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基于柔性聚合物衬底具有封装集成特性的OLED器件

杨永强  
【摘要】:有机电致发光器件(Organic Light-Emitting Diode,OLED)由于同时具备全固态、超薄、自发光、高亮度、高对比度、可应用于柔性器件等优异特性,被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术,但OLED的产业化目前还存在着诸多问题,其中器件的空气中稳定性是制约OLED发展的重要瓶颈。本文针对器件空气中稳定性差的问题,提出了采用原子层沉积(Atomic layer deposition,ALD)的方法对器件进行封装,并实现低温条件下利用ALD制备高阻隔性能氧化铝薄膜,优化薄膜沉积参数,提高薄膜成膜质量,缩短制备时间,有效的延长了OLED寿命。 首先介绍了OLED领域的研究背景,从器件的基本结构、材料、发光机理等方面分析了OLED的失效机理以及封装技术的重要性及发展现状,作为本课题的研究基础。 在低温80℃条件下,采用水和三甲基铝(Trinethyluminium, TMA)作为前驱体,通过增加每个反应周期的排空时间(Pumping Gas Time, PGT),实现低温条件下ALD制备氧化铝薄膜。通过钙腐蚀电学测试方法测得低温制备的薄膜的水汽透过率(Water Vapor Transmission Rate, WVTR)可以达到1.5×10-4g/(m2·day),可以有效地提高OLED寿命。 为了进一步提高薄膜的封装性能,采用臭氧作为前驱体在低温条件下制备氧化铝薄膜。通过扫描电子显微镜和原子力显微镜观察得到,利用臭氧制备的氧化铝薄膜的表面更加均匀,有利于薄膜水氧阻隔性能的提高。针对ALD制备速度慢的缺点,对ALD的薄膜沉积参数进行了优化。通过缩短前驱体臭氧和TMA的时间,得到了生长速度更快,气体阻隔性能更好的封装薄膜,水汽透过率可以达到8.7×10-6g/(m2·day)。同时,研究了封装薄膜对顶发射OLED的影响。利用封装薄膜对OLED顶电极的capping layer作用,进一步增加了器件的光取出,提高了器件的光电性能。通过SimOLED软件对器件的透过率等参数进行计算,同样得出了该结论。 最后,我们利用上述研究结果,将其移植到基于柔性聚合物为衬底的OLED,利用ALD制备的高阻隔性能薄膜对可弯曲器件进行封装,器件在保证柔性特征的同时,其空气中稳定性也进一步提高。


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