OLED柔性衬底封装材料研究进展
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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
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。
解决这一问题的办法之一是在塑料衬底上镀覆 致密的介电材料薄膜以防止有害气体向塑料内扩 散。而在这种无机物薄膜内要求几乎没有针孔和晶 粒边界缺陷， 才能使密封性更好。韩国 ＥＬｉＡ ＴＥＣＨ 于 ２００２ 年研究出这种薄膜封装技术， 是在基板背面 形成薄膜覆层， 藉此阻断造成 ＯＬＥＤ 亮度不足与出 现黑点等致命性缺陷的水分或空气。且由于可不使 用 玻 璃 或 金 属 板 、干 燥 剂（ ｄｅ ｓ ｉｃｃａｎｔ） ， 可 将 ＯＬＥＤ 模块的厚度由过去的 ２．１ｍｍ 缩减到小于 １．１ｍｍ ， 并节省 ５０％ 以上的成本。
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］。
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
３．１ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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。
目前， 由玻璃工厂所提供最薄的玻璃为 ０．５ｍｍ ， 随着应用的不同， 面板厂商逐渐开始试着将 玻璃研磨到 ０．２ｍ ｍ 或是更薄的厚度来使用。当厚度
Ａｐｒ ．， ２００８， 总第 ８６ 期
现代显示 Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ ４９
王 杏等： ＯＬＥＤ 柔性衬底封装材料研究进展
低于某种程度之后， 可以看到玻璃基板开始具备可 弯曲的特性， 进而开发搭配超薄玻璃基板的柔性显
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
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 ）
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
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。
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。
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。
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］。
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］。
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。
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
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。
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。
示对封装材料的要求， 综述了柔性衬底材料的种类及研究应用现状， 重点介绍了聚合物柔性衬底
材料的研究进展。
关键词： 封装材料； 有机电致发光器件； 柔性显示
中图分类号： ＴＮ３０４
文献标识码： Ａ
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒｃｈ Ｐ ｒｏｇｒｅ ｓ ｓ ｏｆ Ｆｌｅ ｘｉｂｌｅ Ｓ ｕｂｓ ｔｒａ ｔｅ Ｍａ ｔｅ ｒｉａ ｌｓ ｆｏｒ Ｏｒｇａ ｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ－ ｅ ｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｅ ｖｉｃｅ Ｐ ａ ｃｋａ ｇｅ
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， 携带更加方便； 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
韩国 ＬＧ 飞利浦 ＬＣＤ 开发出了在不锈钢箔基板 上 形 成 非 晶 硅（ａ－ Ｓｉ）ＴＦＴ 来 驱 动 的 ４ｉｎ （对 角 １０ｃｍ ） 全彩 ＯＬＥＤ 面板。由于采用了金属箔基板， 因此厚 度 仅 为 １５０μｍ ， 耐 用 性 也 很 出 色 。 该 ＯＬＥＤ 面 板 是 与 开 发 ＯＬＥＤ 荧 光 材 料 技 术 的 美 国 通 用 显 示 器 公司（ＵＤＣ）共 同 开 发 的 。 显 示 分 辨 率 为 ３２０ ×２４０ 像 素 的 ＱＶＧＡ， 显 示 色 数 约 为 １，６７０ 万 色 。特 点 是 利用现有的液晶面板生产线， 只需将玻璃基板换 成 金 属 箔 基 板 即 可 形 成 ａ－ Ｓｉ ＴＦＴ 背 板 。 ＬＧ 飞 利 浦 ＬＣＤ 还 发 表 了 采 用 相 同 柔 性 金 属 箔 基 板 的 １４．１ｉｎ 彩 色 电 子 纸 。
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
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。
解决这一问题的办法之一是在塑料衬底上镀覆 致密的介电材料薄膜以防止有害气体向塑料内扩 散。而在这种无机物薄膜内要求几乎没有针孔和晶 粒边界缺陷， 才能使密封性更好。韩国 ＥＬｉＡ ＴＥＣＨ 于 ２００２ 年研究出这种薄膜封装技术， 是在基板背面 形成薄膜覆层， 藉此阻断造成 ＯＬＥＤ 亮度不足与出 现黑点等致命性缺陷的水分或空气。且由于可不使 用 玻 璃 或 金 属 板 、干 燥 剂（ ｄｅ ｓ ｉｃｃａｎｔ） ， 可 将 ＯＬＥＤ 模块的厚度由过去的 ２．１ｍｍ 缩减到小于 １．１ｍｍ ， 并节省 ５０％ 以上的成本。
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］。
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
３．１ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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。
目前， 由玻璃工厂所提供最薄的玻璃为 ０．５ｍｍ ， 随着应用的不同， 面板厂商逐渐开始试着将 玻璃研磨到 ０．２ｍ ｍ 或是更薄的厚度来使用。当厚度
Ａｐｒ ．， ２００８， 总第 ８６ 期
现代显示 Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ ４９
王 杏等： ＯＬＥＤ 柔性衬底封装材料研究进展
低于某种程度之后， 可以看到玻璃基板开始具备可 弯曲的特性， 进而开发搭配超薄玻璃基板的柔性显
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
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 ）
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
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。
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。
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。
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］。
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］。
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。
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
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。
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。
示对封装材料的要求， 综述了柔性衬底材料的种类及研究应用现状， 重点介绍了聚合物柔性衬底
材料的研究进展。
关键词： 封装材料； 有机电致发光器件； 柔性显示
中图分类号： ＴＮ３０４
文献标识码： Ａ
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒｃｈ Ｐ ｒｏｇｒｅ ｓ ｓ ｏｆ Ｆｌｅ ｘｉｂｌｅ Ｓ ｕｂｓ ｔｒａ ｔｅ Ｍａ ｔｅ ｒｉａ ｌｓ ｆｏｒ Ｏｒｇａ ｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ－ ｅ ｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｅ ｖｉｃｅ Ｐ ａ ｃｋａ ｇｅ
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， 携带更加方便； 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
韩国 ＬＧ 飞利浦 ＬＣＤ 开发出了在不锈钢箔基板 上 形 成 非 晶 硅（ａ－ Ｓｉ）ＴＦＴ 来 驱 动 的 ４ｉｎ （对 角 １０ｃｍ ） 全彩 ＯＬＥＤ 面板。由于采用了金属箔基板， 因此厚 度 仅 为 １５０μｍ ， 耐 用 性 也 很 出 色 。 该 ＯＬＥＤ 面 板 是 与 开 发 ＯＬＥＤ 荧 光 材 料 技 术 的 美 国 通 用 显 示 器 公司（ＵＤＣ）共 同 开 发 的 。 显 示 分 辨 率 为 ３２０ ×２４０ 像 素 的 ＱＶＧＡ， 显 示 色 数 约 为 １，６７０ 万 色 。特 点 是 利用现有的液晶面板生产线， 只需将玻璃基板换 成 金 属 箔 基 板 即 可 形 成 ａ－ Ｓｉ ＴＦＴ 背 板 。 ＬＧ 飞 利 浦 ＬＣＤ 还 发 表 了 采 用 相 同 柔 性 金 属 箔 基 板 的 １４．１ｉｎ 彩 色 电 子 纸 。