膜3上使得无机阻挡膜4直接与有机树脂膜3相接触。无机阻挡膜4由一层或多层构成。作为无机阻挡膜不仅从防湿性能还从获取性、经济性的方面出发，除了SiO₂之外还可以使用、SiON(氮氧化硅)、SiNx(氮化硅)、Al₂O₃(三氧化二铝：氧化铝)等。

无机阻挡膜4的厚度优选为0.5um～10um。比0.5um薄时缺陷密度会变高，比10um厚时无机阻挡膜4自身的刚性过高，由于稍微变脆会有易裂缝的担忧。

另外，无机阻挡膜4优选通过等离子CVD法形成。等离子CVD法形成的无机阻挡膜4不但缺陷少，而且非常不易透过水蒸气，示出了11×10^-5g/m²·day以下的水蒸气透过率的阻挡性能。

另外，有机树脂膜3和无机阻挡膜4之间附着性(粘结性)非常重要，考虑成膜条件或成膜前的清洗条件等的预处理条件是必要的。如果附着性不充分会容易产生由有机树脂膜3和无机阻挡膜4之间的界面引起的缺陷，同时工序中由于热量等导致的应力变化，会有无机阻挡膜4从该界面剥离的担忧。

无机阻挡膜4维持压缩应力被施加的状态，使得保持其形成面。以往，如果无机阻挡膜4上产生应力，例如像专利文献2中所记载的那样，设置缓解该应力的单元，使得形成面变为平面。但是，本发明是积极维持无机阻挡膜4上被施加压缩应力的状态，使保持其形成面。那是因为，像无机阻挡膜4的无机材料膜在压缩应力下断裂强度高，在拉伸应力下断裂强度低。因此，无机阻挡膜4即使变形由于还有残余压缩应力，所以无机阻挡膜4不易产生缺陷，很难会因为无机阻挡膜4的缺陷使水分侵入导致产生新的暗点，经过长时间也能够维持良好的品质。其结果，向无机阻挡膜4施加适当压缩应力可以防止无机阻挡膜4的潜在缺陷，以及由于外部应力导致无机阻挡膜4的缺陷，提高可靠性。这种适当的压缩应力为1×10⁸dyn/cm²～5×10¹⁰dyn/cm²。

例如，在有机树脂膜3上形成无机阻挡膜4时，由于与基板2之间的热膨胀系数差、成膜时的加热导致的膜的热收缩、内部应力(膜的形成方法、膜组成、杂质、膜密度、结晶度、离子注入、基板-薄膜界面自由能)等的原因，如图2(a)所示，施加压缩应力使无机阻挡膜4成凸状。例如，采用等离子CVD法(温度：120～170℃)在有机树脂膜3上层压使基板2产生收缩和热松弛，生成无机阻挡膜4后回到常温时，施加使无机阻挡膜4侧成凸状的压缩应力。如果使用形成了这样的无机阻挡膜4的基板2制造有机EL设备，基板2可以缓解无机阻挡膜4的压缩应力使得在无机阻挡膜4侧部变成凸状。使用成为凸状的基板2如图2(b)以及图2(c)所示曲率半径较大的设置，或者成平面的设置，或以凹状形态设置有机EL设备1。即无机阻挡膜4与未从外部施加力而放置的自由放置状态相比，其形成面保持更凹。由此，无机阻挡膜4维持压缩应力被施加的状态，使得保持其形成面。

有机EL元件5只要不超过基板2的耐热温度，可采用通常的有机EL元件的制造工序以形成一个或多个所期望结构、形状的有机EL元件5。有机EL元件5可将电极层或配线层直接形成在无机阻挡膜4上，之后如形成层间绝缘膜等无机EL元件制造工序也可以在温度以外的没有太大变化的条件下形成。例如，通过利用白色发光有机EL元件得到白色发光有机EL设备，而且通过利用串联型有机EL元件可以得到效率更高的有机EL设备。

