利用衬底转移法制备柔性有机电致发光器件_FOLED_的初步研究

本文提出一种新型的柔性有机电致发光器件（ 制备方法，即 件生长在应用衬底转移方法制备出来的集成有金属电极的柔性衬底上。具体过程是：首先，将金属电极生长在洁净的玻璃衬底上，然后通过旋涂（ 方法将光交联聚合物均匀地旋涂在带有金属电极的玻璃衬底之上， 再将旋涂过后的衬底放在紫外固化灯下对光交联聚合物进行固化，最后将固化后的光交联聚合物与刚性玻璃衬底进行分离，即可实现金属电极转移到柔性光交联聚合物衬底之上。 这种方法制备出来的柔性衬底，其电极具有平整度较高的特性，利于载流子的注入，提高 件的效率。 对 行薄膜封装提高 件在空气中的稳定性也是本论文研究的主要内容。我们首次提出利用衬底转移的方法，同时将蒸镀的器件电极和利用原子层沉积技术沉积的薄膜封装层一同转移到光交联聚合物形成的衬底薄膜上。这种方法最大限度的利用了光交联聚合物对金属比玻璃对金属有更高粘合性的特点，得到了结构稳定、附着性强的金属电极，并针对光交联聚合物衬底阻隔性能差的特点，实现了对衬底具有较好封装效果的一次封装，再使用钙测试的方法对封装层的水阻隔性能定量分析也证实此封装层具有较好的封装效果， 并且其制备过程有避免对 件的高温和辐射等破坏的作用。 最后，我们使用衬底转移技术制作的柔性带有金属电极的衬底，制作出了一组 件的具体结构是：g(800005并将用柔性衬底制备出的器件和刚性衬底上做的 现柔性器件和刚性器件性能十分接近。 关键词： 底转移、薄膜封装、 录 提要 . I 第一章 绪论 . 1 成电路概述 . 1 成电路（ 业现状 . 1 成电路（ 终端显示 . 1 机电致发光器件的概述 . 2 机电致发光器件（ 发展历史 . 3 机电致发光器件的产业化现状 . 4 机电致发光器件（ 效机理 . 8 性有机电致发光器件（ . 8 性有机电致发光器件（ 优点 . 9 性有机电致发光器件（ 发展 . 9 性有机电致发光器件（ . 12 论文主要工作及研究意义 . 13 第二章 对刚性衬底有机电致发光器件（ 薄膜封装 . 15 传统的封装方法介绍 . 15 新型薄膜封装方法 . 15 子束热蒸镀（ 膜技术 . 16 原子层沉积技术（ 术及其原理 . 18 装薄膜的性能分析 . 21 结 . 22 第三章 新型柔性有机电致发光器件（ 衬底 . 23 新型柔性有机电致发光器件（ 衬底制备 . 23 料的选择 . 24 所需设备的简单介绍 . 27 作流程 . 29 . 31 第四章 新型柔性有机电致发光器件（ 电极形貌及封装层性能 . 32 型柔性有机电子发光器件（ 电极形貌 . 32 子力显微镜下的三维电极形貌 . 32 子力显微镜下的二维电极形貌 . 33 钙测试的方法对封装层性能的探究 . 35 测试的方法 . 36 封装层与无封装的钙测试水氧透过性 . 37 结 . 38 第五章 不同衬底上的有机电致发光器件 . 39 同衬底上的有机电致发光器件的结构 . 39 同衬底上的有机电致发光器件性能比较 . 40 论 . 43 参考文献 . 45 摘 要 . 51 . 54 致 谢 . 57 1第一章 绪论 成电路概述 集成电路（C）是一种微型电子元器件。采用一定的加工手段，把一个电路中所需的最初元件，如晶体管、二极管、电阻、电容和电感布线互连一起，将这些器件制作在一小块半导体晶片上，然后对其进行封装，成为具有一定功能的结构；其中所有元件已组成一个整体，使电子元件向着微小化、低功耗及高可靠性迈进了一大步。 成电路（业现状 对于集成电路产业，毫无疑问，美国、日本、韩国和台湾这些地区处于领先地位，尤其是美、日等国更是占据着绝对的优势。 多年以来，集成电路的发展一直占据着国民经济的主体。