(57)【要約】  本発明は薄膜により封止された有機発光ダイオード (OLED)及びその製造方法である。当有機発光ダイオードは、基板（101）と、基板（101）上に順次に形成された、透明電極層（102）、有機発光材料層（103）および陰極金属層（104）と、陰極金属層（104）上に形成された封止層（105）とを含み、封止層（105）が五酸化二タンタル（Ta2O5 )薄膜である。有機発光ダイオードの製造方法は、基板（101）を提供する工程と、基板（101）上に順次に透明電極層（102）、有機発光材料層（103）および陰極金属層（104）を形成する工程と、陰極金属層（104）上に五酸化二タンタル（Ta2O5 )薄膜を形成する工程とを含む。有機発光ダイオードの陰極金属層（104）上に、高い幾何学密度及び光学密度を有し、かつ表面が平坦な五酸化二タンタル薄膜を形成することにより、当ダイオード内部の有機材料を封止し、有機材料と水蒸気及び酸素ガスとの接触を隔絶する。このプロセスが簡単で、優れた封止隔絶効果を有し、使用寿命が長い有機発光ダイオードを得ることができる。【選択図】  図１
2014509050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、 
基板上に順次に形成された透明電極層、有機発光材料層および陰極金属層と、
陰極金属層上に形成された封止層とを含み、
前記封止層が五酸化二タンタル（Ta2O5） 薄膜であることを特徴とする、薄膜により封止された有機発光ダイオード（OLED）。
【請求項２】
前記五酸化二タンタル薄膜の厚さが 50nm〜500nmであることを特徴とする、請求項1に記載の有機発光ダイオード。
【請求項３】
柔軟性プラスチック薄膜、シート状 PCプラスチック或はガラスをさらに含み、
前記柔軟性プラスチック薄膜、シート状PCプラスチック或はガラスは、紫外線硬化型エポキシ硬化剤によって五酸化二タンタル薄膜面に接着され、柔軟性あるいは剛性のOLED素子が形成されることを特徴とする、請求項1に記載の有機発光ダイオード。
【請求項４】
前記有機発光材料層は、単発光層構造又は複数色の発光層が積層された層状構造であることを特徴とする請求項1に記載の有機発光ダイオード。
【請求項５】
基板を提供する工程と、 
基板上に順次に透明電極層、有機発光材料層および陰極金属層を形成する工程と、
さらに陰極金属層上に五酸化二タンタル薄膜を形成する工程とを含むことを特徴とする、薄膜により封止された有機発光ダイオードの製造方法。
【請求項６】
マグネトロンスパッタリングコーティングプロセスを採用して前記五酸化二タンタル薄膜を形成することを特徴とする、請求項5に記載の有機発光ダイオードの製造方法。
【請求項７】
前記マグネトロンスパッタリングコーティングプロセスは、具体的に、
高周波マグネトロンスパッタリングで五酸化二タンタルの酸化物ターゲット材を直接にスパッタリングすることを特徴とする、請求項6に記載の前記の有機発光ダイオードの製造方法。
【請求項８】
前記マグネトロンスパッタリングコーティングプロセスは、具体的に、
酸素ガスを含む雰囲気中で、直流又は中間周波数マグネトロンスパッタリングでタンタルの金属ターゲット材をスパッタリングすることを特徴とする、請求項6に記載の有機発光ダイオードの製造方法。
【請求項９】
室温で、マグネトロンスパッタリングコーティングプロセスを採用して前記五酸化二タンタル薄膜を形成することを特徴とする、請求項6に記載の有機発光ダイオードの製造方法。
【請求項１０】
真空コーティングプロセスを採用して前記透明電極層と陰極金属層とを形成し、
透明電極層を形成した後、真空コーティングプロセス、又は常圧の乾燥窒素ガス中に導入して溶液塗布するプロセスを採用して前記有機発光材料層を形成することを特徴とする、請求項５に記載の有機発光ダイオードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、2011年2月25日に中国特許局に提出された、出願番号：201110046398.9、発明の名称：「薄膜により封止された有機発光ダイオード及びその製造方法」の中国特許出願の優先権を主張し、その全ての内容を本出願に援用する。
【０００２】
本発明は、ディスプレイおよび照明技術分野に関し、特に薄膜により封止された有機発光ダイオード（OLED )及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
