OLED柔性衬底封装材料研究进展
有机层厚度对柔性衬底OLED性能的影响
维普资讯
第２ ３卷 第 ４期
２０ ８ 焦 ０
山 东 建 筑 大 学 学 报
Ｊ ＯＵＲＮ ＯＦ ＨＡＮＤＯＮＧ Ｉ ＡＬ Ｓ Ｊ ＡＮＺ ＵＮＩ ＨＵ ＶＥＲ Ｉ Ｙ ＳＴ
Ｖｏ ． １２３
Ｎｏ ４ ．
８月
Ａｕ ． ｇ
２０ ０８
文章编号 ：６ ３— ６ ４ ２０ ）４—０５ ０ １７ ７４ （０ ８ ０ ３ ０— ５
有 机 层 厚 度 对 柔性 衬 底 Ｏ Ｅ Ｌ Ｄ性 能 的 影 响
叶 丽娜 ，夏广 瑞 ，赵 俊 卿 ，庞 智 勇
（ ．山东 大学 物 理 学 院 ， １ 晶体 材 料 国 家 重 点 实 验 室 ， 东 济 南 ２ ０ ０ ； ．山 东 建 筑 大 学 理 学 院 ， 东 济 南 山 ５ １０ ２ 山
２０ ０ ） ５ １ １
摘要 ： 采用 真空热蒸发的方法制备 出具柔性衬底 和 ＩＯ Ｔ Ｄ Ａ ｑ／ １ Ｔ ／ Ｐ ／ ｌ Ａ 结构 的有机 电致 发光器件 （ Ｌ Ｄ） Ｏ Ｅ 。利 用 原子力显微镜 （ Ｆ 研究 了制备条件对有机层结 构形貌 的影响 。通过 改变有机 层的厚度 ， Ａ Ｍ） 研究 了有 机层厚 度 对柔性 Ｏ Ｅ Ｌ Ｄ工作电压 、 发光 效率等性能的影响 。同时发现分 别增 大空穴传输层 Ｔ Ｄ或发光 层 Ａｑ Ｐ ｌ 的厚度 都 会提高器件 的工作 电压 。发 光层 Ａｑ ｌ 厚度的增大还能引起发光效 率的提高 ， Ｔ Ｄ厚 度的增大对 发光效率 的 而 Ｐ
OLED器件结构的研究进展
OLED器件结构的研究进展摘要：有机电致发光二极管(OLED)经过几十年的发展，在材料方面通过采用磷光材料理论上已达到100%的内量子效率，但传统OLED器件的发光效率约为20%，严重阻碍了OLED的发展。
本文简介了OLED的工作原理，综述了国内外OLED器件的优化设计结构：光栅结构、纳米颗粒结构、凹凸界面结构、微腔结构、微透镜阵列结构和量子阱结构。
关键词：OLED，结构优化，微结构，量子阱Development of the structure of OLEDAbstract: Through decades of development, nowadays, organic light-emitting diodes(OLED) have achieved 100% inter quantum efficiency(IQE) by using phosphorescent materials. However, the efficiency of traditional OLED structures only have 20%, which seriously hindered the development of OLED.After the working principle of OLED is introduced in this paper, the optimization of structures of OLED, which including grating structure, nanoparticles structure, concave-convex interface structure, micro-cavity structure, microlens arrays film structure and quantum well structure, are reviewed domestically and internationally.Key words: OLED, structures optimization, microstructure, quantum well1.引言有机电致发光二极管(OLED)由于同时具备主动发光、材料选择范围广、低驱动电压、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于柔性面板、使用温度范围广、制备工艺简单等特性[1]，被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术。
新型OLED柔性基板用聚酰亚胺薄膜研究