现如今， 集成电路的发展已经进入了纳米时代，国际上高端的集成电路技术的线宽已经达到 在我国可以自行设计 1000 万门级的集成电路，其中部分企业甚至可以达到 1965年，我国自行研制出了第一块双极型集成电路到现在，已经有了 40 多年的发展经历，我国集成电路产业目前已初步形成集设计、芯片制造、封装和测试为一体的发展格局。 成电路（终端显示 目前，世界平板显示市场的驱动集成电路正朝着多输出、快速度、高品质、更低功耗等方面发展，集成电路不仅可以驱动液晶显示器（可以驱动发光二极管（示器。12005年，X L Ho 22006年，R H 行驱动。32008年，X D 动器集成电路,4同年，F 52009年，Y Y 6同年， D 72012年，S X 显示器进行了驱动。8 2由此可见 示终端和集成电路驱动是密不可分的。近年来，柔性集成电子技术引起全世界的广泛关注并得到了迅速发展。美国科学杂志将柔性集成电子技术进展列为 2000 年世界十大科技成果之一，与人类基因组草图、生物克隆技术等重大发现并列。柔性集成电子可概括为是将有机/无机材料电子器件制作在柔性塑料或薄金属基板上的新兴电子技术，以其独特的柔性、高效、低成本制造工艺，在信息、能源、医疗、国防等领域具有广泛应用前景，如柔性电子显示器、刷 膜太阳能电池板、电子用表面粘贴(。与传统 术一样，制造工艺和装备也是柔性电子技术发展的主要驱动力。本文主要针对一种可以作为柔性显示或照明的有封装集成的 件进行研究。 机电致发光器件的概述 随着当今时代科技水平的进步和社会的发展， 人们所能接受到的信息量大大地增加，同时也把大量的眼睛所能看见的、耳朵所能听见的、身体可以感觉到的信息及时及地传递给了其他人， 这就使得信息的显示技术在人们的沟通过程中成为不可缺少的环节，同时，也成为 人们获得信息最主要的方式。9据了解，信息显示这一科学技术所能给人们提供的信息总量已占据大于 60%人们获得信息的总量。10科技的发展步伐很快，尤其是电子行业发展的速度更是惊人，在电子行业中的显示技术也进行着一场革命。平板显示技术 (渐地代替了传统的阴极射线管显示技术 (为新时代的显示技术的主流。就目前市面统计看来，平 板显示器主要包括：液晶显示器 (等离子显示器 (真空荧光显示器 (场发射显示器 (有机发光器件 (，在这些显示技术中，液晶显示器目前占据着主要的市场份额，一直主宰着当今显示行业。11 近几年发展较快的 成为具有较好前景的显示技术，和液晶显示器相比，示器的可视度、亮度都比较好，并具有厚度薄、重量轻、反应快、构造简单等优点。这种显示器除了对传统的 场空间有较大的威胁外， 3还凭借着自身所具有的柔性特性占有了一定市场：例如电子纸、笔记本电脑、可折叠电视等等。所以， 成为近几十年来被广泛地研究，并被公认为最有希望的新一代平板显示技术之一。另外， 应用不仅应用在显示领域，在固态照明领域也具有很大的应用前景。12过去的 20 年，基于硅或玻璃衬底的各种 示产品得到了完善和成熟，如美国 司和日本 司的硅基 显示器，韩国三星公司的 机屏幕已经进入了人们的日常生活。虽然美国 司， 本 术中心和英国的 司等很多研究机构都曾展示过 示的原型样机，但真正意义上的柔性显示仍然“犹抱琵琶半遮面” ，现在市场上还找不到 示产品的身影。 本章首先对 发展历程和产业现状作一个简单的介绍，并着重介绍发展、应用前景及物理失效机理。我们研究并探索应用不同衬底制备出来的 如何提高其效率和简化制备方法等研究方向上，提出了一些自己的研究见解。 机电致发光器件（ 发展历史 研究开始于上世纪前期，当时对其研究还比较肤浅，且实际应用性不强。 1936 年， 荧光有机化合物散布在聚合物中，从而制成薄膜，得到了初期的有机电致发光器件； 1963 年， M. 人报道了将 并四苯掺杂到蒽单晶中电致发光（ 17，接着 W. 8也报道了在蒽单晶中的荧光发光； 9发表萘单晶中的有机电致发光； D. F. 0等又报道了蒽定中的荧光电致发光。 