摘要：

作为一项蕴含着巨大财富的新型科学技术,有机电致发光现象早在上个世纪60年代,即被人们发现.与其他发光技术相比,有机电致发光器件(Organic Light Emitting Devices,OLED_s)具有可塑性高,色彩丰富,效率高,环境友好等优点,使得OLED_s在显示和照明领域都有着广泛的应用前景.1992年诺贝尔奖获得者A.Heeger首次使用塑料作为衬底制备可弯曲的柔性OLED器件(Flexible Organic Light Emitting Device, FOLED),将其最为诱人的一面展现在世人面前.技术总会向着人类友好的方向发展,伴随着柔性及透明显示技术的发展,可以想象,不久的将来显示器可以像印刷报纸一样的roll-to-roll高效制备,而且更加轻薄便携;然而FOLED存在封装问题,空气中的水氧对其产生致命的威胁:日本学者C. Adachi报道了对于没有进行封装保护的OLED_s器件在大气环境下工作,其发光强度在150分钟内下降99%.其中,氧气的破坏作用主要表现在使发光层材料氧化变质生成羟基化合物;水汽的主要破坏方式是与金属电极反应使器件电极稳定性下降.因此,OLED必须进行有效封装以阻隔水氧.为了使OLED_s达到实用要求,即寿命大于10000小时,器件封装的水汽渗透率(WVTR: Water Vapor Transmission Rate)要小于1x10~(-6)g/m~2/day,氧气的渗透率(OTR:Oxygen Transmission Rate)要小于1x10~(-3)cm~2/m~2/day.虽然传统的盖板封装方法可以达到这一指标,但盖板是不可弯曲的玻璃或金属壳,因而无法在FOLED的封装中使用.改进方法是利用环氧树脂在柔性衬底上粘合柔性盖板,以阻挡水气和氧气.然而环氧树脂固化交联后形成的三维立体网状结构易产生较大的内应力使环氧树脂变脆易开裂,导致密封性能下降.相对于刚性的器件,柔性器件应该能够经受弯曲,拉伸,收缩等外力的作用,因此如何避免FOLED封装后的机械性能问题,成为FOLED亟待解决的关键技术之一.近年来,FOLED的封装技术研究集中在薄膜包覆领域,利用薄膜形成阻隔水氧进入器件的阻隔层这种方法使FOLED器件更轻薄,寿命更长,机械性能更优异,是FOLED器件封装未来的发展方向. 本论文主要采用不同的封装技术,封装材料,封装结构对薄膜封装进行研究.在不影响有机器件性能的前提下,大大延长有机发光的使用寿命. 本论文的主要内容包括: ⑴首先,对OLED_s的基本结构,发光材料,工作原理,性能参数,失效机制和面临的问题等方面进行了介绍. ⑵其次,根据钙电学测试原理自行设计搭建了测试系统,通过编制好的软件可以得到钙膜电导率的变化曲线,再根据公式计算出薄膜的水氧透过率(WVTR)值. ⑶再次,归纳了现今OLED_s的几种封装方法,封装技术,封装结构,通过对比分析,选择了有机无机叠层封装结构来作为薄膜的封装结构,PDMS,光交联聚合物,Alq_3,ZrO_2,Al_2O_3作为薄膜封装材料,原子层沉积技术,旋涂作为薄膜沉积技术,来完成封装薄膜的制备.设计了有机-无机叠层薄膜封装结构,将不同的封装材料相结合,先后制作了光交联聚合物NOA63-ZrO_2叠层封装薄膜,Alq_3-Al_2O_3叠层封装结构,并测得了不同结构薄膜的水氧透过率.NOA63-ZrO_2叠层封装薄膜的最低的水氧透过率低达9.0×10~(-5)g/m~2/day,更轻薄的Alq_3-Al_2O_3叠层薄膜封装结构的水氧透过率低达8.1×10~(-4)g/m~2/day. ⑷最后将封装层应用于有机发光二极管,并测试亮度衰减曲线,测量得到有机器件的半寿命.

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