新型OLED柔性基板用聚酰亚胺薄膜研究李陶琦1，2，周雨薇1，蔡阿丽1，聂麒曌1，刘晓旭3（1.大同共聚（西安）科技有限公司，陕西西安710075；2.西安近代化学研究所，陕西西安710065；3.陕西科技大学材料科学与工程学院，陕西西安710021）摘要：本研究以4,4ʹ-二氨基苯酰替苯胺（DABA）和4,4ʹ-二氨基-2,2ʹ-二甲基联苯（m-TB）与均苯四甲酸二酐（PMDA）和4,4,-氧双邻苯二甲酸酐（ODPA）为原料，成功合成了有机发光二极管（OLED）柔性基板用聚酰亚胺（PI）薄膜。
结果表明：当二胺与二酐摩尔比为0.990、加料时间为120 min、反应温度为0～30℃、搅拌速度为200～250 r/min、反应时间为240 min时，聚酰胺酸合成过程凝胶量少，黏度满足工业化合成要求。
经400℃热亚胺化后，所得PI薄膜的玻璃化转变温度为450℃，1%热失重温度为554℃，热膨胀系数为4.1×10-6 K-1，拉伸强度为326.9 MPa，拉伸模量为9 572.8 MPa，电气强度为623 kV/mm，介电常数为3.251，这些参数指标满足OLED柔性基板的工业应用要求。
关键词：OLED；柔性基板；聚酰亚胺薄膜；原位聚合；热性能中图分类号：TM215.3 DOI:10.16790/ki.1009-9239.im.2024.03.004Study on polyimide films for novel OLED flexible substrateLI Taoqi1,2, ZHOU Yuwei1, CAI Ali1, NIE Qizhao1, LIU Xiaoxu3(1. Datong Co Polymer (Xiʹan) Technology Co., Ltd.,Xiʹan 710075, China;2.Xiʹan Modern Chemistry Research Institute,Xiʹan 710065, China;3. School of Material Science andEngineering, Shaanxi University of Science and Technology,Xiʹan 710021, China)Abstract: In this study, 4,4ʹ-diaminobenzanilide (DABA), 2,2ʹ-dimethyl-[1,1ʹ-biphenyl]-4,4ʹ-diamine (m-TB), dianhydrides pyromellitic dianhydride (PMDA), and 4,4ʹ-oxybisphthalic anhydride (ODPA) were used as raw materials, and a polyimide (PI) film for oganic light emitting diodes (OLED) flexible substrates was successfully synthesized. The results show that when the molar ratio of diamine to dianhydride is 0.990, the feeding time is 120 min, the reaction temperature is 0−30℃, the stirring speed is 200−250 r/min, and the reaction time is 240 min, the gel amount during the synthesis of polyamide acid is small, and viscosity can meet the requirements of industrial synthesis. After thermal imimization at 400℃, the glass transition temperature of the polyimide film is 450℃, the 1% weight loss temperature is 554℃, the thermal expansion coefficient is 4.1×10-6 K-1, the tensile strength is 326.9 