有机EL元件5至少包括阳极51、含有有机发光层的有机层52和阴极53，且形成有至少一个有机EL元件。

阳极51与未图示的外部电源相连，并具有向有机层52提供空穴的功能。阳极51由透明材料形成，优选将功函数比较大的金属、合金或导电性化合物作为电极物质使用。作为阳极51上使用的电极物质，例如可以例举金、白金、银、铜、钴、镍，钯、钒、钨、氧化锡、氧化锌、ITO(铟锡氧化物)，IZO(氧化铟锌)，聚噻吩，聚吡咯等。这些电极物质可以单独使用，也可以多个组合使用。

有机层52含有有机发光层。有机发光层是具有含空穴和电子注入功能、其传输功能、通过空穴和电子的再结合生成激子功能(发光功能)的化合物的层。作为有机发光层上使用的材料，例如可以使用香豆素衍生物、喹吖啶酮、红荧烯、苯乙烯基染料、三(8-羟基喹啉)铝等具有羟基喹啉环的有机材料，或者与具有羟基喹啉环的有机材料配位的有机金属络化物等的喹啉衍生物、四苯基丁二烯、蒽衍生物、萘并萘衍生物、二萘嵌苯、六苯并苯、12-二苯代酚酞衍生物、苯基蒽衍生物、四芳基乙烯衍生物、荧蒽衍生物、苊并荧蒽衍生物、四苯基二氨基联苯衍生物(TPD)、三芳基胺衍生物等的芳香胺化合物。有机层52可根据需求也可以包含空穴传输层、空穴注入层、电子传输层和/或电子注入层。

阴极53与未图示的外部电源相连，并向有机层52提供电子。阴极53优选使用功函数比较小的金属、合金或导电性化合物作为电极物质使用。阴极53上使用的电极物质，例如可以例举锂、锂铟合金、钠、钙、镁、镁银合金、镁铟合金、铟、钌、钛、锰、钇、铝、铝锂合金、铝钙合金、铝镁合金、石墨薄膜等。这些电极物质可以单独使用，也可以多个组合使用。

密封膜6可以使用有机EL设备上通常使用的密封膜。例如可以例举氧化硅膜、氮氧化硅膜、氮化硅膜、氧化铝和氧化镁等无机层、有机层等。这些膜可以以1种类单独形成，也可以以2种以上层压。从低透湿性以及高电绝缘性考虑，密封膜6优选使用以CVD法或PVD法成膜的陶瓷膜。

粘结材料7与密封膜6和密封薄膜8接触。粘结材料7可以使用有机EL设备上通常使用的粘合剂，优选的由固化的粘合剂构成。通过使用密封薄膜8与单独使用密封膜6相比，可以有效地防止水分、氧气等的侵入。作为固化型粘合剂有热固性粘合剂、光固化型粘合剂等，例如可以使用环氧树脂，丙烯酸树脂等。

密封薄膜8可使用有机EL设备1上通常使用的柔性密封膜，例如可以使用从聚对苯二甲酸乙酯(PET)、聚醚砜(PES)、聚萘二甲酸(PEN)、聚碳酸酯(PC)、尼龙、聚醚醚酮(PEEK)、聚砜(PSF)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚芳酯(PAR)、聚对苯二甲酸丁酯(PBT)、聚酰亚胺中选择的一种或多种构成的树脂膜。密封薄膜8可以以1种类单独形成，也可以以2种以上层压。另外，还可以在密封薄膜8上进一步形成无机阻挡膜4。此时，可以进一步提高有机EL设备1的耐透气性、耐透湿性。另外，只要能够将有机EL元件5从外部气体中屏蔽，可以设置密封膜6和密封薄膜8中的任一一个。

有机EL元件5或密封膜6与密封薄膜8之间具有干燥功能的层，该层为液体状、凝胶状或具有柔性的固体状。

这样构成的有机EL设备1中，由于无机阻挡膜4保持为维持施加压缩应力的状态，使在无机阻挡膜4上施加压缩应力，因此很难在无机阻挡膜4上产生新的暗点。其结果，有机EL设备1在所有使用的环境温度范围经过长时间也能够保持良好的品质。

