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OLED封装技术进展

期刊:激光与光电子学进展DOI:10.3788/lop48.092302

本文由梁宁和李军建撰写,发表于2011年的《激光与光电子学进展》期刊。梁宁和李军建均来自电子科技大学光电信息学院,位于四川成都。本文主要探讨了有机电致发光器件(OLED)的封装技术进展,特别是柔性有机电致发光二极管(FOLED)的封装技术。

学术背景

有机电致发光器件(OLED)因其全固态、主动发光、高对比度、超薄、低成本、低功耗等优点,在显示领域具有广阔的应用前景。OLED的最大优势在于能够实现柔性显示,即柔性有机电致发光二极管(FOLED)。然而,OLED材料对水蒸气和氧气极为敏感,这些气体渗透进入器件内部会严重影响OLED的寿命。因此,封装技术对OLED器件的寿命和稳定性至关重要。本文旨在总结现有的FOLED衬底材料和封装方法,分析其优缺点,并介绍最新的柔性衬底选择和新型封装方法的研究进展。

研究内容

本文首先介绍了OLED器件的基本发光原理和结构。OLED器件通过正负载流子注入有机半导体薄膜后复合产生发光。器件的基本结构包括单层、双层、三层和多层结构,每种结构都有其特定的优点和局限性。

1. OLED器件的发光原理及基本结构

OLED器件的基本原理是通过正负载流子注入有机半导体薄膜后复合产生发光。发光过程大致如下: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。

2. OLED器件的基本结构

OLED器件采用夹层式结构,将有机层夹在两侧的电极之间,分别从阳极和阴极注入空穴和电子,并在有机层中传输,相遇形成激子,激子复合发光。OLED器件的电极一般都是透明的,阳极一般采用高功函数的透明金属、透明的导电聚合物或者ITO导电玻璃。因为ITO在可见光波长范围内的透射率在80%以上,因此ITO是最常用的阳极材料。为了提高电子注入效率,选用功函数尽可能低的材料做阴极,一般都采用低功函数的金属做阴极材料。

3. FOLED衬底材料的选择

FOLED器件的衬底材料选择对其性能至关重要。目前常用的衬底材料包括聚合物材料、金属箔片、超薄玻璃以及在聚合物上覆盖单层无机薄膜或多层有机/无机薄膜。每种材料都有其优缺点,例如聚合物材料柔韧性好但阻隔水蒸气和氧气的能力差,金属箔片耐受温度高但不透光,超薄玻璃通透性好但易碎。

4. 封装技术的发展

封装技术是提高FOLED器件寿命和稳定性的关键。本文介绍了四种常见的封装技术:以玻璃为基底、玻璃或金属为盖板的封装技术;单层薄膜封装技术;多层薄膜封装技术;以及以有机物和无机物交替的BARIX薄膜封装技术。每种技术都有其优缺点,例如单层薄膜封装技术对水蒸气和氧气的阻隔性能较好,但器件寿命仍不能满足商业化需求。

5. 新型柔性封装技术

李军建提出了一种新型的柔性有机发光二极管的封装结构和封装方法。该方法以柔性和透明的云母单晶薄片为基板,以低熔点的铟或铟合金对盖板和基板进行封接。云母具有较高的透光率、耐受温度高、化学稳定性好、机械强度高等优点,铟及铟合金对水蒸气和氧气的渗透率很低,熔点低,可塑性好,适合用于柔性封装。

主要结果

本文详细分析了现有FOLED衬底材料和封装技术的优缺点,并提出了新型的柔性封装技术。通过对比不同材料和技术的性能,本文指出云母衬底和铟封接技术在提高FOLED器件寿命和稳定性方面具有显著优势。

结论

FOLED器件的商业化对器件的寿命有严格的要求。目前,FOLED器件所选用的衬底和封装技术对水蒸气和氧气的阻隔能力有一定的局限性。尺寸稳定性、耐受温度等方面的问题都严重影响着器件的寿命。因此,要制作长寿命的、具有较好器件性能的FOLED器件,必须寻找新的更适合做FOLED衬底的材料以及新的封装方法来研制新型的FOLED器件。

研究亮点

本文的亮点在于: 1. 详细总结了现有FOLED衬底材料和封装技术的优缺点,为后续研究提供了重要参考。 2. 提出了新型的柔性封装技术,即云母衬底和铟封接技术,该技术在提高FOLED器件寿命和稳定性方面具有显著优势。 3. 本文的研究为FOLED器件的商业化应用提供了新的思路和方法。

研究价值

本文的研究具有重要的科学价值和应用价值。科学价值在于提出了新型的柔性封装技术,为FOLED器件的寿命和稳定性提供了新的解决方案。应用价值在于该技术有望推动FOLED器件的商业化进程,促进柔性显示技术的发展。

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