制作OLED的新型材料

有機發(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構堅固、質量輕、厚度薄等優(yōu)點外，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產品。例如，日本三洋公司研究ＯＬＥＤ產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)出對角線尺寸為２５～３３ｃｍ

ＯＬＥＤ顯示板，分辨率達到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的性能。先鋒公司和夏普公司已計劃聯(lián)合生產ＯＬＥＤ產品。美國ＥａｓｔｍａｎＨｏｄａｋ公司也開發(fā)出對角線分別為１４和６ｃｍ，視角為１６０°和８０Ｏ°的ＯＬＥＤ顯示板，分辨率達到ＶＡＧ級。

ＯＬＥＤ技術與產品的發(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。最近開發(fā)出引人注目的新型多聚物系統(tǒng)和透明導電膜。

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以低電壓驅動，降低成本和功耗。

近年來，英國劍橋顯示技術（ＣＤＴ）公司研制出一種滿足這種技術要求的ＣＤＴ黃００１的ＯＬＥＤ材料，其色座標為（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?？昭ㄞD移層的濕化；③在基底上沉積含水空穴轉移層，該層的最佳厚度為５０ｎｍ；④對空穴轉移層進行干燥；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)境壓強為８×１０－７Ｐａ；③在以上基礎上蒸鋁，以減少陰極電阻，保護鈣層；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進行了測量。圖１是作為驅動電壓函數的ＯＬＥＤ電流密度（實線）與亮度（虛線）特性曲線，表１是該公司ＯＬＥＤ產品的驅動電壓與亮度值。圖２是該產品作為偏壓函數的光效。從圖２可看出，在２．２～４．５Ｖ范圍內，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，以恒定電流驅動ＯＬＥＤ得到的結果。器件的初始亮度為１００ｃｄ／ｍ２；在驅動電壓為２．０５Ｖ數小時后，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）透明導電薄膜

ＯＬＥＤ的基本結構為夾層式，即在兩電極間注入一層或多層有機材料膜層。ＯＬＥＤ上有一層透明導電薄膜電極層。在許多平板顯示器件中，通常以氧化銦錫（ＩＴＯ）作為透明薄膜。因為ＩＴＯ薄膜具有高導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，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蒸鍍法與射頻（ｒｆ）濺射法兩種。

反應蒸鍍法中，蒸鍍室內的氧分壓范圍為４×１０－３～４×１０－２Ｐａ，被蒸鍍的基底是經過超聲波清洗的玻璃或聚合物材料。基底被置于蒸鍍源的上方，并在蒸鍍前加熱到理想的溫度。

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

上述兩種方法制?。粒冢媳∧さ墓に嚵鞒填愃朴冢桑裕媳∧さ闹苽?，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的程序為：①對制有ＡＺＯ膜的玻璃或塑料基底進行刻蝕；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結構的兩種ＯＬＥＤ進行了性能測量。為了便于比較，還測量了Ａｌ／Ａｑ２／ＰＶＫ／ＩＴＯ結構的ＯＬＥＤ的性能。在上述被測ＯＬＥＤ中，有機材料層的厚度范圍為８０～１２０ｎｍ，鋁層厚度約為２００ｎｍ。

從測量結果可知，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.結束語

ＯＬＥＤ雖然問世不長，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技術的進步又反過來促進了人們對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現(xiàn)商品化生產也是可以預期的。