OLED器件及其封装技术

OLED器件机构及发光原理
ＯＬＥＤ器件的基本原理:在正向电压的驱动下，阳极向有机层
注入空穴，阴极向有机层注入电子，载流子在有机层内分别朝着对方 电极方向移动，并在有机层内特定的位置相遇结合形成激子，激发发 光分子，发光分子经过辐射弛豫而发出可见光。
OLED器件机构及发光原理
一、OLED的优点 1、厚度可以小于1毫米，仅为LCD屏幕的1/3，并且重量也更轻; 2、固态机构，没有液体物质，因此抗震性能更好，不怕摔; 3、几乎没有可视角度的问题，即使在很大的视角下观看，画面仍然不失真; 4、响应时间是LCD的千分之一，显示运动画面绝对不会有拖影的现象; 5、低温特性好，在零下40度时仍能正常显示，而LCD则无法做到; 6、制造工艺简单，成本更低; 7、发光效率更高，能耗比LCD要低; 8、能够在不同材质的基板上制造，可以做成能弯曲的柔软显示器。 二、OLED的缺点 1、寿命通常只有5000小时，要低于LCD至少1万小时的寿命; 2、不能实现大尺寸屏幕的量产，因此目前只适用于便携类的数码类产品; 3、存在色彩纯度不够的问题，不容易显示出鲜艳、浓郁的色彩。
OLED制备流程
有机功能层制备
有机薄膜是采用真空蒸镀法沉积成膜的，具体操作是在真空中将原材料加热
蒸发，使其原子或分子从表面气化逸出形成蒸气，入射到固体衬底或基片的表面 凝结成膜。蒸镀主要包括三个基本过程 ① 加热蒸发过程，包括由固态或液态转变为气态的相变过程。 ② 气化原子或分子从蒸发源射到基片的的过程，即这些粒子在环境气氛中的 飞行过程。 ③ 蒸发原子或分子在基片表面上的沉积过程，包括蒸气凝聚、成核、核生长
参考文献
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[1] 邵作叶，郑喜凤，陈宇．平板显示器中的OLED[J]．液晶与显示，2005，20（1）：5～56 [2] 黄春辉，李富有，黄 维．有机电致发光材料与器件导论[M]．上海：复旦大学出版社， 2005,48～5 [3] 邱勇．有机发光显示器件前途无量［J］．世界电子元器件，2001，11：42～43 [4] M.Ullrich,B.Peter.The electroluminescence of organic materials.[J].J.Mater Chem,2000,10(7):1471~150 [5]刘善鹏,.利用缓变结提高蓝色有机发光二极管寿命[J].光学学报,2007,27(9):1687~1690 [6] 连加荣,周翔.利用LiF空穴阻挡/激子限制层提高有机电致发光器件效率[J].光学学 报,2010,30(5):1469~1472 [7] 熊志勇,李宏建,王俊西等.可弯曲式有机电致发光器件的出光率[J].光学学 报,2009,29(10):2885~289 [8] Guenther,R.S.Kumar,F.Zhu et al..Building blocks for ultra thin,flexible organic electroluminescent device[C].PIE,2002,4464:23~33 [9] 尹礼宁,郭 玲.新型工程塑料PET及开发应用[J].工程塑料应用,1998,26(12):21~2 [10] 李会录,马佳宁,马学军.有机电致发光显示技术[J].现代显示,2003,37(3):10~15 [11] 杨利营,印寿根,华玉林等.柔性显示器件的衬底材料及封装技术[J].功能材料,2006,1(37):10~13 [12] 李军建.一种柔性有机电致发光器件的封装结构及其封装方法[P].中国专利.CN 101937974A [13] 曾 明,丁金星,袁晓东.提高稳频He-Ne激光器输出功率的研究[J].光学学报,1996,6(1):28~3
膜封装是两种或几种聚合物薄膜叠加起来，各种聚合物薄膜优势互补，
形成一个致密的多层薄膜堆叠的封装层，这样很好地改善了封装的气
密性，提高了器件对水汽、氧气的阻隔能力。
无机/有机复合薄膜封装技术
有机-无机薄膜封装就是常说的 Barix 技术封装。这种封装技术用其独特
的成膜技术形成一层有机薄膜，然后在有机薄膜上沉积一层无机薄膜组成一个 Barix 封装单元，再重复堆叠多个封装单元形成一个多层聚合物和无机层的组 合，以提高封装的气密性。由于聚合物层具有很好的成膜性、均匀性和表面平 整度，但对水汽和氧气的阻隔效果欠佳，而无机薄膜层对水汽和氧气具有很好 阻隔作用但成膜性和平整度欠佳，让两者交替成膜堆叠形成一个互补的水汽和 氧气隔离单元，而且薄膜封装层的总厚度仅为 3 mm，满足器件超薄超轻的要
和形成连续薄膜等阶段。
