OLED技术及柔性OLED性能、缺陷的研究[2]

　　4.2 FOLED存在的问题

　　选择柔性衬底作为OLED的基板时，由于衬底本身的性质，给器件和制作过程带来了很多问题。

　　(1)平整性较差：通常柔性衬底的平整性要比玻璃衬底差，这不符合表面要求。大部分淀积技术是共形的，制备的薄膜会复制衬底的表面形态，使得衬底以上的各层都凹凸不平。这会造成器件的短路，引起器件损坏;

　　(2)熔点低：柔性衬底的熔点很低，而OLED基板的工艺温度却很高，所以，在制作过程中柔性衬底会变形甚至熔化[4]。即使温度较低的环境中，柔性衬底尺寸也不稳定，这给多层结构的OLED制作在精确地整齐排列上带来了很大的困难;

　　(3)寿命短：OLED对水蒸汽和氧气都比较敏感，而大部分柔性衬底的水、氧透过率均比较高(表1[5]为几种常见的柔性衬底材料每天对水、氧的渗透速率)。当水汽和氧气进入到器件内部时，会影响阴极与发光层之间的粘附性、使有机膜层内发生化学反应。这些都会导致器件的光电特性急剧衰退，造成器件迅速老化、失效。与玻璃衬底相比，塑料衬底对水汽和氧气的隔离及对器件防老化的保护作用都不够理想，无法满足显示器连续工作超过10，000小时的寿命要求;

　　(4)ITO薄膜易脱落：为了配合熔点低的柔性衬底，只能在低温下淀积ITO导电薄膜，制成的ITO导电薄膜电阻率高、透明度差，与柔性衬底之间的粘附性不好，在弯曲时易折裂，造成器件失效[6]。由于常用的柔性衬底PET与ITO的热膨胀系数相反，在温度变化时，一个收缩，另一个则膨胀，因此ITO薄膜比较容易脱落重。另外，在工作过程中，也会因为器件发热而导致ITO导电薄膜脱落。

　　4.3 提高FOLED器件的使用寿命

　　影响FOLED使用寿命的主要原因是衬底的水、氧透过率太高。因此，重点在于如何解决水、氧的渗透：

　　(1)在柔性衬底上淀积一层防止气体向塑料衬底内扩散的致密的介电材料，此介电层要无针孔、无晶粒边界缺陷;

　　(2)为器件加上一个柔性聚合物盖板，在基板和盖板上制作阻挡层用以阻挡水、氧的渗透;(3)采用金属箔作为FOLED的衬底，箔的水汽透过率低，而且可承受高温制作工艺，这种FOLED通常为上发光型OLED;

　　(4)将显示器密封在干燥的惰性气体氛围中，也可以将氧化钙、氧化钡等吸附剂加入到显示器的密封壳中除去残留在内部的水和氧气;

　　(5)对柔性衬底和制备好的FOLED器件进行多层膜包覆密封，这也是目前的发展、研究重点，典型代表技术是Barix技术。

　　Barix技术是由环球显示公司、Vitex系统公司以及Battelle公司合作开发的。Barix技术是利用真空镀膜工艺制备有机高密度介电层与无机聚合物交替而成的多层结构，有效地避免了层与层之间的相互影响。聚合物在真空中淀积、交联，形成一种聚丙烯酸酯膜，将有机薄膜沉积在聚合物膜层上，成为阻挡水、氧渗透的屏障。Barix结构的最后一层是ITO层，这一层就可以作为OLED的阳极。此外，这种结构中的聚合物层还能使衬底表面光滑，阻挡层还可根据具体要求将衬底裁剪成任意形状，以满足各种显示器的需要。

　　M.S.Weaver等人描述了一种用于柔性OLED的多层膜阻挡结构。采用175μm厚的PET作为衬底的OLED，其结构为：ITO(160nm)/CuPc(10nm)/α-NPD(30nm)/CPB(30nm)/BAlq(10nm)/Alq3(30nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)，在Al上交替淀积有机和金属薄膜。这样一种FOLED，采用4～5层交替的聚乙烯薄膜和无机氧化物薄膜对其进行封装。而测量结果表明这种器件每天的水汽透过率小于、初始发光亮度为425cd/m2，符合柔性OLED的实用要求[7]。

　　4.4 导电层的改良

　　柔性OLED用ITO导电薄膜作为阳极时，由于热膨胀性能的不同导电层容易断裂。可采用与柔性衬底之间有良好的粘附性、柔韧性更好的导电聚合物(如掺杂导电的PANI/CSA、PE以及DOT/PSS等)代替ITO，这就可以避免导电层的断裂。研究发现采用聚合物导电层的FOLED具有更好的柔性，而且成本也更低。

　　5 OLED的发展趋势

　　目前，OLED技术能够满足实用化的要求，但技术的优势还没有发挥出来，在材料、全色化、大尺寸、柔软显示、封装和生产工艺等方面都还有改进的余地。从长远来看，OLED未来的发展将沿着小尺寸、中尺寸、大尺寸、超大尺寸，单色、多色、彩色，无源、有源硬屏、软屏的方向进行发展，最理想的显示器应该是TFT-AM-OLED。

编辑：Cedar