OLED器件一般是在(zai)玻璃或聚合(he)物基板上，由夾在(zai)透明陽極、金屬陰極和夾在(zai)它們之間的兩層或更多層有機層構(gou)成。
當器件上(shang)加正向電壓時(shi)，在外電場的作用下，空穴和電子(zi)(zi)分(fen)別由正極和負極注(zhu)入(ru)有(you)機小(xiao)分(fen)子(zi)(zi)、高分(fen)子(zi)(zi)層內，帶(dai)有(you)相反電荷(he)的載流(liu)子(zi)(zi)在小(xiao)分(fen)子(zi)(zi)、高分(fen)子(zi)(zi)層內遷(qian)移，在發(fa)光(guang)層復合，形成激子(zi)(zi)，激子(zi)(zi)把能(neng)量傳給發(fa)光(guang)分(fen)子(zi)(zi)，激發(fa)電子(zi)(zi)到激發(fa)態(tai)，激發(fa)態(tai)能(neng)量通過輻射失活，產生(sheng)光(guang)子(zi)(zi)，形成發(fa)光(guang)。
有機電(dian)致發(fa)光器件的基本(ben)結構(gou)是夾(jia)層(ceng)式結構(gou)，即各(ge)有機功能層(ceng)被兩側(ce)電(dian)極(ji)(ji)像(xiang)三明治(zhi)一樣(yang)夾(jia)在中間，且至少有一側(ce)的電(dian)極(ji)(ji)是透明的，以便(bian)獲(huo)得(de)面發(fa)光。
具體說來，OLED的基本(ben)器件結構有單(dan)層、雙(shuang)層、三層和多(duo)層等。
柔性0LED的封裝
有(you)機(ji)電致發光顯示(shi)與其(qi)他(ta)形式的顯示(shi)相比，有(you)一(yi)個重要(yao)的優勢就是(shi)可以(yi)實(shi)現柔性顯示(shi)。
1992年Gustafsson等人發明了基于PET基板上的柔性高分子材(cai)料(liao)的OLED；
1997年FoHest等人(ren)發(fa)明了柔性小分(fen)子材料的(de)OLED。
這類顯示(shi)器件(jian)柔軟可(ke)以(yi)變(bian)形且不易損壞，可(ke)以(yi)安裝(zhuang)在彎(wan)曲(qu)的(de)(de)表面(mian)，甚至(zhi)可(ke)以(yi)穿戴，因(yin)(yin)而(er)日(ri)益成為(wei)國際顯示(shi)行業的(de)(de)研(yan)究熱(re)點。對(dui)于柔性(xing)OLED來說(shuo)，傳(chuan)統的(de)(de)封裝(zhuang)方法因(yin)(yin)為(wei)蓋板是不可(ke)卷曲(qu)的(de)(de)，因(yin)(yin)而(er)是無效的(de)(de)。
柔性0LED主要有以下兩種封裝方法：
與傳統的(de)(de)OLED器(qi)件(jian)類似，考慮給器(qi)件(jian)加一個柔性的(de)(de)聚合物的(de)(de)蓋(gai)板(ban)，然(ran)后在基板(ban)和(he)蓋(gai)板(ban)上制作阻(zu)擋層以阻(zu)擋水汽和(he)氧氣的(de)(de)滲(shen)透。
在基(ji)板和各(ge)功能層(ceng)上制作(zuo)單(dan)層(ceng)或多層(ceng)薄膜阻(zu)擋水、氧(yang)等成(cheng)分的滲透。以上兩(liang)(liang)種封(feng)裝方法下面兩(liang)(liang)張圖片所示。
加聚合物蓋板封裝
用單層或多層薄膜封裝
所示的(de)用薄(bo)膜直(zhi)接封裝(zhuang)與第一張圖比起來，器件更薄(bo)，而且(qie)不必擔(dan)心在(zai)柔性顯示時(shi)，聚合物(wu)蓋子的(de)磨損，但是這種封裝(zhuang)要(yao)求薄(bo)膜阻擋(dang)層(ceng)在(zai)形(xing)成過程中必須與OLED的(de)基(ji)板緊密粘接，該過程一般在(zai)較低(di)的(de)溫度下完成，而且(qie)要(yao)盡量避免對有機(ji)層(ceng)的(de)損壞(huai)。
另外，如(ru)果器件的基板為對水汽(qi)和氧氣(qi)阻擋(dang)性能很好的物質，如(ru)是(shi)極薄的玻璃或金(jin)屬時，封(feng)裝時也可(ke)以不要基板上(shang)的阻擋(dang)層。
柔性封裝技術
PET上蒸鍍(du)鋁膜技術(shu)在70年代(dai)商業化。
對于柔性0LED來說，進行薄膜封裝比較困難，柔性0LED基板和蓋板上制作的阻擋層應滿足以下要求：
1. 必(bi)須能與OLED的基板或蓋(gai)板緊(jin)密結合(he)；
2. 水、氧(yang)滲透率(lv)滿足(zu)OLED的壽命要求；