但因为这些器件都需要较高的驱动电压 (100 V 或大于100 V)，同时需要使用单晶材料这些不利因素，所以人们认为这样的电致发光没有什么实用价值，因此这种电致发光的发展较为缓慢。直到 1982 年， 有了较大的进展， P. S. 1等人用有机真空沉积薄膜的方法制备的器件，该器件的驱动电压降到了 30 V 以下。至此， 研究才真正拉开了序幕。1985 年， 备出了有空穴传输层及发光层的双层结构绿光器件在 20V 的驱动电压下亮度为 1700cd/22。 在 1987年用超薄薄膜的技术，用一种二胺衍生物作空穴传输层， 8 10V 的电压下得到了亮度为 1000cd/件的 4效率为 ，寿命大于 100 小时23。这一空前的进展勾起光电领域研究者对 极大研究兴趣。 1988 年，日本九州大学的 C. 人用聚乙烯咔唑作为发光层，从而器件的结构得到了进一步的改进，获得了相对亮度较高和寿命较长的蓝光 4，更有利的推动了 广泛研究。 1994 年，在日本滨松召开的关于有机和无机电致发光的国际会议，在会议上 士初次报道了寿命可达 10000 小时左右的双层结构 这以后， 以前的探索性研究转变为实用性发展的革命。在小分子材料上取得巨大突破之后，英国剑桥大学的 他的合作伙伴在 志上发表了用共轭聚合物，即聚对苯撑乙烯 (为发光层的黄绿光 5。后来 , 1991 年， A. J. 行了改进26。 1998 年， 用局部掺杂染料的方法，提高了器件的性能。272001 年， . T. Ta o，使用高亮度的蓝光材料 且结合 掺杂 为发光层的高亮度的 15V 的电压下，该器件的亮度为 24700cd/ 电压下的电流效率为 ， 00cd/28 2006 年，日本的 用铱化合物做主体，使用铂的化合物做客体制备出了高效率的 29 2009 年， C. H. 作出使用荧光与磷光夹层结构成功的器件。30至此，新的材料、新的器件结构体系被应用到了 研究中。 渐开始受到研究者和企业的广泛重视，并被期望能将其应用到微显示器和大面积显示及柔性显示等领域。 机电致发光器件的产业化现状 有机电致发光这一技术备受瞩目， 它作为具有很好应用前景的新一代显示技术，和传统的把液晶作为基础载体的其它平板显示技术比较，在很多方面有不可被其它显示技术替代的优势，有机电致发光显示优点如下： 度很薄 (可到毫米量级 )，全固态的结构，自发光，能承受巨大的加速度，抗振动能力强等；31现实技术相比相对简单，它可以应用喷墨打印（ 一简单技术制备出大 面积的显示器，从而降低了生产成本；32机材料 的种类很多，增加了材料的选择范 5围，这样，可见光区中的任何颜色，几乎都可实现显示，另外容易实现白光发光；33很多器件的开启电压降到 10V 以下 )，功耗低，发光效率比较高，高发光亮度等；34此响应速度较快（可以达到微妙量级 )，显示快速的动态图像； 温可以在 的温度下工作，高温可在 70C，能满足不同应用领域温度条件下使用；35璃、塑料、云母、石 英等）的基板上制作显示器，且可实现曲率半径较大的柔性显示器，因此使用方便；36正是由于 述的诸般不可替代的突出特点，从而引起了有机平板显示器件领域的研究在世界范围内快速的发展起来， 很多的科研人士和企业单位都对 入了巨大的精力和财力，对其研究犹如雨后春笋，不断的向前发展。一些较为知名的欧美的著名高校： 如普林斯顿大学、 英国的剑桥大学、 亚洲日本、韩国和我国大陆和台湾、香港地区，这些地区的许多高校以及科研机构都在有机电致发光领域投入了较多的人力、物力，最近这十年内，各地区的对 究具有极大兴趣的机构，都陆续的取得了较为丰硕的科研成果。据统计，自 1987年开始，到今天已经被 索文库收录的关于 文章就接近 5000 篇。虽然 量产技术还不成熟，目前仅有为数不多的几家单位真正的投入了量产。但今天的科技大潮的推动下， 产技术正在逐渐的走向成熟，专注于 一产业的科研机构也在渐渐的增多，当今世界显示技术领域的光电巨头们也在倾注于该项事业的研究。