柔性OLED封装方法的研究

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柔性OLED封装方法的研究

朱彤珺１，李来运２

（１四川天微电子有限责任公司，成都６１００５４；２驻马店广播电视大学机电系，河南驻马店４

６３０００）

１ 引言

有机电致发光二极管（ＯＬＥＤ）是一种全新的显示技术，其显示质量可与薄膜晶体管有源驱动液晶显示器（ＴＦＴＬＣＤ）相比拟，而价格远比其低廉，它将对广泛使用的ＬＣＤ技术发起挑战。自从１９８７年Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ和ＶａｎＳｌｙｋｅ［１］报道了低电压工作时亮度超过１０００ｃｄ／ｍ２的双层有机薄膜发光器件以来，ＯＬＥＤ因其发光亮度高、色彩丰富、低压直

流驱动、制备工艺简单等在平板显示中显著的优点，从而日益成为国际研究的热点。在不到２０年的时间内，ＯＬＥＤ已经由研究进入产业化阶段。

目前已经制作出了使用寿命突破１００００ｈ，存储寿命超过５００００ｈ的ＯＬＥＤ器件，但与液晶显示（ＬＣＤ）和等离子体显示（ＰＤＰ）比较起来，寿命相对较短仍是制约ＯＬＥＤ商业化的重要因素之一。

根据资料报道［２］，影响ＯＬＥＤ寿命的因素很多，主要有物理影响和化学影响。物理影响：如功能层组合以及它们相互间界面的影响、阴极材料的影响、空穴传输层（ＨＴＬ）的玻璃化温度、驱动方式等；化学影响：如阴极的氧化、空穴传输层的晶化等。这些因素都会影响有机电致发光器件的寿命。

研究表明，空气中的水汽和氧气等成分对ＯＬＥＤ的寿命影响很大，其原因主要从以下方面进行考虑：ＯＬＥＤ器件工作时要从阴极注入电子，这就要求阴极功函数越低越好，但做阴极的这些金属如铝、镁、钙等，一般比较活波，易与渗透进来的水汽发生反应。另外，水汽还会与空穴传输层以及电子传输层（ＥＴＬ）发生化学反应，这些反应都会引起器件失效。因此对ＯＬＥＤ进行有效封装，使器件的各功能层与大气中的水汽、氧气等成分隔开，就可以大大延长器件寿命。

２ ＯＬＥＤ的工作原理及器件封装对水汽渗透率的要求

ＯＬＥＤ器件一般是在玻璃或聚合物基板上，由夹在透明阳极、金属阴极和夹在它们之间的两层或更多层有机层构成。当器件上加正向电压时，在外电场的作用下，空穴和电子分别由正极和负极注入有机小分子、高分子层内，带有相反电荷的载流子在小分子、高分子层内迁移，在发光层复合，形成激子，激子把能量传给发光分子，激发电子到激发态，激发态能量通过辐射失活，产生光子，形成发光。有机电致发光器件的基本结构是夹层式结构，即各有机功能层被两侧电极像三明治一样夹在中间，且至少有一侧的电极是透明的，以便获得面发光。具体说来，ＯＬＥＤ的基本器件结构有单层、双层、三层和多层等。

为了使有机电致发光器件达到实用要求，即要求ＯＬＥＤ的器件使用寿命大于１００００ｈ，存储寿命超过５００００ｈ， 那么， 器件封装的水汽渗透率

（ＷＶＴＲ）要小于５×１０－６ｇ·ｍ－２／ｄ［３］，氧气的渗透率要小于１０－５ｃｍ２·ｍ－２／ｄ［４］。数值是以器件的阴极被腐蚀所需要水的量为基础估算而来，例如，假设镁阴极的厚度为５０ｎｍ，镁的密度为１７４ｇ／ｃｍ３，摩尔质量为２４ｇ。这样的ＯＬＥＤ阴极镁金属的含量为３.６×１０－７ｍｏｌ／ｃｍ２，单位面积（ｃｍ２）的镁阴极完全被腐蚀所需要的水约为６.４×１０－６ｇ，要使器