有机发光器件_OLED_封装技术的研究现状分析

有机发光器件（OLED）封装技术的

研究现状分析

王振国1，高健1，赵伟明2，谭国良2

（1.广东工业大学机电工程学院，广东广州510006；2.东莞宏威数码机械有限公司，广东东莞523656）

摘要：有机发光器件（OLED）诞生至今，封装方式一直是提高其寿命和稳定性的重要因素之一，

也是当前研究的热点。从最初的后盖式封装发展到现在的薄膜封装，其寿命和稳定性也随之提高，

人们幻想的柔性显示也成为了现实。新的有效封装方法的出现使有机发光器件从实验室走进了人

们的日常生活，并有望成为下一代显示器的主流。文章重点介绍了当今主要的封装技术和方法，提

出了结合传统后盖式封装和薄膜封装的混合封装方法。

关键词：有机发光器件；后盖封装；薄膜封装；混合封装

中图分类号：TN383文献标识码：B

The Analysis about Encapsulating Technology of OLED

WANG Zhen-guo1,GAO Jian1,ZHAO Wei-ming2,TAN Guo-liang2

(1.College of Mechanical and Electronical Engineering,Guangdong University of

Technology,Guangzhou Guangdong510006,China;2.Dongguan Anwell Digital

Machinery Co.,Ltd.,Dongguan Guangdong523656,China)

Abstract:Since the birth of organic light emitting device encapsulation has been one of the

important factors to their life and stability,but also a research focus.From the back cover of

the first type of encapsulation developed to thin film encapsulation,their life and stability are

improved,thus people's fantasy about flexible display become a reality.The emergence of

new and effective method of encapsulating of organic light emitting device push it from the

lab into people's daily lives,and is expected to become the mainstream of next-generation

display.This article focuses on today's encapsulating technology and methods of OLED,and

proposed combining back cover encapsulation of traditional styles and thin film encapsulation,

named hybrid encapsulation.

Keywords:organic light-emitting devices;back cover package;thin film encapsulation;hybrid

encapsulation

文章编号：1006-6268（2011）01/02-0027-05

收稿日期：2010-11-21技术交流

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Jan-Feb.2011，总第120-121期现代显示Advanced Display

引言

1963年，M.Pope等人在10～20mm厚的单晶蒽晶体二端通电，观察到发光现象，但其驱动电压却必须高达400V以上才能发出微弱的蓝光[1]。1987年，柯达（Kodak）实验室的C.W.Tang等人利用真空蒸镀技术做出多层结构的有机发光器件，在低于10V的驱动电压下大幅提升了发光效率[2]。自此有机发光二极管的研究发展也随着其发光亮度而大放光明。1990年，英国剑桥大学卡文迪许实验室的Burroughes等人[3]首次在Nature杂志上报道了聚苯乙烯撑（PPV）的电致发光。聚合物发光器件的出现及其发展标志着有机发光器件的研究进入了一个新的阶段。有机发光领域中另一个开创性的工作是1998年M.A. Baldo等人研制出有机磷光发光器件[4]，磷光器件的出现使有机发光器件的效率达到100%有了理论上的依据，开创了OLED的新时代。

资讯时代来临，显示器在人类视觉感官与电子机械所扮演的界面功能越来越重要，传统的CRT（阴极射线管）显示技术已无法满足市场需求，轻薄省电、高画质的平面显示器将成为未来显示器的市场主流，而其中PLED（聚合物有机发光器件）、OLED 被视为FDP（平板显示器）未来的明星产品。作为新一代的显示器件，OLED有着传统显示器不可比拟的优势，如自发光、不需要背光源、可实现超薄显示和柔性显示、驱动电压低、省电、反应速度快等等。

尽管众多科研机构和公司投入巨资致力于有机电致发光器件的研发或生产，但是作为一种集众多优点于一身的新兴技术，仍然有一些关键的问题没有得到很好的解决。OLED寿命的缩短主要是由于吸附了空气中的氧气和湿气，通过封装工艺把有机膜和金属电极保护起来，免受外界空气的影响，最终能达到延长器件寿命的目的，因此封装工艺对器件寿命的影响很大。

自1987年C.W.Tang[5]报道了高效的绿光OLED 器件以来，有机EL器件失效现象就一直困扰着C. W.Tang。为了揭示OLED器件失效的内在因素，日本森等人[6]做了OLED器件在不同环境下的寿命实验，初步得出了空气中的氧气、水汽等是影响器件寿命的重要因素。随后，Do等人[7]采用多种实时的分析手段，对OLED工作失效过程进行了全面细致的观察和研究，进一步证实了空气中的水、氧会造成OLED器件中有机材料性能的变坏。尽管人们对OLED的失效机理还不完全清楚，但有许多研究结果表明，OLED器件内部水汽的存在是影响OLED 寿命的主要因素。因此，研究有机电致发光器件的封装，对于提高器件效率、延长器件寿命具有重要的意义（如表1所示）。

1有机发光器件的若干封装方式

1.1传统后盖式封装

传统的OLED封装技术是在水、氧含量低于1ppm的手套箱中完成的。将制作好的OLED基板由手套箱内的线形机械手经由OLED系统的装载室传入手套箱内，然后将后盖板从装载室由OLED系统中的机械手送到等离子体处理腔体进行等离子体处理，以便在后盖板的表面形成活化的表面，以利于UV胶在其表面有很好的浸润性。后盖板由调整好程序的自动涂胶机完成UV胶的涂敷，将制作好的OLED基板与涂好UV胶的后盖板对准，依次放进一个封装夹具并压到一块，经过UV曝光以后就形成了一个与大气环境隔开的壁障，该壁障能有效防止空气中的水、氧进入OLED器件内部，避免了与之发生反应。通常传统的封装盖板用两种：玻璃盖板和金属盖板。在封装过程中，一般还采用专门制作的干燥剂（固态与液态方式，现在大多用薄膜干燥剂）来吸收可能残留的水分或OLED器件工作时产生的水汽。值得注意的是，金属封装要严格防止器件的短路问题。传统的封装工艺过程如图1所示。传统后盖式封装方式的优点是：热传导性好、电屏蔽性好、水分子阻隔能力强、化学稳定、抗氧化、电绝缘、致密；不足是：易发生翘曲变形（金属后盖）、易产生微裂纹及扩展（金属后盖）、易脆(玻璃后盖)。传统封装四周要用UV胶粘合，UV胶固化后稀松多孔，水汽和氧较容易从中通过。而内置吸湿剂，吸水后膨胀易导致OLED变形，从而导致器件进一步被损坏。

表1提高OLED器件寿命的方法预期增益对比

方法预期寿命增加干燥无氧的制程环境 1.1～1.5倍

有效的封装可达20倍

更稳定的发光材料 1.5～10倍

光物理与光化学老化机制的了解与控制3倍

电极与异质界面化学性质的了解与控制<1.5倍

反馈控制、补偿控制 1.5～5倍

技

术

交

流

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