目前，国际、国内正在热衷于有机发光显示技术研究开发， 并想将其尽快产业化的厂商就多于 100 家之多。 在这些企业当中，已经有一部分厂商能够独立的开始进行大批量的生产，例如，在欧美地区，本地区的三洋重工，东北先锋，东芝，精工爱普生，索尼， 国地区的 子，三星，乐金、飞利浦，现代电子；我国台湾地区的友达，铼宝；我国大陆地区的上海广电电子，信利国际，北京维信诺，光阵，京东方，海信、天马微电子等。 1998 年，日本的先锋公司最先推出了一款应用于车载 示器； 2000 年的 9 月， 制备了第一部将 用于显示器的手机；自 2002 年的 9 月起，韩国的三星公司就开始批量生产应用于手机的 256 色 示副屏； 2003 年，美国柯达公司将 示器率先的应用在相机中。据 一全球领先的针对电子制造领域的市场研究公司的相关数据表明， 产业化渐渐的开始，并在全球范围蓬勃发展 , 市场需求量远远大于当前 生产能力。今后的 3内，将是 术走向成熟及市场需求高速增长的阶段， 销售量将会以 25%左右的复合年均增长率快速发展，据统计 2012 年全球 场规模已经达到 45 亿美元。在 1999 年，日本的 司和美国的 作使用低温多晶硅为基础制作出来的薄膜晶体管作为驱动，制备出来了一款彩色的 示器，其厚度大小仅为 寸。 2004 年的 5 月， 表了关于喷墨打印工艺制作 一技术的文献，并且制备出了 40 英寸的 2005年，韩国的 作，开发出了一款 40 英寸的显示器，该显示器的分辨率较高， 为 19201200， 这一显示器的亮度高达 1000cd/000：1，最令人惊讶的是这款显示器的机身厚度仅有 3 厘米。 2007 年的 11 月，日本的索尼公司制备出了 11 英寸的 薄面板已经在市面上销售，这款显示器的厚度为 3 毫米。同年，日本索尼公司制备出了 的有源的 示器，其厚度大约为 10 毫米。37 2011 年 9 月德国戴姆勒（ 法兰克福车展上，公开了与德国巴斯夫公司（ 同开发的电动汽车（ 念车“ 。车顶配备有机太阳能电池是该车的一大特色。太阳能电池的发电量和效率虽未公布，但“电力并不大，不能用于锂离子充电电池的充电，只能作为辅助电源使用” ，且车内采用有机电致发光器件（ 明。利用了其能以低功耗面发光照亮车内的特性，如图 示：38 7图 有机电致发光器件在车载上面的应用 尽管 身具有很多的优势，并且在材料寿命、亮度、驱动、彩色化以及柔性等诸多方面， 取得了一定程度的进展，可是 业化的进程却没有人们预料的那么快。产生这一窘境的因素很多，如果不解决这些阻碍展的因素，那么 一产业也是天方夜谭。而解决这些因素需要一定的时间才可以达到，目前人们正在想各种各样的办法，并使用各种各样的技术解决这一问题。这些阻碍性的因素主要包括： 发光材料， 目前材料的制备纯度很难达到我们所需要的要求，因此必须大力的发展材料制备的工艺，制备出纯度较高的有机材料，并且开发一些新的材料，以供 性能上得到优化； 们知道，任何颜色都是由红、绿、蓝三种颜色调和而成的，要想到达真实颜色的实现，必须控制三种颜色材料的比例，还有就是设计出正确的合理的器件结构；39前有机材料的制膜技术主要有真空热蒸镀、化学气相沉积、喷涂打印技术。但不论使用哪种技术制备出来的有机薄膜都有各自的缺陷，因此制约 发展。43了延长 寿命，对 行封装势在必行，目前主要的封装技术是玻璃盖板的刚性封装技术，但这种封装局限于刚性的封装，且封装流程较为复杂。还有就是薄膜封装技术，这种技术可实现柔性的封装。不论采用哪种封装，封装的成本较高和时间较长，这也限制了 发展，使得器件寿命较短、效率和亮度低等一系列问题成为了制约 展得到广泛应用的 “瓶颈 ”。48解决这些重大问题，必须着手于从材料性能、器件制备的过程、新型器件结构、器件在界面上特性、器件工作原理、器件封装、器件老化的物理机制、驱动电压以及控制技术等方面。 