MPa, the tensile modulus is 9 572.8 MPa, the electric strength is 623 kV/mm, and the dielectric constant is 3.251, which meet the industrial application requirements of OLED flexible substrate. Key words: OLED; flexible substrate; polyimide films; in-situ polymerization; thermal performance0 引言自有机发光二极管（OLED）技术首次问世以来，通过持续的研究和创新，柔性OLED技术已经取得了重大突破[1-6]。
OLED材料制备及性能研究
OLED材料制备及性能研究随着科技的不断发展，OLED（有机发光二极管）在显示屏领域的应用越来越广泛。
它是一种半导体器件，能够将电能转化为光能，是液晶显示器和白炽灯的先进替代品。
本文将探讨OLED 材料的制备和性能研究。
一、OLED材料的制备OLED材料由发光层、电子传输层和空穴传输层组成。
发光层是最重要的一层，它是能够产生光的位置。
电子传输层和空穴传输层则分别用于传输电子和空穴，在发光层产生电子空穴复合之前保护光电性能。
制备OLED材料需要用到有机合成化学、物理化学和纳米技术等领域的知识。
1. 有机化学合成有机化学合成技术在OLED材料制备中起着重要的作用。
由于OLED所需要的物质通常都是有机分子，因此需要掌握有机化学合成技术。
通过这种技术，可以制备出所需的有机化合物，用于OLED发光层的制备。
2. 纳米技术纳米技术可以使OLED材料的性能得到提升，最终将带来更好、更高质量的显示效果。
例如，利用纳米技术可以制备出更高效的OLED材料，从而带来更亮的光源和更低的功耗。
3. 物理化学物理化学是制备高纯度OLED材料的关键。
由于OLED材料具有极高的要求，需要非常纯净的材料，因此物理化学可以提供纯净的实验环境和设备，确保制备的OLED材料高纯度、高质量。
二、OLED材料的性能研究OLED材料具有比较复杂的物理和化学性质，其性能研究需要从多个方面考虑。
1. 发光特性OLED材料的发光特性对于显示效果至关重要。
发光特性主要包括光谱特性、发光机理和光学性能等方面。
其中，光谱特性是指OLED材料发射的光波长分布情况；发光机理则是指OLED材料发光的机理，包括PAH（芳香族碳杂环化合物）的激发和能量转移；光学性能则主要包括量子效率、颜色纯度、亮度、时间响应和色温等。
2. 电学性能OLED材料的电学性能包括载流子输运性质、载流子注入性能和器件电特性等。
这些性质对OLED器件的光电性能和稳定性有着直接的和重要的影响。
OLED柔性显示的一些关键工艺如柔性衬底材料
OLED柔性显⽰的⼀些关键⼯艺如柔性衬底材料OLED作为⼀种新型显⽰技术，具有视⾓范围⼴，响应速度快，⾊彩纯度⾼等特点，并作为背光源⼴泛应⽤于液晶LCD 显⽰。
OLED的独特之处在于其能够实现柔性可弯曲。
然⽽，由于液晶显⽰中的背光单元结构和液晶控制电路之间的微⼩空间结构，现有的基于OLED的液晶显⽰很难实现真正的弯曲。
⽬前，OLED显⽰器的成熟产品主要有两种类型，包括硬质平⾯型和固定曲率型。
所谓的硬质平⾯型，通常都是由两⽚刚性玻璃构成，⼀⽚是包含控制电路和OLED器件的，另⼀个是集成触摸板功能。
两⽚玻璃通过激光焊接⼯艺集成⼀体。
⽽所谓的固定曲率型是基于柔性OLED技术，在柔性基板依次制备控制电路、OLED器件和薄膜封装层，并将所制备的柔性LED器件压合在固定曲率的玻璃基底上，从⽽得到具有⼀定弯曲的OLED器件。
虽然OELD器件本⾝可可以弯曲，但最终产品本⾝不能实现弯曲和折叠，这也限制了消费者根据⾃⼰的使⽤需求来进⾏个性化体验和定制。
柔性衬底材料柔性和刚性OLED器件的最⼤区别并⾮是功能材料，⽽是衬底材料。
刚性OLED通常采⽤玻璃作为衬底材料，⽽柔性OLED则使⽤塑料基底作为柔性衬底。
⽬前衬底材料的筛选需要考虑的因素包括热承受温度和耐⽔氧穿透特性，以及膨胀特性等。
柔性基底的耐温特性通常与OLED的制备⼯艺相关，在OLED器件制备⼯艺中，包括半导体层和有机功能层多采⽤热蒸镀⼯艺来制备，⼯艺温度⾼于400℃。