3. 要有(you)一定(ding)的(de)機械(xie)強(qiang)度；阻擋(dang)層自身(shen)是穩(wen)定(ding)的(de)；
4. 其他各工作(zuo)層(ceng)的形成(cheng)對阻擋層(ceng)不產(chan)生(sheng)影響；阻擋層(ceng)是柔性的。
柔性OLED器件的薄膜封裝，通常采用單層薄膜封裝和多層薄膜封裝兩種封裝方式。
單層薄膜封裝
這種(zhong)封裝(zhuang)方法一般是利用等離子體化學氣相沉積(ji)(PECVD)或(huo)真(zhen)空蒸鍍技(ji)術，在基板上和器件上制備一層(ceng)阻擋(dang)(dang)層(ceng)，以此來阻擋(dang)(dang)水汽和氧氣的滲透。
如果要用單層膜對FOLED(柔性有機電致發光(guang)器件(jian))進行封裝，應該(gai)采用幾(ji)乎(hu)沒(mei)有針孔和晶(jing)粒邊界(jie)缺(que)陷(xian)無機物薄膜，才能使密(mi)封性更好(hao)。
韓國Elia TECH于2002年研究出這種薄(bo)膜(mo)(mo)封裝技(ji)術，是在基板背面形成(cheng)薄(bo)膜(mo)(mo)覆層，借此阻斷造成(cheng)OLED亮度不足(zu)與(yu)出現(xian)黑點等致(zhi)命性缺(que)陷的水(shui)分或空氣(qi)。
且(qie)由于(yu)(yu)可(ke)(ke)不使用玻璃或(huo)金屬(shu)板(ban)、干(gan)燥劑，可(ke)(ke)將(jiang)OLED模(mo)塊的(de)厚度由過去的(de)2.1mm縮減到小于(yu)(yu)1.1mm，并節省(sheng)50%以上(shang)的(de)成本。
多層薄膜封裝
另外一個比較有效的(de)方法是(shi)在聚合物基板和有機發光器件(jian)上采用多層薄(bo)膜包覆(fu)密封，也(ye)就是(shi)常說的(de)Barix封裝技術。
方法(fa)是用(yong)覆膜(mo)材料(liao)對柔(rou)性有機發光器件進行(xing)密(mi)封包裝，該混(hun)合防護層(ceng)(ceng)由(you)真空沉積聚(ju)合物膜(mo)和高密(mi)度介電層(ceng)(ceng)交替構成，有效地消(xiao)除了(le)各防護層(ceng)(ceng)材料(liao)間的相互影響(xiang)。
在Barix封裝技術中所用(yong)的(de)(de)聚(ju)合(he)物膜(mo)(mo)層(ceng)能(neng)使襯底表(biao)面光滑(hua)，聚(ju)合(he)物在真空(kong)中沉積(ji)并交聯，形成一種非(fei)共形的(de)(de)聚(ju)丙烯酸(suan)酯(zhi)膜(mo)(mo)，然后(hou)將介(jie)電質(zhi)薄膜(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)層(ceng)數和(he)成分加以調控。Barix結構的(de)(de)最后(hou)一層(ceng)為ITO層(ceng)，可作為有機發光二極管的(de)(de)陽極。
制成的(de)(de)(de)襯底的(de)(de)(de)透過率在可見光譜區大于80％，而(er)膜層的(de)(de)(de)電阻小(xiao)于40Ω。
OLED器件中的干燥劑
在(zai)OLED器(qi)件(jian)內(nei)部放人干燥(zao)劑，可(ke)以吸收器(qi)件(jian)性0LED器(qi)件(jian)中的(de)內(nei)部的(de)水分，以延長器(qi)件(jian)的(de)壽命。對于傳統(tong)的(de)0LED來說(shuo)，干燥(zao)劑層的(de)厚度約為1 mm，如(ru)下圖所示。
這對(dui)柔(rou)性(xing)OLED來說是不可(ke)能(neng)的。但(dan)是我們可(ke)以考(kao)慮在器(qi)件(jian)(jian)內部把干燥劑(ji)制(zhi)成柔(rou)性(xing)的薄(bo)膜。(a)和(b)分別(bie)表示了(le)如何在單片和層疊的柔(rou)性(xing)OLED器(qi)件(jian)(jian)內制(zhi)作干燥劑(ji)薄(bo)膜的兩個方案。
有人(ren)還提出了另外一種方案(an)來解決干燥劑薄膜(mo)的問題，如下(xia)圖所示。
總之(zhi)，對于FOLED，制作干(gan)燥劑薄(bo)膜是一個(ge)很有(you)吸引力的(de)方(fang)案，但實現起來有(you)一定的(de)困難。
柔性封裝材料
OLED 封(feng)裝(zhuang)材(cai)料主要包括剛性(xing)封(feng)裝(zhuang)材(cai)料、柔性(xing)封(feng)裝(zhuang)材(cai)料和(he)邊緣縫隙封(feng)裝(zhuang)材(cai)料。
