封装柔性光电多层结构的方法技术

技术编号:7600898 阅读:186 留言:0更新日期:2012-07-22 02:59
本发明专利技术涉及一种封装聚合物衬底(2)上的柔性光电多层结构(6)的方法,包括:为柔性光电多层结构提供底部封装叠层(B)和/或顶部封装叠层(T),其中底部封装叠层和顶部封装叠层包括第一无机层(4a,8a)和第二无机层(4b,8b),以及其间的含有金属氧化物的基本连续的消气层(5,8),其中第一和第二无机层的固有水蒸气透过率≤10-5g/m2/天。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及层结构封装的领域,防止环境中的水分渗入层结构。本专利技术尤其涉及一种封装柔性光电层结构例如光伏电池或有机光发射装置(OrganicLight Emitting Device, 0LED)的方法。
技术介绍
有机的光发射装置(Light Emitting Device,LED)暴露于环境空气中导致装置的操作特性不均勻退化。例如,在有机光发射装置(OLED)中,水或水蒸汽可通过灰尘或加工颗粒引起的阴极上的小孔渗入装置。水可以使金属-有机界面氧化,从而抑制电子注入而导致位置依赖的光发射退化,表现为电致光发射中的黑斑。这种黑斑的面积随时间线性增长。因此,为了减轻周围环境的不利影响,需要封装光电多层结构例如0LED。由W02006/082111已知一种封装层结构的方法的实施例。在该已知方法中,使用刚性衬底(例如玻璃衬底)支撑有机光电元件的多层结构,其中以连续的消气层(例如一层CaO或BaO)覆盖多层结构。CaO或BaO消气层用于抵消环境中的水分和/或氧气从一侧渗入多层结构。由于多层结构沉积在无显著水蒸气透过率的刚性衬底(例如玻璃)上,衬底对水分和/或氧气起到了适当的封装作用,因此多层结构的底部不需要消气层。已知方法的缺点在于它仅适用于沉积在无显著水蒸气透过率的刚性衬底上的多层结构。在本申请的上下文中,术语“无显著水蒸气透过率”指的是l(T5g/m7天以下的固有速率,而术语“显著的水蒸气透过率”指的是10_5g/m2/天以上的固有速率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种封装柔性光电多层结构,使其性能基本不退化的方法。尤其是基本保持光发射器(例如0LED)的光发射特性,其中所述光发射器包括但不限于基于聚合物的有机光发射装置(Polymer Based OrganicLight Emitting Device,PLED) 以及基于小分子的光发射装置(Small MoleculeBased Light Emitting Device,SMOLED)。为此,封装由聚合物衬底支撑的柔性光电多层结构的方法包括以下步骤为光电多层结构提供底部封装叠层和/或顶部封装叠层,其中底部封装叠层和顶部封装叠层包括第一无机层和第二无机层,以及其间的含有金属氧化物的基本连续的消气层,其中,依赖装置所需寿命,第一和第二无机层的固有水蒸气透过率< 10_5g/m2/天。在层中没有小孔的情况下,如参考文献Peter van de Wei jer, Gerard Rietjens, Cristina Tanase et al. ," Thin film encapsulation of organic LEDs," Proc. of OSC 08 :Frankfurt,2008所讨论的,必需有l(T5g/m2/天或更小的水蒸气透过率(WaterVapour Transmission rate, WVTR)以确保 1 年的寿命。发现通过在衬底和适合的光电装置(例如光发射结构)之间提供封装叠层,可成功弱化柔性衬底与水蒸气透过率相关的不利属性的影响,其中封装叠层包括夹在低WVTR的第一无机层和第二无机层之间的基本连续的消气层。应理解,设想了多种配置。首先,光电结构(例如OLED或PV (光伏)装置,或更特别是底发射0LED)可能夹在底部封装叠层和顶部封装叠层之间,每个封装叠层包括第一无机层和第二无机层及其间含有金属氧化物的基本连续的消气层,其中第一和第二无机层的固有水蒸气透过率彡10_5g/m2/天。