普通的塑料衬底在这个温度难以保持稳定。
⽬前，聚酰亚胺（PI）能够实现更好的耐热性和稳定性，因此⼴泛作为OLED的柔性显⽰衬底材料。
然⽽，普通的聚酰亚胺材料呈现出透明黄⾊，这限制了底部发光OLED中的应⽤。
针对这个问题，⽬前市场已经有透明聚酰亚胺材料可以规避这个问题。
此外，聚酰亚胺的另⼀个缺点，⽽这也是所有聚合物材料所⾯临的问题，即为较⾼的⽔蒸⽓传输速率（WVTR）。
较⾼的⽔分传输速率意味着⽔分将通过聚合物层以破坏TFT特性，甚⾄降低OLED性能。
OLED发光材料的研究进展
OLED发光材料的研究进展近年来，有机发光二极管（OLED）作为一种新型发光材料广受关注，因其色彩饱和度高、对比度高、响应速度快以及灵活性强等优势而被广泛应用于显示技术及照明领域。
与传统显示技术相比，OLED具有更低的能耗、更薄的器件厚度以及更广泛的应用潜力。
在OLED发光材料的研究中，人们主要集中在提高OLED的效率、稳定性以及延长寿命等方面。
首先，关于OLED的效率提升，研究人员通过不断改进OLED材料的分子设计，提高了荧光层和磷光层的发光效率。
在荧光材料方面，通过调整分子结构，增加材料的共轭程度、改进载流子的输运性能等方式，提高了荧光材料的量子效率。
在磷光材料方面，通过设计具有延长激子寿命的分子结构，提高了磷光材料的发光效率。
此外，将荧光层和磷光层结合起来，形成双发光层结构，通过调节各层的厚度和能量级，实现了更高效的OLED器件。
其次，关于OLED的稳定性和寿命延长，研究人员主要从材料的分子结构和器件的有效封装等方面入手。
在材料方面，通过合理选择和改进载流子输运层、电子注入层、阴极材料等关键材料，减少材料与氧、水等环境中的有害物质的接触，提高了OLED器件的稳定性。
此外，通过引入可供给有机材料的有机稳定衬底，减少器件在操作过程中的机械应力，也能有效延长OLED器件的使用寿命。
在器件封装方面，采用有效的封装技术，如有机封装材料、无机封装材料和柔性封装技术等，可以有效防止氧气和水分进入器件内部，提高OLED器件的稳定性。
同时，OLED发光材料的研究也在突破性地向着新的方向发展。
例如，近年来涌现出了蓝色和白色OLED领域的新材料。
蓝色OLED是实现全彩OLED显示的关键，研究人员通过合成具有高效率、长寿命的蓝光材料，努力填补蓝色OLED领域的空白。
白色OLED则是实现OLED照明技术的核心，目前人们主要是通过磷光材料和有机荧光材料的混合来实现白光发射，但是存在能量损失的问题，因此，正在积极研究发展新型的发光材料来提高白光OLED器件的效率和稳定性。
柔性OLED制备及性能
Ｋｅ ｒ ｓ ｏｇ ｎｃｌ ｈ—ｍｉｉｇｄｏ ｅ （ Ｅ ；ｆ ｘｂｅｄｓ ｌｙ；ｐａ ｔ ｕ ｓｒｔ ；ｍｅａ ｕ ｓ ａｅ ｙｗｏ ｄ ： ｒａ ｉ ｇ ｔｅ ｔ ｎ ｉｄ ｓ ＯＬ Ｄ） ｌ ｉｌ ｉｐａ ｉ ｔ ｅ ｌ ｉｓｂｔ ｅ ｓｃ ａ ｔｌ ｂｔ ｔ ｓ ｒ
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（． ｅａｔ ｅｔ Ｃ ｅ ｉｒ，ｓ ｇ ｕ ｎ ｅ ｉ， ｅ ｎ ０ ８， ｈ ａ； ２ １ ｉ ｏ ｃ ．ｔ． ｅｉ ０ ８， ｉ ） １Ｄ ｐ ｒ ｎｏ ｈｍｓｙ Ｔｉ ｈａＵ ｉ ｒ ｔ Ｂ ｉ ｇ１ ０４ Ｃ ｉ ｍ ｆ ｔ ｎ ｖ ｓｙ ｆ ０ ｎ ．ｉｏ ｘ ｅｈＬｄ Ｂ ｉ ｇ１ ０ ５Ｃ ｎ ／ ｎ Ｔ ｓ ， ｊ ｎ ０ ｈ ａ
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相 同发光层结构的底发光器件。
关键词 ：有机电致发光器￣（ Ｌ Ｄ ；柔性显示；塑料衬底；金属衬底 ＯＥ）
中图分类号 ：Ｔ ０ Ｎ３ ４ 文献标 志码 ：Ａ 文章编 号 ：１ ７ —７ ８ （０ ００ —０ ８ —４ ６ ３ １０２ １）４ ２ ７
Ｐｒ ｐａ ａ ｉ ｎ ａ ｄ ｂｅ ａ ｉ ｒｏ ｅ ｉ ｌ ｒ ａ ｃｌｇ ｔｅ ｉｔｎｇ ｄ ｏ ｅ ｅ ｒ ｔｏ ｎ ｈ ｖ ｏ ｆｆ ｘ ｂ ｅｏ ｇ ｎｉ ｉ ｈ ｍ ｔｉ ｉ ｄ ｓ ｌ
柔性显示论文
柔性显示技术摘要：随着科学技术的不断进步与发展，LCD\PDP\OLED\FED等平板显示技术的日趋成熟，传统的CRT显示屏正逐渐被平板显示器(FPD)所取代。
