有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)是一種自身發(fā)光的固體材料。OLED顯示板,分辨率達(dá)到800×600像素,亮度為300cd/m2,并且具有寬視角、高對比度及快速響應(yīng)的性能?! ?/p>
??????? 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,較長的使用壽命以及穩(wěn)定的電壓-時間特性。這樣能夠使OLED以低電壓驅(qū)動,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公司對其所制作的OLED進(jìn)行了測量。圖1是作為驅(qū)動電壓函數(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OLED得到的結(jié)果。器件的初始亮度為100cd/m2;在驅(qū)動電壓為2.05V數(shù)小時后,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
OLED的基本結(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)镮TO薄膜具有高導(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?;妆恢糜谡翦冊吹纳戏?,并在蒸鍍前加熱到理想的溫度。
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
制取OLED所用發(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χ朴蠥ZO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
對具有Al/Alq3/PVK/AZO結(jié)構(gòu)的兩種OLED進(jìn)行了性能測量。為了便于比較,還測量了Al/Aq2/PVK/ITO結(jié)構(gòu)的OLED的性能。在上述被測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
OLED雖然問世不長,但發(fā)展速度很快。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。