或者,光电结构可能只具有顶部封装叠层,例如其中光发射结构为顶发射器。在这种情况下,可通过另外的手段(例如利用顶发射器下方的金属衬底)实现保护其不受下方环境影响。参照图3扼要讨论了该实施例。本专利技术的技术措施基于以下见解当单一屏障层不足够时,必须为聚合物柔性箔所支撑的光电装置提供多层屏障叠层,因为基本上不可能沉积薄层而不在平方米量级的大面积上出现任何小孔。在沉积过程中这样混入薄层的小孔在多层结构中传导水蒸气,从而致使其性能退化。根据本专利技术,发现通过采用在水蒸气透过率(WVTR)都基本较低的第一无机层和第二无机层之间含有基本连续的金属氧化物消气层的封装叠层,封装效果得到改善。优选使用固有(即不考虑小孔存在的)WVTR彡10_5g/m2/天的无机层。本领域的技术人员能理解哪些无机材料适用于该目的。还发现,尽管WVTR较低,但这样的无机层仍会包含一定(虽然较少)数量的小孔。 为了降低这些小孔的影响,提供含有金属氧化物的基本连续的消气层。例如,可从由CaO, BaO, ZnO或CdO组成的组中选择金属氧化物作为消气层的材料。要理解底部封装叠层的消气层的材料可与顶部封装叠层的消气层的材料相同。在根据本专利技术的方法的实施例中,底部封装叠层和/或顶部封装叠层的第一无机层和第二无机层之间包含有机层。发现通过在封装叠层的第一无机层和第二无机层之间提供有机层,可大大减少第二无机层中的小孔数量。优选在第一无机层和消气层之间提供有机层。从而可提高柔性光发射结构的耐久性。在本专利技术的另一实施例中,其中柔性光电多层结构为底发射0LED,其阳极层作为底部封装叠层的第二无机层。发现OLED结构的层可用于封装。例如,金属阴极层可作为无机层。相应地,这样的阴极层可作为封装叠层的无机层。从而可减少需沉积的封装层的层数。应理解,就底发射器而言,光透过底部封装层和聚合物衬底传播。为了保持光输出,底部封装叠层的消气层有至少50% (优选至少80%)的透光率。 应理解,根据本专利技术的封装方法还可用于顶发射器以及透明OLED。在这种情况下, 顶部封装叠层的消气层有至少50% (优选至少80%)的透光率。在根据本专利技术的方法的另一实施例中,还包括在其上设置封装叠层之前,在柔性聚合物衬底上沉积平化层的步骤。发现沉积平化层是有利的,因为可进一步减少因例如聚合物衬底上存在的灰尘颗粒而产生的小孔。在根据本专利技术的方法的另一实施例中,使消气层图案化以提高容量。发现特别有利的是提供一种图案化消气层,尤其是一种图案化的光学透明消气层,因为该层的厚度决定了,例如,OLED的光输出。优选该图案化消气层包含具有额外的图案化消气材料厚层的金属氧化物薄层。依赖其相对于光发射多层结构的光发射部分的位置,图案化厚吸气层可为透明或不透明的,。在根据本专利技术的方法的另一实施例中,柔性光电多层结构为包含非发射区的 0LED,使光学透明消气层的与所述区域空间重叠的部分图案化。发现特别有利的是利用该多层结构的例如对应于导电路径的区域,该非发射区域适于沉积厚层(较不透明)的消气材料。从而可大大增加消气层的总容量而不降低光发射多层结构的光学性能。例如,光发射多层结构可指0LED。此外,除了光发射结构,诸如光伏电池中使用的光敏结构也可受益于这样的屏障结构。根据本专利技术的光电装置包括柔性聚合物衬底以及具有底部封装叠层和/或顶部封装叠层的光电多层结构,其中底部封装叠层和顶部封装叠层包括第一无机层和第二无机层,以及其间的含有金属氧化物的基本连续的消气层,其中第一和第二无机层的固有水蒸气透过率< 10_5g/m2/天。发现上述光电装置因封装改善而具有优越的耐用性。通过抑制多个小孔以及利用消气层拦截水蒸气经小孔渗入所述结构来实现这一点。在光电装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:彼得·范德韦尔安东尼斯·玛丽亚·B·范默尔C·塔纳塞
申请(专利权)人:荷兰应用自然科学研究组织TNO皇家飞利浦电子股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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