机电致发光器件（效机理 水汽和氧气对 能和寿命有负面的影响， 是目前 术发展的瓶颈之一。人52提出了水汽分解的理论研究 件的失效机理，水汽和氧气通过器件的边缘渗透到器件的内部， 与金属电极和有机物材料发生一系列的反应释放出气体，这些气体在器件内部形成气泡，其化学方程式如下： （ 4H+42h+22； 42 因此，要提高器件的稳定性，延长器件的使用寿命就必须避免器件与水汽和氧气的接触。53品化的 品，其使用寿命至少达到 10000 小时，水汽透过率（少于 10-6/g/m2/气透过速率少于 10-5/cc/m2/此 件寿命的影响就不言而喻了。 性有机电致发光器件（ 对于各种各样的装置， 柔性电子学有很好的应用前景， 例如可弯曲的显示器，柔性传感器和打印式的太阳能电池，这些器件非常薄 ,坚固耐用且轻。制造这些器件成本也较低：例如，应用 打印技术，该技术的生产速度较快，可以适合批量的生产。55柔性电子学的发展引起了许多对材料机械行为的讨论。由于 有薄、重量轻、轻便式等优点，尤其是 经吸引了越来越多人们的关注。可用作柔性器件衬底的材料有超薄玻璃、金属箔、塑料薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯等，在柔性衬底上能够实现较为柔软的 超薄玻璃 9上制备的 柔性受到限制，不能实现大幅度的弯曲；金属箔当受到多个弯曲时也会发生难以复原的状态。而塑料薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯等 ,由于其可以实现较大的曲率半径，已经成为最常用 衬底。另一个关键性的影响 性的是电极，传统上作为透明阳极的主要材料是氧化铟锡，简称幸的是 ,成本很高，而且需要用到已经渐渐枯竭的稀缺金属铟。另外，由于 机械性和高温再沉积过程与塑料衬底的兼容性不佳。因此，对于 言， 为电极不是一种特别理想的选择。现如今，应用有机 /聚合物为柔性衬底的 经成为了电致发光器件中不可缺少的一部分，从而为电致发光器件能够得到广泛的应用增添了活力。56性有机电致发光器件（优点 还具有很多刚性衬底的 1可弯曲：最有特点的优势就是柔性可弯曲， 制作在多种类的衬底之上，主要包括透光性能比较高的聚酯类薄膜（ ）上、超薄玻璃（如 50玻璃） ） 、金属箔片等都可以作 衬底。应用这些种类衬底材料制备的 示器， 具有能弯曲或被卷成任意的形状的特性。 2重量极其轻，较薄的外形：目前 常被制作在柔性的聚酯类塑料衬底之上，这种衬底的重量很轻，且柔韧性很好。很多的轻而又薄 量仅仅为面积相等的玻璃衬底 量的十分之一，厚度仅仅有 右。 3耐用性较强：由于 用柔韧性很好的衬底，因而一般不容易破损且耐冲击，与以玻璃衬底的器件相比较更加耐用。 性有机电致发光器件（发展 1990 年， 58等人对用于 柔性衬底进行了研究，他们主要使用聚苯胺（ 者聚苯胺的混合物，并且通过溶液旋涂这一手段，在柔性透明的衬底材料（聚对苯二甲酸乙二酸酯）上制备导电薄膜，并以此薄膜作为柔性发光器件的透明电极。 1992 年， 9等人做出了一个新的发明：他们将柔性的 为衬底，并且以 种导电聚合物作为阳极，制备了 衬底的柔性有 10机聚合物电致发光器件。 该器件的外量子效率能够达到 1% ， 开启电压为 2 3V。目前为止， 一柔性衬底在 备领域中，仍然被广泛的使用，这一发明可以说奠定了 衬底发展基础。 1997 年， 人获得了一个重大发现，即基于小分子的有机半导体材料也能应用到有机电致发光的领域内，主要的原因是：基于小分子的有机半导体材料的机械性能适合有机发光的应用。不但如此，他们还利用 为导电层，小分子材料 成了以有机小分子为基础的 一发现大大的扩展了导电层和功能层材料的选择范围，为人们进一步的研究了重大的铺垫。602000 年，新加坡科研人 F R 人，使用射频磁控溅射（ 方法，利用 材将一层透明的 电薄膜镀在50m 厚的硼玻璃上，并且用 一材料作为发光材料，制成了一个 结构为： a/中钙充当缓冲层的作用，加入这一缓冲层有利于电子从阴极注入到发光层中，该器件的最大亮度为 04cd/流效率为 。602003 年，环球显示器公司（ 经将一 60试验线上完成制造。这表明 经可以在生产线上生产，这一消息对于投身于 科研人员来说是个好消息，也为 行量产点燃了一盏明灯。 2004年， . . 用聚合物 /无机多层作为封装层对 一简单的封装结构 和对于提高器件的性能和寿命有很大的帮助作用。封装过后的器件最大亮度为 425cd/寿命为 3800 种早期的工作对后来的研究有显著的借鉴作用。61在 2007 的 会上，日本 司第一次展出了以薄膜晶体管（ 驱动， 器件尺寸 寸的 品， 该样品能够实现像素尺寸为 图像显示的颜色约为 1670 万色，精细度为 80现了较高的精细度。 在 2008 日本高新技术博览会上， 技术上又向前了一步，展出了一块厚度只有 小仅为 11 英寸的 屏。这一款超薄软屏的问世，预 11示着在未来电视、手机、数码相机、电脑等可视设备都将进入超薄柔性折叠的时代。 下一代 市，近段时间关于下一代 报道也越来越多。之前有很多报道称下一代 如图 根据韩国时报 （ 消息显示，苹果公司正在与三星公司私下接触，主要谈论 示屏的问题。 图 下一代 使用柔性显示屏 该媒体报道称，三星电子的副会长权五铉（ 外透露称，他们已经在大规模量产柔性的 示屏，并会在今年下半年出货给其重要的客户，而韩国时报则认为它就是苹果。 关于 研究， 我国内虽然起步比较晚， 但是却有着较快的发展速度，2003年，北京清华大学的 技组与北京维信诺科技公司合作，共同开发了国内第一款以点阵式为基础的 彩显示屏，该显示屏可以进行较大程度的弯折，其成品厚度仅为 1.8 中最薄的显示器只有 0.5 2004年，台湾交通大学的陈金鑫等人， 用塑料代替了传统的玻璃基板， 开发出了更有弹性、可挠曲的 曲率半径可达到 152008年 12月 18日，台湾工研院发表了很多款柔性显示器，其中有一款尺寸大小为 显示器采用塑料作为衬底，该衬底厚度仅 2率半径要小于 15研院显示技 12术中心的主任程章林认为，未来的 向着全彩色且柔性的应用方向发展，预示着柔性显示屏为终端的电视、电脑、手机等将会变成现实。 近二十年来，以玻璃衬底为主的 展迅速，但柔性器件研究的进展却有些停滞，离产业化还有一段很长的距离。目前，国际上只有为数不多的几个课题组一直致力于这方面的研究工作。 柔性器件的研究之所以出现现在这样的窘境，有较多的困难现今还不能克服，例如应用柔性衬底作为 衬底时，由于柔性衬底自身的性质，给器件的制作过程带来很多麻烦。目前， 在的一些亟待解决的问题主要有： 出适合 封装方法，对其进行不断改进，也需要找适合的封装材料，这种封装材料既能对 功能层进行保护，同时在生长过程中对器件也没有损坏。从而，大幅度的提高 使用寿命以及稳定性。 衬底和电极，传统的 极应用在柔性衬底上有其自身局限性。由于机械性差得 与柔性衬底的附着不是很紧密，就会导致载流子的注入出现问题，从而影响了器件的性能。另外，柔性衬底电极受施加的应力的影响，渠道裂痕在器件中产生。因为器件中的薄膜主要是承受制造过程中残留的压力，并且柔性电子器件需要经历在制造过程中一次严重的拉伸，或者使用中重复的弯曲和扭曲，这些都会导致器件性能的下降，甚至完全损坏。 性有机电致发光器件（ 本文对 行了逐步的研究，开始我们使用了带有 为基底，制备出了一系列 使用 为衬底制作出来的红、绿、蓝三种颜色的 种 底上的 易图形化，即使实现了图形化，溶剂和酸碱等图形化刻蚀过程对 底上的 有较大的损伤。因此，我们想到使用衬底转移的方法制备出来的柔性衬底代替传统的 探究新型转移衬底制备出来器件的性能及效果。 