OLED（Organic Light-Emitting Diode、有機発光ダイオード）は、他の照明及びディスプレイ製品と比べて、ごく薄くて軽く、耐震性に優れ、視野角が広く、操作温度が幅広く、高コントラスト比およびフレキシブルディスプレイである等の長所を有するとともに，さらに、省エネルギー、高効率、低コスト等の潜在的な利点を有し、理想的なディスプレイと照明製品とされている。
【０００４】
OLED製品は、OLED技術の発展に伴って使用寿命が大幅に向上され、ディスプレイと照明分野において次第に商業的な応用に入り、特にディスプレイ、電子看板、携帯電話及びGPS等の設備に幅広く使用されている。OLED技術は、ディスプレイ及び照明技術分野の重要な研究開発の方向になりつつある。
【０００５】
OLED部材の基本的構造は、対向するように設置された二つの電極層と、二つの電極層の間に設置された有機発光材料層とを含み、その中の一つの電極層が陽極、すなわち、透明電極層（通常、酸化インジウムスズ薄膜、ITO )であり、基板上に設置されており、もう一つの電極層が陰極金属層（例えば、アルミニウム薄膜層）である。前記有機発光材料層は、2種類に分けられ、低分子OLEDである場合には、有機発光材料層が層状構造であって、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層からなり、高分子OLEDである場合には、有機発光材料層は単層構造である。OLED部材が適切な電力供給を受ける際に、陽極と陰極から、それぞれ正孔と電子が有機発光材料層に注入され、放射再結合を起し、有機発光材料層の外層電子は、電荷キャリアが再結合して放出されるエネルギーを吸収して、励起状態になり、放射遷移によって発光が実現される。
【０００６】
しかし、OLED技術は最も理想的なディスプレイと照明技術の一つである一方、現段階のOLED技術では解決すべき技術難題が依然として多く存在する。特にOLED製品の使用寿命は、OLED製品の生産と広範な適用を大きく制限している。OLED製品の使用寿命の向上に効果的な解決策の一つとして、OLED製品のパッケージング材料と技術を改善する対策がある。これは有機発光材料層の有機材料が、水蒸気と酸素ガスに非常に敏感であるため，たとえ極少量の水蒸気又は酸素ガスが侵入しても、光化学及び電気化学特性がいちじるしく不安定となるとともに、活発な陰極金属層も酸素と反応し、OLED製品の使用寿命が大幅に短縮する。現在一般的に使われているパッケージング技術には、接着剤として紫外線硬化型エポキシ硬化剤を用いて、ガラス又はプラスチックパッケージカバーを被覆材料として陰極金属層外に接着してパッケージングを行い、且つパッケージカバーに乾燥剤を装入する方法、あるいは重合物薄膜によってパッケージングを行う方法が含まれる。しかしながら、これらのパッケージング技術は、真空度が低く、工程が複雑である等の欠陥を有し、かつ、ガラス又はプラスチックパッケージカバーが水蒸気又は酸素ガスを遮断する特性は劣り、パッケージングした後も、有機材料と水蒸気及び酸素ガスとの隔絶効果は、依然としてOLED製品の使用寿命の向上を十分に満足できていない。そのため、OLED製品のパッケージング材料と技術に対する更なる研究及び改善が要求されている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の技術的問題を解決すべく、本発明の目的は、有機発光ダイオードの有機材料と水蒸気及び酸素ガスとの隔絶効果を改善し、有機発光ダイオードの使用寿命を向上することができる、パッケージング効果に優れた有機発光ダイオード及びその製造方法を提供することである。
【０００８】
そのために、本発明の実施例は、以下の技術案を提供する。
【０００９】
薄膜により封止された有機発光ダイオード (OLED)であって、
基板と、
基板上に順次に形成された透明電極層、有機発光材料層および陰極金属層と、
陰極金属層上に形成された封止層とを含む、薄膜により封止された有機発光ダイオード (OLED)である。
【００１０】
前記封止層は五酸化二タンタル（Ta2O5 )薄膜である。
【００１１】
好ましくは、前記五酸化二タンタル薄膜の厚さは50nm〜500nmである。
【００１２】
好ましくは、前記有機発光ダイオードは、
柔軟性プラスチック薄膜、シート状PCプラスチック或はガラスをさらに含む。
【００１３】