柔性封(feng)裝材料的(de)特點就(jiu)是在發(fa)生很大彎曲變形時仍然可(ke)以保證材料的(de)有(you)效使(shi)用(yong), 為了獲(huo)得柔性有(you)機顯示器或其他電子設(she)備, 前后基(ji)板(ban)必須具有(you)足(zu)夠的(de)柔性同時能有(you)效隔絕濕氣(qi)和氧(yang)氣(qi)。#p#分頁標題#e#
柔性封裝不僅(jin)(jin)僅(jin)(jin)是滿足折疊、彎(wan)曲的(de)要(yao)(yao)求, 而且要(yao)(yao)有一(yi)定的(de)強(qiang)度(du)以保(bao)證產品的(de)實際應用要(yao)(yao)求。
因此(ci), 封裝材料及相應(ying)的封裝技術成為(wei)(wei)柔性和強度一并滿足的關鍵。對于這種封裝材料, 目前研究最多的主要分為(wei)(wei)超薄玻璃、聚(ju)合物和金屬箔。
超薄玻璃
在使(shi)用玻璃襯(chen)底時, 常用的(de)(de)(de)封裝技術是將顯示器密封在干燥的(de)(de)(de)惰性(xing)氣體環境中, 如密封在有玻璃( 或(huo)金(jin)屬) 蓋(gai)的(de)(de)(de)充氮的(de)(de)(de)干燥的(de)(de)(de)盒內, 玻璃( 或(huo)金(jin)屬) 蓋(gai)用紫外光固化的(de)(de)(de)環氧樹脂固定。
通常將一種吸氣(qi)劑加進密封殼內以(yi)便除掉可能殘留(liu)在密封空間內的水和氧氣(qi)。
玻璃能很好地隔離潮(chao)氣和空氣，而唯(wei)一侵入到封裝(zhuang)內的(de)途(tu)徑是邊緣(yuan)的(de)環氧(yang)樹脂密封。
由于(yu)OLED 中的有機(ji)發光層對于(yu)水汽、氧氣阻隔(ge)之要求非(fei)常(chang)高, 目(mu)前的環氧樹(shu)脂密封技術無法達到(dao)要求, 限(xian)制了OLED 平面顯示器的使用壽命。
目前, 由玻璃(li)工廠(chang)所提(ti)供最薄(bo)的(de)(de)玻璃(li)為0.5mm, 隨著應(ying)用(yong)的(de)(de)不同(tong), 面板(ban)廠(chang)商逐漸開始試著將玻璃(li)研磨到0.2mm 或(huo)是更薄(bo)的(de)(de)厚度(du)來使用(yong)。
當厚度低于某種程度之(zhi)后, 可(ke)以(yi)看到玻(bo)(bo)璃(li)基(ji)板開(kai)始具備可(ke)彎曲(qu)的特(te)性(xing), 進而開(kai)發搭配超薄(bo)玻(bo)(bo)璃(li)基(ji)板的柔性(xing)顯示器(qi)。
50μm 的超(chao)薄(bo)玻璃可以對包埋OLED 的柔性智能卡進(jin)行封裝, 超(chao)薄(bo)玻璃的主(zhu)要成(cheng)分有兩種:
一種是含有大量BaO 和Al2O3 的堿式硼玻璃;
另一種是純硼玻璃。
但是(shi)超薄玻璃在(zai)柔性(xing)封裝過程中不能單獨使用, 需要(yao)聚合物涂層(ceng)保護(hu)玻璃表面不受機械力的損(sun)害和(he)化學(xue)試劑的侵蝕。
金屬箔
薄型金屬(shu)基(ji)板, 其基(ji)板厚度低于0.1mm, 采用這樣的(de)基(ji)板主要在于金屬(shu)基(ji)板具備以下幾個(ge)優點:
1. 耐高溫制程, 與塑料相比(bi), 熱膨脹系數(shu)( CTE) 更為接近玻璃, 因此在電路(lu)圖樣(yang)定位方面(mian)比(bi)較不容易(yi)發生問題;
2. 具(ju)備阻(zu)水、阻(zu)氧(yang)的(de)(de)(de)功能(neng); 具(ju)備RTR(Roll- to- Roll)的(de)(de)(de)制程可能(neng)性, 金屬本(ben)身已經(jing)具(ju)備極佳(jia)的(de)(de)(de)延伸性, 因此極為適合利用RTR 的(de)(de)(de)生產流程;
3. 成本低(di)廉與取(qu)得方(fang)便, 而且用(yong)在平面顯示器上(shang)時, 不需要(yao)鍍上(shang)許多特殊的防水氣(qi)、防氧氣(qi)保(bao)護層, 實(shi)際運用(yong)成本會比(bi)用(yong)塑料更低(di)。
聚合物
通(tong)常, OLED 都是在玻璃襯底上制造, 然后使用金屬或(huo)玻璃蓋子封(feng)裝。用塑料代替玻璃做OLED 的襯底材料, 可以進一步增加OLED 的應用領域。
基于塑料襯底的OLED 具有很多優點: 更薄、更輕、柔性顯(xian)示等(deng)。要實現柔性顯(xian)示的關鍵問題是濕氣(qi)和氧的隔離保(bao)護, 這可以通過隔離或鈍化(hua)膜(mo)來(lai)實現。
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