近年来，柔性显示器的优势日益突出，如轻、薄、可弯曲和耐冲击等性能。
利用柔性显示技术的可弯曲的特性使工程设计不局限于平面化，可实现多元化外形的显示模式，目前主要LCD\PDP\OLED 等三个技术可用于柔性显示。
本文阐述了柔性衬底材料和柔性显示的应用，指出了其优越性。
说明了我国发展柔性显示的重大意义。
1 引言柔性显示正逐步改善人们的生活和交流，并显著推进着信息的可视化，其最有前景的应用集中在触摸屏、商标、普通照明等。
柔性电子与作为平板显示的LCDS和等离子体显示相比，具有超薄、耐用、质量轻、储存量大、设计自由，可收卷的优点。
塑料衬底的显示器质量轻、超薄，以扩展的形式展现，具备真正的柔性显示。
2 柔性衬底材料在柔性显示器件中，柔性衬底是研发柔性显示的基础。
依据目前国内外柔性显示衬底的研究进展，柔性显示衬底主要分为五类：塑料、金属箔片、超薄玻璃和最近引起研究者广泛关注的纸质衬底、生物复合薄膜衬底。
这些衬底提供的装置性能与传统玻璃衬底接近，对于大多应用使用极低成本的柔性衬底发展柔性显示是非常重要的。
2.1 塑料衬底塑料作为柔性衬底被认为具有广阔的前景，因为塑料衬底具备透明性、柔性、质量轻、耐用、价格便宜等优点。
融入现代精密技术的塑料衬底有助于有机发光聚合物和有源矩阵薄膜晶体管阵列的生长和印刷，为大规模整合柔性电子装置提供了成本效益、卷-卷高容量加工的可能性。
塑料衬底一般分为三类：(1)半结晶热塑性聚合物，如聚酯(PET)、聚苯二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚醚酮(PEEK)。
PET和PEN作为柔性衬底展现了一些重要的特性，包括固有的良好透明性，简单的加工过程，良好的力学性能，较高的阻隔氧气和水汽渗透性能，但是其不耐高温，低温沉积ITO时，器件性能降低。
柔性液晶材料的设计与制备研究
柔性液晶材料的设计与制备研究柔性液晶材料是一种能够在机械变形下保持液晶特性的材料。
它具有与普通液晶材料相似的光学性质，但在外部应力作用下能够发生弯曲、拉伸等形变，因此具备了更加广泛的应用前景。
柔性液晶材料的设计与制备是当前研究的热点之一，本文将从材料设计、加工工艺和应用展望三个方面探讨柔性液晶材料的研究现状与未来趋势。
一. 材料设计柔性液晶材料的设计是实现其机械可变形性的关键。
目前常用的设计策略主要有三种：控制分子的冠状孤立度、引入柔性聚合物链和选择适当的配位结构。
控制分子的冠状孤立度可以通过调整液晶分子的形状来实现。
较大的冠状孤立度有利于液晶分子在应力作用下发生旋转和扭曲，从而实现柔性。
引入柔性聚合物链可以增强柔性液晶材料的柔性，而选择适当的配位结构可以改变液晶分子排列的有序性，使其在机械变形时能够保持液晶阶的结构。
二. 加工工艺柔性液晶材料的制备需要采用特殊的加工工艺来实现其柔性特性。
目前，常见的加工工艺主要包括胶滴法、柔性基底法和微纳米加工法。
胶滴法是通过在柔性基底上滴加液晶材料并干燥得到的。
该方法简单易行，但材料的柔性有限。
柔性基底法是将液晶材料浸渍在柔性基底中，经过干燥和固化后得到柔性液晶薄膜。
该方法可以获得更好的柔性特性，但对基底的选择和制备要求较高。
微纳米加工法是通过在液晶基底上进行微纳米加工，利用变形的液晶基底来实现材料的柔性性。
该方法具有制备精度高、柔性度好的优点，但加工工艺复杂。
三. 应用展望柔性液晶材料的研究为多个领域的应用提供了新的可能性。
例如，在电子设备领域，柔性液晶材料可以应用于柔性显示屏、人工智能芯片等新型设备中，实现曲面显示和自适应布局。
在生物医学领域，柔性液晶材料的机械可变形性有望用于设计新型药物释放系统和仿生智能材料等。
此外，柔性液晶材料还可应用于光学器件、传感器、柔性机器人等领域。
总之，柔性液晶材料的设计与制备研究在科学界已经取得了重要进展，但仍然存在一些挑战与机遇。
柔性OLED的封装方法--LED行业者必备资料
柔性OLED的封装方法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。
Sony 开发世界第一片软式 16.7m 色 OLED 屏幕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。