前記柔軟性プラスチック薄膜、シート状PCプラスチック或はガラスは、紫外線硬化型エポキシ硬化剤によって五酸化二タンタル薄膜面に接着され、柔軟性又は剛性の（OLED)部材を形成する。
【００１４】
好ましくは、前記有機発光材料層は、単発光層構造、又は複数色の発光層が積層された層状構造である。
【００１５】
また、本発明の実施例は、薄膜により封止された有機発光ダイオードの製造方法であって、
基板を提供する工程と、
基板上に順次に透明電極層、有機発光材料層、および陰極金属層を形成する工程と、
陰極金属層上に五酸化二タンタル薄膜を形成する工程とを含む、薄膜により封止された有機発光ダイオードの製造方法を提供する。
【００１６】
好ましくは、マグネトロンスパッタリングコーティングプロセスを採用して前記五酸化二タンタル薄膜を形成する。
【００１７】
好ましくは、前記マグネトロンスパッタリングコーティングプロセスは、具体的に、
高周波マグネトロンスパッタリングで、五酸化二タンタルの酸化物ターゲット材を直接にスパッタリングする。
【００１８】
好ましくは、前記マグネトロンスパッタリングコーティングプロセスは、具体的に、
酸素ガスを含む雰囲気中で、直流又は中間周波数（AC）マグネトロンスパッタリングで、タンタルの金属ターゲット材をスパッタリングする。
【００１９】
好ましくは、室温でマグネトロンスパッタリングコーティングプロセスを採用して前記五酸化二タンタル薄膜を形成する。
【００２０】
好ましくは、真空コーティングプロセスを採用して前記透明電極層と陰極金属層を形成する。
【００２１】
透明電極層を形成した後、真空コーティングプロセス、又は常圧の乾燥窒素ガス中に導入して溶液塗布するプロセスを採用して前記有機発光材料層を形成する。
【発明の効果】
【００２２】
前記技術案は、従来技術と比較して、以下の長所を有する。
【００２３】
本発明の実施例に提供された技術案は、有機発光ダイオードの陰極金属層上に、高い幾何学密度と光学密度を有し、かつ表面が平坦な五酸化二タンタル薄膜を形成して、当該ダイオード内部の有機材料を封止し、前記有機材料と水蒸気及び酸素ガスとの接触を隔絶するようにしたものであり、この技術案は、プロセスが簡単で、封止隔絶効果が優れ、使用寿命が長い有機発光ダイオードを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例1が提供する、有機発光ダイオードの構造を示す模式図。
【図２】実施例2が提供する、有機発光ダイオードの製造方法のフローを示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の実施例又は従来技術の技術案をより明確に説明するために、以下、実施例又は従来技術の記載に用いる図面を簡単に説明する。なお、以下記載の図面は本発明のいくつかの実施例にかかるもののみであって、当業者にとって、創造的な労働を付与しない前提で、これらの図面に基づいてその他の図面を得ることも可能であるのが明らかであろう。
【００２６】
本発明の実施例は、有機発光ダイオードの有機材料と水蒸気及び酸素ガスとの隔絶効果を改善し、有機発光ダイオードの使用寿命を向上させるために、薄膜により封止された有機発光ダイオード及びその製造方法を提供する。
【００２７】
前記有機発光ダイオードは、基板と、基板上に順次に形成された透明電極層、有機発光材料層および陰極金属層と、陰極金属層上に形成された封止層とを含み、前記封止層は五酸化二タンタル（Ta2O5)薄膜である。
【００２８】
前記有機発光ダイオードの製造方法は、基板を提供する工程と、基板上に順次に透明電極層、有機発光材料層および陰極金属層を形成する工程と、陰極金属層上に五酸化二タンタル（Ta2O5 )薄膜を形成する工程とを含む。
【００２９】
本発明の実施例に提供された技術案は、有機発光ダイオードの陰極金属層上に、高い幾何学的密度と光学密度を有し、かつ表面が平坦な五酸化二タンタル薄膜を形成して、当該ダイオード内部の有機材料を封止し、有機材料と水蒸気及び酸素ガスとの接触を隔絶するようにしたものであり、この技術案は、プロセスが簡単で、封止隔絶効果に優れ、使用寿命が長い有機発光ダイオードを得ることができる。
【００３０】
以上は本願の要旨である。以下、本発明の実施例の図面を組み合わせて、本発明の実施例の技術案について明確かつ完全に記述する。なお、記載された実施例は、全部の実施例ではなく、本発明の一部の実施例にすぎない。本発明の実施例に基づいて、当業者が創造的な労働を付与せずに得るその他の実施例は、すべて本発明の保護の範囲に属することが明らかであろう。
