制作OLED的新型材料

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?gòu)S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(kāi)發(fā)出對(duì)角線尺寸為２５～３３ｃｍ

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(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(guó)ＥａｓｔｍａｎＨｏｄａｋ公司也開(kāi)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(kāi)發(fā)是研制高性能ＯＬＥＤ的基礎(chǔ)。最近開(kāi)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(lái)，英國(guó)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(yáng)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(guò)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(shù)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

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)椋桑裕媳∧ぞ哂懈邔?dǎo)電率和可見(jiàn)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(kāi)發(fā)出ＡＺＯ薄膜。

2.1 AZO薄膜的制作

目前開(kāi)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(guò)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?BR>
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(lèi)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(guò)的基底；③在清洗過(guò)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(lèi)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(yǔ)

ＯＬＥＤ雖然問(wèn)世不長(zhǎng)，但發(fā)展速度很快。荷蘭飛利浦公司已開(kāi)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(guò)來(lái)促進(jìn)了人們對(duì)它的深入研究與開(kāi)發(fā)，促使更多更好的ＯＬＥＤ制作材料問(wèn)世。這樣，更高性能ＯＬＥＤ乃至ＯＬＥＤ屏可卷曲電視的問(wèn)世并實(shí)現(xiàn)商品化生產(chǎn)也是可以預(yù)期的。