OLED封装技术简介
OLED封装技术简介实现OLED商品化需要解决的⾸要问题是如何保证器件的稳定发光。
因OLED的有机材料对于⽔汽及氧⽓等物质⾮常敏感，因此必须采⽤各种⽅法对OLED器件进⾏有效封装，避免器件与⽔氧接触，以降低器件的⽼化速率，延长器件的使⽤寿命。
OLED器件分为玻璃基板和塑料基板，针对不同的基板，封装技术也略有不同。
以玻璃为基板的封装技术盖板封装技术传统的OLED器件封装是在刚性基板（玻璃或⾦属）上制作电极和各有机薄膜功能层后，对这类器件进⾏封装时⼀般是在器件上加⼀个后盖板，环氧树脂在经过紫外固化后将基板和盖板粘接成⼀个整体，如图1所⽰。
这样在器件内部形成⼀个封闭的屏罩，把器件的各个功能层和空⽓隔开，⽽空⽓中的⽔、氧等成分只能通过基板和盖板之间的环氧树脂向器件内部进⾏渗透，因此，这样能有效地防⽌OLED的各功能模块与空⽓中的⽔氧等成分发⽣反应。
图1 传统的OLED后盖封装对OLED进⾏封装所⽤的盖板，通常所⽤的有两种材料：玻璃及⾦属。
整个封装过程都在充满惰性⽓体（如：氮⽓或氩⽓）的密闭空间（⼿套箱）内完成，⼿套箱内⽔汽含量必须少于3PPM。
⾦属盖板封装既可以有效阻挡⽔汽、氧⽓等成分渗透到器件内部⽽保护OLED器件，⼜可以使器件坚固，但其不透光性限制了这种封装⽅法在有机电致发光器件上的应⽤。
盖板封装时需要使⽤很多密封胶，由于密封胶的多孔性，容易使空⽓中的⽔汽、氧⽓渗透进⼊器件内部，影响OLED的使⽤寿命。
因此在传统盖板封装⼯艺过程中，在器件内部加⼈氧化钙或氧化钡作为⼲燥剂以吸收侵⼈器件的⽔汽和氧⽓。
盖板封装因其⼯艺成熟，成本⽐其它封装技术低，因此OLED 器件产业多采⽤此封装技术进⾏封装。
钝化层封装技术20世纪70年代初，以PECVD制备的氮化硅薄膜已⼤规模应⽤在硅集成电路⼯艺中作钝化层，氮化硅因其致密性的优点，能有效阻隔⽔汽和氧⽓的侵⼈，因此，氮化硅薄膜也可以应⽤于OLED 器件封装，如图2所⽰。
图2 氮化硅薄膜封装的OLED结构⽰意图但随着温度升⾼，OLED器件的有机材料会产⽣结晶现象，温度越⾼结晶速度越快，有机材料出现结晶将导致器件的寿命⼤⼤缩短。
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与玻璃的性质相比， 塑料衬底材料的隔离保护 作用不够理想， 无法满足在视频亮度下连续工作超 过 １０，０００ｈｒ 的市售显示器寿命的要求。典型塑料材 料， 如聚乙烯对苯二甲酸脂（ＰＥＴ）， 其密度很低， 对水 和氧气的扩散隔离保护作用很差。要达到产品所要 求的寿命， 估计在 ２５℃时要求材料对水的密封渗透 率要低于 １０－ ６ｇ／ ｍ ２／ 天， 而典型的塑料衬底材料在 ２５℃时的渗透率为 １００￣ １０－ １ｇ ／ｍ ２／ 天。
３ 柔性封装材料
ＯＬＥＤ 封装材料主要包括刚性封装材料、柔性 封装材料和边缘缝隙封装材料［７］。柔性封装材料的特 点就是在发生很大弯曲变形时仍然可以保证材料的 有效使用， 为了获得柔性有机显示器或其他电子设 备， 前后基板必须具有足够的柔性同时能有效隔绝 湿气和氧气。柔性封装不仅仅是满足折叠、弯曲的要 求， 而且要有一定的强度以保证产品的实际应用要 求。因此， 封装材料及相应的封装技术成为柔性和强 度一并满足的关键。对于这种封装材料， 目前研究最 多的主要分为超薄玻璃、聚合物和金属箔［８］。
Ｖｉｔｅ ｘ 在柔性封装材料领域做了大量的研究。利 用聚合物无机材料交替复合薄膜（ ＰＭＬ） 阻隔水氧， 具 有比较好的效果， 其开发的软屏基板产品具有与玻璃 相媲美的阻隔效果。日本先锋公司计算， 利用这种技 术封装的器件， 在 １，０００ｃｄ／ｍ ２ 的起始 亮 度 下 ， 最 长 寿命可超过 ５，０００ｈｒ［９］。Ｖｉｔｅ ｘ 公司开发出了一种独特 的薄膜隔离层， 它对湿气和氧气的渗透性相当于一层 玻璃的效果。该保护层称为 Ｂａｒｉｘ， 如图 ２ 所示［１０］， 是 由聚合物膜和陶瓷膜在真空中迭加而成， 总厚度仅 为 ３μｍ ， 大约是人的头发直径的二十分之一。该隔 离层能直接加在 ＯＬＥＤ 显示器的上面， 而不再需要