【００３１】
以下の記載では、本発明を十分に理解させるために、具体的な細部が多く論述されているが、本発明は、ここに記載されている方法と異なる他の方法を用いて実施することもでき、同業者が本発明の主旨に背かない限り、類似して拡大することができ、本発明は、以下に開示された具体的な実施例に限定されるものではない。
【００３２】
次に、本発明を概略図と合わせて詳細に記述する。本発明の実施例を詳細に記述する際、説明の便宜上，素子の構造を示す断面図は、一般的な比率に従ったものではなく局部的に拡大されることもある。また、前記概略図は例示にすぎず、それは本発明の保護の範囲を限定するものではない。なお、実際の製作には、長さ、幅及び深さの三次元空間寸法を含むべきである。
【００３３】
実施例1： 
本実施例は、優れたパッケージング効果を有する有機発光ダイオードを提供し、該有機発光ダイオードの構造の概略図である図1に示すように、それは具体的に以下を含む、即ち、
基板101と、 
基板上に順次に形成された透明電極層102、有機発光材料層103および陰極金属層104と、
陰極金属層上に形成された封止層105とを含む。
【００３４】
前記封止層105は五酸化二タンタル（Ta2O5 )薄膜である。
【００３５】
また、前記基板101は、透明基材と隔離層とを含んでもよく、前記透明電極102が前記隔離層上に形成され、前記透明基材は通常ガラス又は柔軟性プラスチック薄膜である。
【００３６】
前記透明電極層102は、有機発光ダイオードの陽極であり、下電極とも称される。光線が透明電極層102を透過して出射されるので、該層として、通常酸化インジウムスズ薄膜（ ITO )を選択する。
【００３７】
前記有機発光材料層103は、2種類に分けられ、低分子OLEDである場合には、有機発光材料層は正孔輸送層、発光層および電子輸送層からなる層状構造であり、高分子OLEDである場合には、有機発光材料層は単層構造又は複数の色の単層の積層である。
【００３８】
前記陰極金属層104は、上電極とも称され、通常、アルミニウム薄膜層又は合金薄膜層等である。
【００３９】
五酸化二タンタル薄膜は、高い幾何学的密度と光学密度を有し、かつ表面が平坦であり、有機材料と水蒸気及び酸素ガスとを隔絶する封止層として非常に適用する。五酸化二タンタル薄膜の厚さが50nm〜500nmであるのが好ましい。
【００４０】
また、前記有機発光ダイオードが文字と画像の表示に用いられる場合、透明電極層102上に、縦横交互の網目状の絶縁層を含んでもよく、隔離した縞状の透明電極でサブピクセルを形成する。
【００４１】
また、実際の適用において、必要に応じて、前記有機発光ダイオードは、柔軟性プラスチック薄膜、シート状PCプラスチック或はガラスをさらに含んでもよい。
【００４２】
前記柔軟性プラスチック薄膜、シート状PCプラスチック或はガラスは、紫外線硬化型エポキシ硬化剤によって、五酸化二タンタル薄膜面に接着される。
【００４３】
五酸化二タンタル薄膜面上に、柔軟性プラスチック薄膜、シート状PCプラスチック或はガラスを接着することにより、柔軟性あるいは剛性のOLED部材を得ることができる。図1に示すように、その中で、106は透明又は非透明の柔軟性プラスチック薄膜、シート状PCプラスチック或はガラスである。
【００４４】
本実施例が提供する有機発光ダイオードは、陰極金属層上に高い幾何学的密度及び光学密度を有し、かつ表面が平坦な五酸化二タンタル薄膜が被覆されて、当該ダイオード内部の有機材料を封止し、有機材料と水蒸気及び酸素ガスとの接触を隔絶するようにしたものである。この有機発光ダイオードは、製造プロセスが簡単で、かつ良い封止隔絶効果を有し、有機発光ダイオードの使用寿命を効果的に向上できる。
【００４５】
実施例２：
本実施例は、実施例1が提供した有機発光ダイオードに対応して、この有機発光ダイオードの製造方法を提供する。該方法のフローを示す概略図である図2に示すように、以下のステップを含む。
【００４６】
ステップS201は、基板を提供する。なお、前記基板は透明基材と隔離層とを含んでもよく、前記透明基材は通常ガラス又は柔軟性プラスチック薄膜である。 
ステップS202は、基板上に、順次に透明電極層、有機発光材料層及び陰極金属層を形成する。 
ステップS203は、陰極金属層上に五酸化二タンタル薄膜を形成する。
【００４７】
