具有氧離子泵的電子裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種電子器件，其包含電活性材料和用于從所述器件除去氧氣的氧離 子泵。此外，本發明還涉及氧離子泵用于從電子器件除去氧氣的用途。
【背景技術】
[0002] 現今存在許多不同的電活性材料，其適于例如制造燈、顯示器件、太陽能電池或場 效應晶體管。這些材料特別用于所謂的有機發光二極管和有機太陽能電池中。然而，這些電 活性材料中的許多具有以下缺點：它們對環境氣候，特別是對氧氣、水蒸氣、水和臭氧敏感。 因此，有必要將這些材料充分密封在電子器件中。
[0003] 因此，例如在基于有機發光二極管的顯示器件的情況下，將有機化合物包埋在邊 緣處密封的玻璃板之間。為了這個目的，通常使用有機膠粘劑，但這些不能完全防止氧氣擴 散。因此，隨著操作時間累積，有機化合物緩慢降解并且這些顯示器件中的顏色褪色。圖1 以圖解的方式示出這種類型的電子器件。在現有技術中，旨在清除進入的氧氣的所謂的犧 牲材料（消氣劑）安裝在密封內部以進行吸附。用于防止氧氣進入的另一種可行性是用玻 璃焊料進行密封。特別地，第二種變體是有問題的，因為用玻璃焊料進行密封需要高溫，并 且許多電活性材料，特別是有機電子材料，僅具有有限的溫度穩定性。
[0004] 防止氧氣進入這種類型的電子器件中的環境極為重要，因為用于密封電池的塑料 對于氧氣擴散是不可滲透的。如果代替玻璃板，其將可能在未來起到更大的作用，使用透明 的聚合物膜，這些物質對于氧氣擴散同樣是不可滲透的。在所提及的每種情況下，進入的氧 氣將逐漸地破壞電活性材料的工作能力。特別是根據例如在顯示器件中的顏色逐漸褪色， 這是顯而易見的。雖然使用智能電子技術可以將其部分抵消，但仍然希望不會發生這種破 壞。
【發明內容】
[0005] 因此，本發明的目的是提供一種如下的電子器件，在這種電子器件的情況下可以 逐漸地從所述器件再次不斷地除去進入的氧氣，以使得這些器件的壽命增加。
[0006] 本發明的目的通過提供一種如下的電子器件來實現，所述電子器件包含至少一種 電活性材料，將所述電活性材料封閉在其內部的遮蓋物，和氧離子泵，其中所述氧離子泵是 所述遮蓋物的整體組成部分或者安裝在所述遮蓋物的內表面上，并且其中所述氧離子泵包 含在氧離子傳導材料的相對兩端處的陰極和陽極，其中所述陰極的至少一部分朝向所述遮 蓋物的內部，并且所述陽極的至少一部分朝向所述遮蓋物的外部。
[0007] 表述"陰極的至少一部分朝向遮蓋物的內部"旨在被認為是指陰極至少部分地位 于遮蓋物的內部，即由遮蓋物界定的空間中。表述"陽極的至少一部分朝向遮蓋物的外部" 旨在被認為是指陽極位于遮蓋物的與內部相反的空間、優選遮蓋物外部的空間上，即陽極 相比于陰極位于離遮蓋物中心更遠處。只有以這種方式才能夠確保，在向陽極和陰極施加 電壓時，通過位于其間的氧離子傳導材料從遮蓋物的內部向外部傳輸氧。
[0008] 在根據本發明的電子器件的另一種實施方式中，所述遮蓋物包含基底、密封帽和 膠粘劑，其中所述膠粘劑優選將所述基底與所述密封帽彼此密封。根據本發明的這種實施 方式示于本申請的圖2中。
[0009] 在根據本發明的電子器件的另一種實施方式中，所述氧離子泵優選布置在所述膠 粘劑的區域中。此處特別優選的是，所述氧離子傳導材料在陰極側上與遮蓋物的內部接觸 并且在面向陽極一側與遮蓋物的外部環境接觸，其中所述氧離子泵優選包埋在膠粘劑中。 這種類型的實施方式也例如由圖2示出。可一體化至根據本發明的器件的膠粘劑區域中的 氧離子泵例如示于圖3中。
[0010] 在根據本發明的電子器件的另一個實施方式中，優選的是以至少在基底和/或密 封帽上的區域中的層形式布置所述氧離子泵。"至少在……區域中"是指基底和/或密封帽 的表面的至少一部分優選設置有氧離子泵的層。然而，可選地，基底和/或密封帽的整個表 面也可設置有氧離子泵的層。
[0011] 所述氧離子泵的層被認為是指由至少三個子層構建的層，其中一個子層代表陰極 層，另一個子層代表陽極層，并且又一個子層代表氧離子傳輸材料的層。此處同樣地，氧離 子傳導層位于所述陽極層與所述陰極層之間。在這種實施方式中，陰極優選位于遮蓋物、即 基底和/或密封帽的內表面上，并且陰極朝著遮蓋物內部定向。
[0012] 更一般來說，本申請中的"遮蓋物的內部"被認為是指本發明電子器件的由遮蓋物 封閉的內部。本申請中的術語"遮蓋物的外部" 一般被認為是指遮蓋物外部的未由此封閉 的空間。
