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制作OLED的新型材料

編輯:zengcong 2010-12-22 09:55:59 瀏覽:1997  來源:

  有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)是一種自身發(fā)光的固體材料。以OLED制作的顯示器除具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、質(zhì)量輕、厚度薄等優(yōu)點(diǎn)外,還有LCD和PDP所不具備的柔軟和耐低溫等特性,因而有不少廠商在研制OLED產(chǎn)品。例如,日本三洋公司研究OLED產(chǎn)品的性能已接近薄膜晶體管LCD(TFT-LCD)器件的水平。索尼公司已開發(fā)出對(duì)角線尺寸為25~33cm

 ?。希蹋牛娘@示板,分辨率達(dá)到800×600像素,亮度為300cd/m2,并且具有寬視角、高對(duì)比度及快速響應(yīng)的性能。先鋒公司和夏普公司已計(jì)劃聯(lián)合生產(chǎn)OLED產(chǎn)品。美國Eastman Hodak公司也開發(fā)出對(duì)角線分別為14和6cm,視角為160°和80O°的OLED顯示板,分辨率達(dá)到VAG級(jí)。

           

  OLED技術(shù)與產(chǎn)品的發(fā)展在很大程度上取決于制作材料的性能,新材料的開發(fā)是研制高性能OLED的基礎(chǔ)。最近開發(fā)出引人注目的新型多聚物系統(tǒng)和透明導(dǎo)電膜。

  1 新型多聚物材料                 

  用于OLED的多聚物材料為發(fā)光多聚物(LEP)。對(duì)于OLED用LEP材料的主要技術(shù)要求:在低電壓下具有較高亮度和光效,較長(zhǎng)的使用壽命以及穩(wěn)定的電壓-時(shí)間特性。這樣能夠使OLED以低電壓驅(qū)動(dòng),降低成本和功耗。                  

  近年來,英國劍橋顯示技術(shù)(CDT)公司研制出一種滿足這種技術(shù)要求的CDT黃001的OLED材料,其色座標(biāo)為(0.45,0.54)。涂有CDT黃001材料的OLED工藝流程為:①在玻璃基底上制作半透明氧化銦錫(ITO)陽極;②清洗基底,以氧等離子體處理基底,確保空穴轉(zhuǎn)移層的濕化;③在基底上沉積含水空穴轉(zhuǎn)移層,該層的最佳厚度為50nm;④對(duì)空穴轉(zhuǎn)移層進(jìn)行干燥;⑤以旋涂法在完成上述各步的基底上涂CDT黃001材料;⑥通過真空負(fù)載固定,將基底移入可移動(dòng)套箱?⑦蒸鍍法制作鈣陰極,制作環(huán)境壓強(qiáng)為8×10-7Pa;③在以上基礎(chǔ)上蒸鋁,以減少陰極電阻,保護(hù)鈣層;⑨以環(huán)氧樹脂將完成前述各步的器件密封。                  

  CDT公司對(duì)其所制作的OLED進(jìn)行了測(cè)量。圖1是作為驅(qū)動(dòng)電壓函數(shù)的OLED電流密度(實(shí)線)與亮度(虛線)特性曲線,表1是該公司OLED產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)電壓與亮度值。圖2是該產(chǎn)品作為偏壓函數(shù)的光效。從圖2可看出,在2.2~4.5V范圍內(nèi),光效變化相對(duì)平緩;而在較高電壓下,光效衰減較為顯著。圖3是CDT公司OLED的壽命特性曲線,它是在80℃溫度下,以恒定電流驅(qū)動(dòng)OLED得到的結(jié)果。器件的初始亮度為100cd/m2;在驅(qū)動(dòng)電壓為2.05V?jǐn)?shù)小時(shí)后,亮度衰減為85cd/m2,亮度降為初始值一半約需900h,反映出該產(chǎn)品在高溫下保持良好壽命與電壓穩(wěn)定性,是較為理想的有源矩陣OLED材料,這種OLED發(fā)黃色光。

