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內容簡介

詳細資料

實現OLED商品化需要解決的首要問題是如何保證器件的穩定發光。因OLED的有機材料對於水汽及氧氣等物質非常敏感，因此必須採用各種方法對OLED器件進行有效封裝，避免器件與水氧接觸，以降低器件的老化速率，延長器件的使用壽命。OLED器件分為玻璃基板和塑料基板，針對不同的基板，封裝技術也略有不同。 以玻璃為基板的封裝技術 蓋板封裝技術 傳統的OLED器件封裝是在剛性基板（玻璃或金屬）上製作電極和各有機薄膜功能層後，對這類器件進行封裝時一般是在器件上加一個後蓋板，環氧樹脂在經過紫外固化後將基板和蓋板粘接成一個整體，如圖1所示。這樣在器件內部形成一個封閉的屏罩，把器件的各個功能層和空氣隔開，而空氣中的水、氧等成分只能通過基板和蓋板之間的環氧樹脂向器件內部進行滲透，因此，這樣能有效地防止OLED的各功能模塊與空氣中的水氧等成分發生反應。 ... 圖1 傳統的OLED後蓋封裝 對OLED進行封裝所用的蓋板，通常所用的有兩種材料：玻璃及金屬。整個封裝過程都在充滿惰性氣體（如：氮氣或氬氣）的密閉空間（手套箱）內完成，手套箱內水汽含量必須少於3PPM。金屬蓋板封裝既可以有效阻擋水汽、氧氣等成分滲透到器件內部而保護OLED器件，又可以使器件堅固，但其不透光性限制了這種封裝方法在有機電致發光器件上的應用。蓋板封裝時需要使用很多密封膠，由於密封膠的多孔性，容易使空氣中的水汽、氧氣滲透進入器件內部，影響OLED的使用壽命。因此在傳統蓋板封裝工藝過程中，在器件內部加人氧化鈣或氧化鋇作為乾燥劑以吸收侵人器件的水汽和氧氣。蓋板封裝因其工藝成熟，成本比其它封裝技術低，因此OLED器件產業多採用此封裝技術進行封裝。 鈍化層封裝技術 20世紀70年代初，以PECVD製備的氮化矽薄膜已大規模應用在矽集成電路工藝中作鈍化層，氮化矽因其緻密性的優點，能有效阻隔水汽和氧氣的侵人，因此，氮化矽薄膜也可以應用於OLED器件封裝，如圖2所示。 ... 圖2 氮化矽薄膜封裝的OLED結構示意圖 但隨著溫度升高，OLED器件的有機材料會產生結晶現象，溫度越高結晶速度越快，有機材料出現結晶將導致器件的壽命大大縮短。因此，進行OLED封裝時，氮化矽薄膜應在較低溫度（< 50℃）下進行。封裝後 OLED器件的使用壽命較封裝前提高兩個數量級。圖2是氮化矽薄膜封裝 OLED器件後的結構圖。雖然氮化矽薄膜封裝能有效延長OLED器件的使用壽命，但在實際工藝中薄膜多出現針孔和晶粒邊界缺陷等現象，大大降低了薄膜緻密性，封裝的效果也沒有預期理想，因此，封裝中催生出多層薄膜封裝技術。 原子層沉積封裝(ALD)技術 ALD技術是利用一個二元反應（對反應進行控制）按照反覆交替的順序進行沉積，使原子層在發光頂端排列緊密，形成連續且緊貼器件的薄膜。ALD封裝後的OLED器件不使用乾燥劑，重量輕、透明，在85℃、相對濕度達到85％的加速測試環境條件先壽命達到1000小時以上。 三層結構鈍化層封裝技術 三層結構鈍化層封裝結構如圖3所示，成膜材料使用高密度聚乙烯材料(HDPE)和Al-Li合金。封裝過程如下：在金屬陰極上沉積Al-Li合金，緊接著氣相沉積聚乙烯薄膜，再包一層Al-Li合金，最後用聚乙烯膜對整個器件進行封裝。在這種三層鈍化結構的保護下，器件的壽命比封裝前提高了近120倍。這種封裝過程的所有步驟都是在真空腔體中連續完成的，其製作工藝簡單、穩定。但這種封裝存在散熱效果較差的缺點，需要在材料或結構上進行改進。 ... 圖3 三層結構鈍化層封裝的OLED結構示意圖 Barix封裝技術 Vitex Systems公司開發出了一種獨特的薄膜隔離層封裝結構，它對水汽和氧氣的滲透性的阻擋起到相當於一張玻璃的效果，如圖4所示。該保護層結構稱為Barix，是由聚合物膜和陶瓷膜在真空中疊加而成，總厚度僅為3微米。該隔離層能直接加在 OLED顯示器的上面，且不再需要使用機械封裝元件就可實現對OLED器件水氣和氧氣的隔離保護。Barix技術將可能推進OLED更廣泛的工業應用，使OLED成為零邊界、超薄顯示器中的一種有力的競爭技術。該工藝具有減少針孔，能非常有效的隔絕水氧的滲透，可靠性高，還具有封裝材料為透明的，工藝過程溫度低等特點。 ... 圖4 Barix封裝的結構示意圖（上）與剖面圖（下） Barix封裝的具體過程是：將一種液態單體(liquid precursor) （如：聚丙烯酸酯等）快速蒸發，然後使蒸發氣體流人一個真空室，在真空室中以液體形式凝聚在基板上（基板上形成的液態單體實際上是氣體至液體的凝聚而不是沉積），如此可以填平基板的孔洞，使整個結構完全密封和平整化。然後使用紫外光對其進行聚合固化，發生交聯，在真空中形成固態聚合物膜。其表面也達到原子級的平滑度。緊接著是將一個厚度僅為50nm的陶瓷膜沉積在聚合物層上面。由於聚合物層表面很平滑，陶瓷膜只有非常少的缺陷，經過3-5次的重複鍍膜，能形成一個幾乎完美的濕氣隔離層，如圖所示。經測量，所形成的濕氣隔離層的滲水率大約為1 m2/d，該指標可以滿足OLED顯示器對滲水率的技術要求。 柔性基板（FOLED）的封裝技術 以聚合物材料為基板製備得到的OLED器件具有柔韌性、質感更輕、更耐衝擊等優點，更具市場前景。但透明的聚合物基板的材料本身較小的自由體積分數和較大的鏈段平均自由度決定了其對水氧的阻隔性能較差，如表1所示。因此在製備FOLED器件時，需要在塑料基底上沉積阻擋層來防止水氧的滲透，延長發光器件的使用壽命。阻擋層可以使無機氧化物和疏水性聚合物，但對於柔性器件的封裝，單一阻擋層容易脆裂，效果較差，大多採用多層或疊層結構的阻擋層。Barix封裝技術因採用聚合物層和無機氧化物層交替堆疊的方法，能夠有效地對FOLED器件進行封裝，延長器件使用壽命，消除各防護層材料之間的相互影響。 表1透明聚合物和襯底材料的水氧滲透 ... 文章轉載至：柔性電子服務平臺 僅為轉載內容不代表本公眾號觀點

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