这是由于将基板2的无机阻挡膜4成为弯曲状态(未施加该力时有机EL设备1的弯曲状态为自由放置状态)使其成凸状，成膜的无机阻挡膜4的总应力到达压缩应力时而引起，所以无机阻挡膜4凸状弯曲以缓解该压缩应力。为此，本发明设置有机EL设备1使得松弛的无机阻挡膜4上在使用环境中总是被施加适当的压缩应力。相比实际使用温度区域中自由放置状态，从无机阻挡膜4看凸状的曲率变大，或者成平面，或者成凹状的设置。即无机阻挡膜4与未从外部施加力而放置的自由放置状态相比，其形成面保持更凹。此时，无机阻挡膜4与自由放置状态相比施加的压缩应力大。相反地，也可以设计、决定各薄膜形成时的应力，使得在有机EL设备1的设置状态能够施加适当的应力。由此，可以防止无机阻挡膜4的潜在缺陷以及由于外部应力所引起的变形导致的无机阻挡膜4的缺陷，提高可靠性。

实施例

以下示出了本发明的具体实施例，并进一步详细说明本发明。

实施例1

首先，准备作为基板2的PET(聚对苯二甲酸乙酯)膜，将其与微粘合片粘合，并暂时固定在玻璃基板上。接着，在该PET膜表面上涂敷作为有机树脂膜3的丙烯酸树脂，硬化，并清洗其表面。其后，通过溅射法在100℃下在树脂膜上成膜构成无机阻挡膜4的SiO₂(氧化硅)。进一步地，以等离子CVD法层压构成无机阻挡膜4的SiON或SiNx。此时的温度为120～170℃。

玻璃基板上暂时固定的基板2上，例如实施如下所示的工序以拼版形成如图3所示的多个有机EL元件(显示面板)。

首先，通过溅射法将作为阳极51的透明导电膜ITO大约以成膜。接着，通过光刻方法将ITO形成抗蚀图案后蚀刻去除不需要的部分，去除阻剂，以将ITO作为所期望的电极图案。其后，为了在ITO搭载随后形成的衬垫形成作为绝缘薄膜层10的聚酰亚胺层。

聚酰亚胺上选用非光感性材料，浓度为5％左右的N-methy1 pyrro1idone(NMP)或以γ-丁内酯稀释的材料通过旋涂法进行涂敷，并在145℃下预烘干1小时。之后，涂敷正阻剂，形成图案后，在阻剂显影液tetra methyl ammonium hydriae(TMAH)约2.38％水溶液中，继续除去曝光的阻剂部分。最后通过乙醇仅除去阻剂，形成所期望的聚酰亚胺层，并在约350℃下完全硬化(固化)使得不会被随后使用的药液侵入。

接着，形成衬垫膜的成膜。作为衬垫膜的材料可以使用SOG或树脂膜等。在将聚酰亚胺作为衬垫膜选择的情况下，将浓度调整为15％的聚酰亚胺旋涂至厚度2um，并在145℃下预烘干1小时形成衬垫膜。这样形成衬垫膜之后，接着涂覆正阻剂。像这样涂覆正阻剂，为形成所期望的光图案，经曝光、显影，形成伞状(通常为悬体)的感光性树脂。正阻剂显影时露出的聚酰亚胺衬垫膜也会由显影液体被正阻剂紧接着除去，形成衬垫11。作为这些有机层52，使用如下所示化学结构式N、N′-二(m-甲基苯基)-N、N′-二苯基-1、1′-联苯-4、4′-二胺(N、N′-bis(m-methy1 phenyl)-N、N′-dipheny1-1、1′-bipheny1-4、4′-diam ine(TPD)，作为发光层兼电子传输层使用三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)，作为阴极53使用Mg/Ag合金(重量比为10：1)，分别不破坏真空的依次沉积，形成如图3是所示有机EL元件。