  2 氧化鋁鋅(AZO)透明導(dǎo)電薄膜                      

 ?。希蹋牛牡幕窘Y(jié)構(gòu)為夾層式,即在兩電極間注入一層或多層有機(jī)材料膜層。OLED上有一層透明導(dǎo)電薄膜電極層。在許多平板顯示器件中,通常以氧化銦錫(ITO)作為透明薄膜。因?yàn)椋桑裕媳∧ぞ哂懈邔?dǎo)電率和可見光透射性,并有足夠的空穴注入高逸出功。但是ITO薄膜與易彎曲的多聚物基底匹配不如與玻璃的匹配。若以玻璃為基底制作OLED就會(huì)使其失去易彎曲及重量輕的優(yōu)點(diǎn),為此新近開發(fā)出AZO薄膜。

  2.1 AZO薄膜的制作

  目前開發(fā)的AZO膜制作方法主要有反應(yīng)蒸鍍法與射頻(rf)濺射法兩種。

           

  反應(yīng)蒸鍍法中,蒸鍍室內(nèi)的氧分壓范圍為4×10-3~4×10-2Pa,被蒸鍍的基底是經(jīng)過超聲波清洗的玻璃或聚合物材料?;妆恢糜谡翦?cè)吹纳戏?,并在蒸鍍前加熱到理想的溫度?nbsp;                     

  射頻濺射法是以燒結(jié)的磁靶為濺射源,其成分為含3%Al2O3(質(zhì)量)的ZnO材料,靶與基底的間距為4cm,濺射使用的介質(zhì)氣體為壓強(qiáng)1Pa的氬,濺射功率為100W。

  上述兩種方法制取AZO薄膜的工藝流程類似于ITO薄膜的制備,在此不再贅述。

  2.2 制作具有AZO薄膜的OLED

           

  制?。希蹋牛乃冒l(fā)射材料為有機(jī)共軛多聚物1.4-苯乙烯(PPV)、多聚物n-乙烯基氮雜茍(PVK)和三聚(8羥基喹啉)鋁(Alq3),制作具有AZO膜和PPV材料的OLED的程序?yàn)椋孩賹?duì)制有AZO膜的玻璃或塑料基底進(jìn)行刻蝕;③清洗刻蝕過的基底;③在清洗過基底的AZO層上以旋涂法涂敷PPV材料;④在lx10-3Pa的真空條件下,以250℃溫度對(duì)完成上述步驟的OLED加熱3h,進(jìn)行老煉。                    

  以PVK及Alq3材料制備具有AZO薄膜的OLED主要工藝步驟:①在l×10-3Pa的真空條件下,以熱蒸鍍法制備Alq3粉;②將Alq3粉壓制成塊;③以旋涂法在制有AZO膜的基底上涂敷PVK層;④濺射Alq3層;⑤在l×10-3Pa下蒸鋁。

  2.3具有AZO薄膜的OLED性能

           

  對(duì)具有Al/Alq3/PVK/AZO結(jié)構(gòu)的兩種OLED進(jìn)行了性能測(cè)量。為了便于比較,還測(cè)量了Al/Aq2/PVK/ITO結(jié)構(gòu)的OLED的性能。在上述被測(cè)OLED中,有機(jī)材料層的厚度范圍為80~120nm,鋁層厚度約為200nm。                   

  

  從測(cè)量結(jié)果可知,具有AZO薄膜的OLED性能與具有ITO薄膜的類似,故AZO薄膜能替代ITO薄膜,從而制出可卷曲的平板顯示器件OLED。

  3.結(jié)束語                   

 ?。希蹋牛碾m然問世不長(zhǎng),但發(fā)展速度很快。荷蘭飛利浦公司已開發(fā)出了使用壽命在2000h以上的紅橙光OLED和光效為16lm/W的綠光OLED。OLED技術(shù)的進(jìn)步又反過來促進(jìn)了人們對(duì)它的深入研究與開發(fā),促使更多更好的OLED制作材料問世。這樣,更高性能OLED乃至OLED屏可卷曲電視的問世并實(shí)現(xiàn)商品化生產(chǎn)也是可以預(yù)期的。s

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