另一个解决方法是在塑料衬底和有机发光器件 上采用多层包覆密封， 也就是常说的 Ｂａｒｉｘ 封装技 术。该方法是用覆膜材料对柔性有机发光器件进行 密封包装， 该混合防护层由真空沉积聚合物膜和高 密度介电层交替重迭构成， 有效地消除了各防护层 材料间的相互影响。在 Ｂａｒｉｘ 封装技术中所用的聚 合物膜层能使衬底表面光滑。聚合物在真空中沉积 并交联， 形成一种非共形的聚丙烯酸酯膜， 然后将介 电质薄膜层的层数和成分加以调控。Ｂａｒｉｘ 结构的最 后一层为 ＩＴＯ 层， ＩＴＯ 层可作为有机 发 光 二 极 管 的 阳极。
图 １ ＯＬＥＤ 结 构 示 意 图
有机电致发光显示与其他形式的显示相比， 有 一个重要的优势就是可以实现柔性显示。１９９２ 年 Ｇｕｓ ｔａｆｓ ｓ ｏｎ 等人发明了 基 于 ＰＥＴ 基 板 上 的 柔 性 高 分 子 材 料 的 ＯＬＥＤ； １９９７ 年 Ｆｏｒｒｅ ｓ ｔ 等 人 发 明 了 柔 性小分子材料的 ＯＬＥＤ。这类显示器件柔软可以变 形且不易损坏， 可以安装在弯曲的表面， 甚至可以穿 戴， 因而日益成为国际显示行业的研究热点［６］。
４８ 现代显示 Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ
Ａｐｒ ．， ２００８， 总第 ８６ 期
收稿日期： ２００７－ １０－ １７
王 杏等： ＯＬＥＤ 柔性衬底封装材料研究进展
２ 柔性 ＯＬＥＤ 器件
柔性 ＯＬＥＤ（ＦＯＬＥＤ）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， 如 图 １ 所示［５］。具体说来， ＯＬＥＤ 的基本器件结构有单 层、双层、三层和多层等。
流 种 物 质 对 器 件 的 影 响 是 ＦＯＬＥＤ 发 展 的 首 要 任 务 。
研 究 表 明 ＯＬＥＤ 要 求 水 汽 的 渗 透 能 力 在 １０￣ ５ｇ
／ｍ ２／ 天以下， 但传统的金属或玻璃封装盖会影响器
件的弯曲能力， 不适合柔性器件的封装， 如何避免
水、氧对器件的影响是 ＦＯＬＥＤ 发展的主要课题。
３．２ 金属箔
薄型金属基板， 其基板厚度低于 ０．１ｍｍ ， 采用 这样的基板主要在于金属基板具备以下几个优点： 耐高温制程， 与塑料相比， 热膨胀系数（ ＣＴＥ） 更为接 近玻璃， 因此在电路图样定位方面比较不容易发生 问 题 ； 具 备 阻 水 、 阻 氧 的 功 能 ； 具 备 ＲＴＲ （Ｒｏｌｌ－ ｔｏ－ Ｒｏｌｌ）的制程可能性， 金 属 本 身 已 经 具 备 极 佳的延伸性， 因此极为适合利用 ＲＴＲ 的生产流程； 成本低廉与取得方便， 而且用在平面显示器上时， 不 需要镀上许多特殊的防水气、防氧气保护层， 实际运 用成本会比用塑料更低。
ＷＡＮＧ Ｘｉｎｇ， ＴＩＡＮ Ｄａ － ｌｅ ｉ， ＺＨＡＯ Ｗｅ ｎ－ ｑｉｎｇ， ＧＵＡＮ Ｒｏｎｇ－ ｆｅ ｎｇ （Ｉｎｓ ｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍａ ｔｅ ｒｉａ ｌｓ Ｓ ｃｉｅ ｎｃｅ ａ ｎｄ Ｅｎｇｉｎｅ ｅ ｒｉｎｇ ｏｆ
Ｈｅ ｎａ ｎ Ｐ ｏｌｙｔｅ ｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅ ｒｓ ｉｔｙ， Ｊ ｉａ ｏｚｕｏ ４５４００３， Ｃｈｉｎａ ）
Ａｂｓ ｔｒａ ｃｔ：Ｔｈｅ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ－ ｅ ｍ ｉｔｔｉｎｇ ｄｅ ｖｉｃｅ ｓ ｂａｓ ｅ ｄ ｏｎ ｆｌｅ ｘｉｂｌｅ ｓ ｕｂｓ ｔｒａｔｅ ｓ ｉｓ ａｎ ｉｍ ｐｏｒｔａｎｔ ｄｅ ｖｅ ｌｏｐｍ ｅ ｎｔ ｄｉｒｅ ｃｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｎｅ ｘｔ ｇｅ ｎｅ ｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉｓ ｐｌａｙ ｔｅ ｃｈｎｏｌｏｇｙ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅ ｑｕｉｒｅ ｍ ｅ ｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｃｋａｇｉｎｇ ｍ ａｔｅ ｒｉａｌｓ ｉｎ ｆｌｅ ｘｉｂｌｅ ｄｉｓ ｐｌａｙ， ｔｈｅ ｔｙｐｅ ｓ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒｅ ｓ ｅ ａｒｃｈｅ ｓ ｓ ｔａｔｕｓ ｏｆ ｆｌｅ ｘｉｂｌｅ ｓ ｕｂｓ ｔｒａｔｅ ｍ ａｔｅ ｒｉａｌｓ ｗ ｅ ｒｅ ｓ ｕｍ ｍ ａｒｉｚｅ ｄ， ｔｈｅ ｒｅ ｓ ｅ ａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅ ｓ ｓ ｏｆ ｆｌｅ ｘｉｂｌｅ ｐｏｌｙｍ ｅ ｒ ｓ ｕｂｓ ｔｒａｔｅ ｍ ａｔｅ ｒｉａｌｓ ｗ ａｓ ｓ ｔｒｅ ｓ ｓ ｅ ｄ． Ｋｅ ｙｗｏｒｄｓ ：ｐａｃｋａｇｉｎｇ ｍ ａｔｅ ｒｉａｌｓ ； ＯＬＥＤ； ｆｌｅ ｘｉｂｌｅ ｄｉｓ ｐｌａｙ
王 杏等： ＯＬＥＤ 柔性衬底封装材料研究进展 文章编号： １００６－ ６２６８（ ２００８） ０４－ ００４８－ ０５
技
ＯＬＥＤ 柔性衬底
术
交
封装材料研究进展
流
王 杏， 田大垒， 赵文卿， 关荣锋
（ 河南理工大学材料科学与工程学院， 河南焦作 ４５４００３）
摘 要： 有机电致发光器件在柔性衬底上的制备是下一代显示技术发展的重要方向。根据柔性显
１引言
有 机 电 致 发 光 器 件 （ ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔｅ ｍ ｉｔｔｉｎｇ ｄｅ ｖｉｃｅ ， ＯＬＥＤ） 具有发光亮度高 、发 光 视 角 宽 、响 应 速度快、超薄、质量轻、全固态主动发光、可制作在柔 性衬底上和成型加工相对简便等优点， 成为非常具 有应用前景的下一代显示技术［１－ ４］。目前柔性显示已
３．３ 聚合物
通常， ＯＬＥＤ 都是在玻璃衬底上制造， 然后使用 金属或玻璃盖子封装。用塑料代替玻璃做 ＯＬＥＤ 的 衬底材料， 可以进一步增加 ＯＬＥＤ 的应用领域。基于 塑料衬底的 ＯＬＥＤ 具有很多优点： 更薄、更轻、柔性 显示等［３］。要实现柔性显示的关键问题是湿气和氧的 隔离保护， 这可以通过隔离或钝化膜来实现。
技 示器。
５０μｍ 的 超 薄 玻 璃 可 以 对 包 埋 ＯＬＥＤ 的 柔 性
术 智能卡进行封装， 超薄玻璃的主要成分有两种： 一种 交 是含有大量 ＢａＯ 和 Ａｌ２Ｏ３ 的碱式硼玻璃； 另一种是
纯硼玻璃。但是超薄玻璃在柔性封装过程中不能单
流 独使用， 需要聚合物涂层保护玻璃表面不受机械力
的损害和化学试剂的侵蚀［７］。
曲的显示器。与普通的硬屏显示器相比， 柔性显示器
具有诸多优点： 耐冲击， 抗震能力更强； 重量轻、体积技 小， 携带ຫໍສະໝຸດ 加方便； 采用类似于报纸印刷工艺的卷带
式工艺， 成本更加低廉等等。目前， 用于柔性显示的
术 器 件 有 ＴＦＴ－ ＬＣＤ 、ＣＳＴＮ－ ＬＣＤ、 电 子 纸 和 ＯＬＥＤ
等。
交
由于 ＯＬＥＤ 对于水、氧非常敏感， 如何避免这两
ＯＬＥＤ 相比其它 柔 性 显 示 器 具 有 更 多 优 点 ： 它 是自发光显示， 响应速度快、视角宽； 由有机材料制 备， 弯曲能力强等。因此在显示效果好的便携产品和 军事等特殊领域有非常广泛的应用。使用塑料或金 属片等柔软基板代替坚硬的玻璃基板， 可以制备弯
３．１ 超薄玻璃
在使用玻璃衬底时， 常用的封装技术是将显示 器密封在干燥的惰性气体环境中， 如密封在有玻璃 （ 或金属） 盖的充氮的干燥的盒内， 玻璃（ 或金属） 盖 用紫外光固化的环氧树脂固定。通常将一种吸气剂 加进密封壳内以便除掉可能残留在密封空间内的水 和氧气。玻璃能很好地隔离潮气和空气， 而唯一侵入 到封装内的途径是边缘的环氧树脂密封。由于 ＯＬＥＤ 中的有机发光层对于水汽、氧气阻隔之要求 非常高， 目前的环氧树脂密封技术无法达到要求， 限 制了 ＯＬＥＤ 平面显示器的使用寿命。
经应用在手机和 ＭＰ３ 上， 但是大面板柔性显示器 件的进展相对比较缓慢， 而且柔性衬底材料代替 刚性材料的同时出现了许多新的问题， 这些问题 还需要多学科综合起来去解决。本文结合柔性封 装 的 要 求 ， 综 述 了 超 薄 玻 璃 、金 属 箔 和 聚 合 物 三 种 柔性衬底材料的研究现状， 并指出了目前面临的 主要问题。