OLED器件寿命提高研究
OLED器件封装
• 对OLED的封装主要是将发光器件与外界环境隔离，以 防水份、有害气体(氧气等)、尘埃及射线的侵入并防止外 力损伤，稳定器件的各项参数，进而提高OLED的使用寿 命。目前，关于OLED的封装技术已有大量文献和专利报 道。下面分别从传统封装、薄膜封装的角度来讨论OLED 封装技术的研究现状。
目录
• 1、OLED器件机构及发光原理
• 2、OLED制备流程
• 3、OLED器件封装
发展史
• • • • • • 上世纪 60 年代，有机电致发光现象就收到了人们的注意。 1987年C.W.Tang和VanSlyke报道了器件高亮度，高效率和低驱动电压等优点引起了 人们的高度关注。 1990年，英国剑桥大学Friend等人以聚对苯乙烯(PPV)为发光层材料制成了聚合物电 致发光器件，开辟了聚合物薄膜电致发光器件(PLED)的新技术时代。 1996年，日本Pioneer公司成为第一家量产OLED器件的公司，并将OLED面板搭配于 其所生产的车用音响显示器。 近几年，三星、LG、Sony等国外知名企业投入巨资研发与生产OLED产品。 为在新一代显示技术上取得先机，国内清华大学、华南理工、北京大学、吉林大学、 上海大学、香港城市大学、辽宁科技大学、长春光机所、北京化学所等高校、研究所、 以及北京京东方、上海广电电子、中国普天集团、长春竺宝科技、杭州东方通信等Baidu Nhomakorabea 业也纷纷上马OLED项目。
Thanks
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传统OLED封装技术
传统OLED封装技术是对刚性基板上制作电极和各有机功能层进行的封装，一般是给器件加一个盖板，并附干燥剂， 再通过环氧树脂等密封胶将基板和盖板相结合。这样的封装可在基板和盖板之间形成一个罩子，从而把器件和空气隔开， 因而可有效地防止OLED各功能层以及阴极与空气中的水、氧等成分发生反应。整个封装过程应在充有氮气、氩气等惰性 气体及水汽含量应小于3×10-6的环境中完成。 封装盖板主要分为金属盖板和玻璃盖板，金属盖板既可以阻挡水、氧等成分对器件封装的渗透，又可以使器件坚固， 但其不透光，重量及成本问题也限制了这种封装方法在有机电致发光器件上的应用。而玻璃盖板具有化学稳定性、电绝缘 性和致密性，但机械强度差，易产生微裂纹。传统的OLDE封装技术虽然有效，但很笨拙，而且成本高，因此，OLED采 用这些机械部件来封装，很难在价位上与LCD进行竞争。
无机薄膜封装技术
无机薄膜一般都是陶瓷膜，虽然成膜性、平整度和均匀性不是很好，但是对
水汽、氧气的阻隔性非常好。无机薄膜材料的选取一般是透明的氧化物、氟化物和氮化硅 系列。无机-无机的薄膜封装方法是采用两种或多种不同的无机薄膜封装材料逐一成膜形成
堆叠组成一个单元，再连续沉积数个这样的单元，共同组成OLED 的薄膜封装层。
黄卫
东等人在50℃下通过沉积氮化硅薄膜，获得了良好防水性能的氮化硅薄膜，用于封装 OLED，其使用寿命较封装前提高了两个数量级。目前，无机薄膜封装效果还不能达到 OLED器件的封装要求。
有机薄膜封装技术
有机薄膜一般选取聚合物薄膜，因为聚合物的成膜性好、表面致
密不易形成针孔，但是对水汽、氧气的阻隔效果欠佳。有机-有机薄
图1-4传统的OLED封装
传统封装工艺流程
OLED的薄膜封装技术
薄膜封装不再使用金属或玻璃盖板、密封胶和干燥剂， 故可带来以下优点： (1)显示器的重量和厚度可减至一半； (2)用薄膜湿气隔离层来替代机械封装件，可大大降低成 本； (3)如果薄膜封装材料为透明材料，OLED制造商完全可 以撇弃光被TFT晶体管阻挡的底部发光方式，而采用顶部发 光方式，从而有效地提高发光效率和分辨率； (4)薄膜封装可为柔性显示技术带来突破性的进展。 薄膜封装按封装材料可分为无机薄膜封装、有机薄膜 封装、无机/有机复合薄膜封装等。
求。经过测量该薄膜封装层对水汽的渗透率约为 10-6g/m2/day，对氧气的渗透
率约为 10-5cm3/m2/day，满足 OLED 器件对水汽和氧气渗透率的要求。
小结
• OLED显示技术被认为是最具发展前景的第三代显 示技术，是最有可能实现柔性显示的技术之一。目前，在 国内,OLED产业蓬勃发展，除原材料、设备配套需跟上外， OLED的发光效率、大尺寸化、新型封装等技术还需突破。 综合分析OLED封装材料和技术的研究现状，应用研究应 走在前列，而对降低器件制造成本，开发新型封装材料及 封装工艺，以取代传统的机械式封装，取得与TFT-LCD、 PDP在成本上相抗衡的优势，也还有许多工作要做。