在其上方层压密封膜6，而且贴上在外周部上涂敷粘结材料7，并在中央涂敷液体干燥剂的密封薄膜8。之后，将形成有机EL元件(显示面板)的基板2从玻璃基板剥离切割成面板片，以通过安装载有IC卡的柔性印刷电路板(FPC)完成有机EL设备1。

完成的有机EL设备1中，可以确认无机阻挡膜4维持被施加压缩应力的状态并保持该状态。由于无机阻挡膜4上施加了压缩应力，因此很难在无机阻挡膜4产生新的暗点。所以，可以确定所形成的有机EL设备1在所有使用的环境温度范围经过长时间也能够保持良好的品质。

实施例2

实施例2中示出了制造薄膜彩色有机EL显示装置的一个示例。

首先，准备作为基板2的PEN(聚萘二甲酸)膜，将其与微粘合片粘合，并暂时固定在玻璃基板上。PEN膜与PET膜相比虽然价格稍微高，由于其在应用中具有耐热性优良，水蒸气的透过性较低的性能，可以使制造工序的条件变得更加灵活，因此优选使用PEN膜。

接着，在这些PEN膜的表面上形成与液晶显示同样的黑矩阵或滤色器图案。其后，在滤色器上涂敷作为兼具外涂层的有机树脂膜3的环烯烃树脂，热硬化，并清洗其表面。接着，以等离子CVD法在150～180℃的温度下层压构成无机阻挡膜4的SiON。SiON膜与SiNx膜相比光透射率高，特别是在可见光短波长区域的透射率特别好。在该温度下通过SiON层膜PEN膜也会引起收缩和热松弛，回到成膜后室温时通常无机阻挡膜4会具有压缩应力。

接着，玻璃基板上暂时固定的基板2上，通过与实施例1相同的工序拼版形成与实施例1相同的多个有机EL元件(显示面板)。

在其上方层压密封膜6，而且在外周部上涂敷粘结材料7，并在中央贴上涂敷液体干燥剂的密封薄膜8。之后，将形成有机EL元件(显示面板)的基板2从玻璃基板剥离切割成片，以通过安装载有IC卡的柔性印刷电路板(FPC)完成有机EL设备1。另外，可将IC卡安装在直接形成在PEN膜上的配线上。彩色有机EL显示模块是，在形成或贴上触摸面板的弯曲透明罩上，通过光学透明两面胶带或光学透明树脂贴上薄膜彩色有机EL显示模块，进一步地可在其上面涂敷保护树脂制造显示部件模块。

完成的有机EL设备1中，可以确认无机阻挡膜4维持被施加压缩应力的状态并保持该形成面。由于无机阻挡膜4上施加了压缩应力，因此很难在无机阻挡膜4产生新的暗点。所以，可以确定所形成的有机EL设备1在所有使用的环境温度范围经过长时间也能够保持良好的品质。

Claims

1.一种有机场致发光设备，其特征在于，包括；

与柔性基板或与形成在所述柔性基板上的至少一层有机树脂膜接触形成的至少一层无机阻挡膜；

形成在所述无机阻挡膜上，具有阳极、含有有机发光层的有机层以及阴极的至少一个有机场致发光元件；和

至少具有柔性密封膜和密封膜中的至少一个，并将所述至少一个有机场致发光元件从外部气体中屏蔽的密封部，

所述无机阻挡膜被保持为维持施加压缩应力的状态。

2.如权利要求1所述的有机场致发光设备，其特征在于，所述无机阻挡膜与未从外部施加力而放置的自由放置状态相比，其形成面保持更凹。

3.如权利要求1或2所述的有机场致发光设备，其特征在于，所述至少一个有机场致发光元件或所述密封膜与所述柔性密封膜之间具有干燥功能的层，该层为液体状、凝胶状或具有柔性的固体状。