前記ステップS202では、前記透明電極層を前記基板の隔離層上に形成することができ、具体的に、真空コーティングプロセスを採用して形成することができる。前記透明電極層は、具体的には酸化インジウムスズ薄膜（ Indium Tin Oxides、ITO )であってもよい。
【００４８】
透明電極層を作成した後、真空コーティングプロセス、又は常圧の乾燥窒素ガス中に導入して溶液塗布するプロセスを採用して前記有機発光材料層を形成する。
【００４９】
前記陰極金属層も真空コーティングプロセスを採用して形成することができ、具体的にはアルミニウム薄膜層又は合金薄膜層等であってもよい。
【００５０】
前記ステップS203では、前記五酸化二タンタル薄膜は、加熱酸化、化学気相堆積、イオンビームスパッタリング、マグネトロンスパッタリング、電子ビーム蒸着又はパルスレーザー堆積等のプロセスによって製作して形成することができ、その中でも、高周波マグネトロンスパッタリングは成膜面積が大きく、プロセスが簡単で、連続生成に適する等の利点を有するので、本実施例の好適な方法として用いられる。
【００５１】
マグネトロンスパッタリングプロセスを採用して五酸化二タンタル薄膜を製作する前記プロセスでは、高周波マグネトロンスパッタリングを採用して、純アルゴン又は酸素ガス含有雰囲気に、直接に五酸化二タンタルの酸化物ターゲット材をスパッタリングし、堆積して五酸化二タンタル薄膜を形成することができる。また、酸素ガスを含む雰囲気で、直流又は中間周波数（AC）マグネトロンスパッタリングで、タンタルの金属ターゲット材をスパッタリングし、堆積させて五酸化二タンタル薄膜を形成する。
【００５２】
スパッタパワーと酸素ガスは、五酸化二タンタル薄膜の製作における二つの重要なパラメーターであるため、本実施例では、五酸化二タンタル薄膜の欠陥の減少及び平坦な表面と高致密度の薄膜を得る点から、好ましくは、低いスパッタパワーと酸素含有プロセスガスの作業環境を採用することができる。
【００５３】
また、高温処理に伴って、全体の調製プロセスの過程が長く複雑になり、機能が異なる薄膜層の間の成分が拡散し、界面にて他の化合物が形成され、新しい不利な情況が生じ、薄膜素子の構造に影響を与え、その機能と性能を劣化させる等の欠陥を避けるため、本実施例に提供した方法では、室温環境で前記マグネトロンスパッタリングコーティング製造プロセスを行う。
【００５４】
本実施例では、スパッタパワーと時間の制御により、堆積して形成された五酸化二タンタル薄膜の厚さを50nm〜500nmに制御することが好ましい。
【００５５】
また、五酸化二タンタル薄膜を形成した後に、実際の応用の需要に応じて、柔軟性プラスチック薄膜、シート状PCプラスチック或はガラスを、前記五酸化二タンタル薄膜面上に接着することをさらに含むことができ、前記接着に用いられる接着剤はエポキシ樹脂接着剤であっても良い。前記ステップによって、柔軟性又は剛性のOLED部材を得ることができる。
【００５６】
本実施例が提供する有機発光ダイオードの製造方法では、陰極金属層上に、高い幾何学的密度及び光学密度を有し、かつ表面が平坦な五酸化二タンタル薄膜を形成して、当該ダイオード内部の有機材料を封止し、前記有機材料と水蒸気および酸素ガスとの接触を隔絶するようにでき、この方法は、プロセスが簡単で、優れた有機材料の封止隔絶効果を有しかつ使用寿命が長い有機発光ダイオードを得ることができる。
【００５７】
本明細書においては、各部分について漸進的な方法で記述しており、各部分について他の部分との異なるところを重点にして説明しているので、各部分における互いに同一又は類似の部分については相互に参照すればよい。開示された実施例の前記の説明は、当業者が本発明を実現又は使用できる程度である。これらの実施例に対する様々な変形は、当業者にとって明らかであり、本明細書で定義された一般的な原理は、本発明の要旨又は範囲を超えない限り、別の実施例としても実現できる。従って、本発明は、本明細書に示された実施例に限定されるものではなく、本明細書に示された原理、及び新規な特徴と一致する最も広い範囲に符合するものである。
【図１】
2014509050.tif 000003
【図２】
2014509050.tif 000004
【国際調査報告】
2014509050.tif 000005
2014509050.tif 000006
2014509050.tif 000007
2014509050.tif 000008
2014509050.tif 000009
2014509050.tif 000010