[0013] 在本發明的其中以至少在基底和/或密封帽上的區域中的層形式布置氧離子泵 的實施方式中，優選的是至少基底和/或密封帽的上面安裝有氧離子泵的區域針對遮蓋物 的外部可透氧。這可例如通過使用可透氧材料例如聚合物層作為遮蓋物，或通過具有開口 的遮蓋物的材料來確保。
[0014] 在本申請中，所述基底優選由玻璃、陶瓷、金屬、聚合物層或塑料層組成，其中柔性 基底是優選的。在一個優選的實施方式中，所述柔性基底由聚合物或塑料組成。對于聚合 物或塑料的最重要的選擇標準是1)衛生方面和2)玻璃化轉變溫度。聚合物的玻璃化轉變 溫度（Tg)可以獲自已知手冊（例如〃Polymer Handbook〃（聚合物手冊），J. Brandrup, Ε? Immergut 和 EA Grulke 編，John Willey&Sons 公司，1999, VI/193-VI/276)。所述聚合物 的Tg優選高于100°C，非常優選高于150°C，非常特別優選高于180°C。非常優選的基底例 如是聚（對苯二甲酸乙二醇酯）（PET)和聚（2, 6-萘二甲酸乙二醇酯）（PEN)。
[0015] 在本申請中的密封帽優選由玻璃、陶瓷、金屬、聚合物層或塑料層組成。玻璃和金 屬是特別優選的。
[0016] 用作基底或密封帽的陶瓷可以是以下中的一種：硅酸鹽玻璃、碳化物（SiC)、金屬 氧化物（Al2O3)、氮化物（Si3N4)和其它非硅酸鹽玻璃。
[0017] 在本發明中，所述氧離子傳導材料優選是固態電解質。根據本發明使用的固態 電解質能夠傳輸在陰極處由氧氣形成的〇 2_離子，所述〇2_離子在陰極的相對側、即在陽極 處由此再轉化回氧氣。原則上，通常可用于固體氧化物燃料電池中的固態電解質也可以用 于根據本發明的器件中。對于固態電解質合適的材料例如是二氧化鋯、氧化鉍、氧化釷、 氧化鉿、磷灰石、氧化鈰、鉬酸鑭、鑭系元素氟氧化物、氧化鑭和其組合。在一個實施方式 中，固態電解質優選被稀土元素或鑭系元素摻雜或穩定化。固態電解質的綜述提供于例如 Adachi 等，Chem. Rev.(化學綜述）2002, 102, 2405-2429 ;Kendrick 等，Annu. Rep. Prog. Chem.，Sect. A (化學進展年度報告 A 部），2009, 105, 436-459 ;Malavasi 等，Chem. Soc. Rev. (化學會綜述），2010, 39, 4370-4387中。所述固態電解質特別優選選自釔穩定化氧化鋯、鐿 穩定化氧化錯、媽穩定化氧化錯、鋪穩定化氧化錯、鐿穩定化氧化錯、鈧穩定化氧化錯、氧化 鈦、氧化錫、氧化鋅和其組合。
[0018] 在一個非常優選的實施方式中，所述氧離子泵包含氧離子傳導層，其具有多層結 構，例如超晶格，如由J. Garcia-Barriocanal等在Science (科學）321，676 (2008)中所報 道的。
[0019] 所述氧離子泵的陰極優選包含催化氧還原反應的材料。所述陰極材料優選由貴金 屬，特別優選Pt、Pd組成。所述陰極優選是可透氣的，例如，呈金屬網形式。
[0020] 所述氧離子泵的陽極優選是選自金屬、導電性金屬氧化物和導電性聚合物的材 料。所述陽極優選由這些材料中的一種或多種組成。
[0021] 所述電活性材料優選是氧敏材料。氧敏材料被認為是指其電子性質由于氧的存在 而被不可逆地破壞。所述電活性材料可以是有機電子材料或含有至少一種量子點的材料。 然而，所述電活性材料優選是有機電子材料。
[0022] 所述有機電子材料可以是發光材料、空穴傳輸材料（HTM)、空穴注入材料（HIM)、 電子傳輸材料（ETM)、電子注入材料（EIM)、空穴阻擋材料（HBM)、電子阻擋材料（EBM)、激子 阻擋材料（ExBM)、主體材料、有機金屬絡合物、有機染料或其組合。
[0023] 發光材料是優選在可見光區發光的材料。所述發光材料優選在380nm與750nm之 間具有發射峰。所述發光材料優選是磷光或熒光發光體化合物。
[0024] 在本發明意義上的熒光發光體化合物是在室溫下展現從激發單重態發光的化合 物。為了本發明的目的，特別是所有不含重原子、即不含原子序數大于36的原子的發光化 合物，都被視為熒光化合物。
[0025] 所使用的發光材料特別優選是磷光發光體化合物。磷光發光體化合物一般被認為 是指展現從具有相對高自旋多重度、即自旋態>1的激發態，例如從激發三重態（三重態發 光體）、從MLCT混合態或五重態（五重態