13图 我们使用 为衬底制作出来的红、绿、蓝三种颜色的 论文主要工作及研究意义 1）本论文主要工作是提出一种 制备方法，即采用衬底转移的方法制备出柔性衬底制备 具体制备柔性衬底的过程是将金属电极生长在洁净的玻璃衬底上， 然后通过旋涂的方法将一种光交联聚合物旋涂于生长电极后的玻璃衬底之上，再将光交联聚合物使用合适的方法对其进行固化，最后，将固化后的光交联聚合物与刚性玻璃衬底分离，即可实现柔性衬底的制备。对于衬底上电极的微观形貌，我们使用原子力显微镜（ 研究。 2）对 行封装也是一个亟待解决的问题，最初我们使用薄膜封装的方法对刚性 行封装，但对刚性 用薄膜封装，不能充分发挥薄膜可实现柔性封装这一优势。 因此本文另一个创新点就是在柔性衬底制作过程中实现了一次封装层的制备。封装层的制备主要 使用原子层沉积技术，对 大大的提高了 封装效率，不仅节约了时间，也降低了工艺的难度。对于封装层的性能检测，本文使用钙测试的方法对其进行宏观的研究。 3）我们使用衬底转移技术制备的柔性衬底制作出了 将柔性衬底制备出的 刚性衬底上做的 行了各项性能的比较，得到了柔性衬底制备出器件的性能和刚性衬底制备出的器件性能相差不大这一结果。 作为一项蕴含着巨大财富的新型科学技术， 柔性有机电致发光现象早在上个世纪 90年代，即被人们发现。与其他发光技术相比， 有可塑性高、色彩丰富、效率高，可实现 产等优点，使得 显示和照明 14领域都有着广泛的应用前景。本文提出的利用衬底转移法制备 方法，避免了湿法刻蚀 程对 底的破坏，从而克服图形化衬底困难，并且电极较为平整更有利于载流子的注入，有利于 提高器件的效率和亮度。另一方面，在封装过程中把衬底表面和底面的封装集 成于一次封装过程，降低了器件的制作难度，减少了器件制作的时间，也提高了器件的性能和寿命。62 15第二章 对刚性衬底有机电致发光器件（ 薄膜封装 传统的封装方法介绍 从 生以来，对其进行封装的研究就一直进行。传统的 件封装是将刚性的衬底和盖板用环氧树脂粘接， 整个封装过程在充满惰性气体 （如氩气、氮气等）的手套箱中进行，这样在衬底和盖板之间就形成了一个密闭的空间把器件和空气隔开。 虽然环氧树脂具有优良粘接性能, 但由于其固化交联聚合物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易开裂并变脆, 导致密封性能下降。 空气中的水汽成分仍能通过盖板和衬底之间的环氧树脂向器件内部进行渗透。63统封装结构示意图如 图 传统 板式封装结构示意图 传统的封装方法封装中封装使用的盖板会增加器件的重量， 而且这种封装方法不能实现完全的透明封装和柔性封装，这一局限性很难克服。 新型薄膜封装方法 和传统的薄膜封装方法相比， 新型薄膜封装方法却可以克服其很多的缺点而弥补了它的不足， 新型薄膜封装方法即利用化学或物理的沉积技术在器件表面形成一层致密的保护薄膜的方法。如图 示： 16图 薄膜封装结构示意图 薄膜封装早期多采用单层薄膜结构， 例如日本名古屋大学 题组利用化学气象沉积的方法生长 0 m 厚的 膜作为 件的封装保护层，发现 膜包覆后的 件寿命比无包覆器件延长了近 4 倍。652003 年 o 人利用电子束热蒸镀 膜作保护层，器件寿命延长了5倍。66该技术是一种制备高纯度物质薄膜的主要方法，在电子束加热装置中，从阴极发射出来的热电子经阴极与阳极间的高压电场加速并聚焦成束，由偏转磁场控制电子束的偏转后打到坩埚蒸发 源中材料表面的位置来实现镀膜。67，68德国技术可以将物质以单原子薄膜形式逐层的生长在基底表面的方法， 其主要是通过前驱体脉冲将气体通入反应室内，气体进入反应室内发生化学反应，在放入反应室进行封装的器件表面沉积成膜，化学反应不断进行，沉积的膜越来越厚形成致密的薄膜，当达到一定厚度时这种膜就会起到阻隔水、氧的作用。当纳米堆叠层厚度为 130 ，封装薄膜在相对湿度 70%，温度 70下 m2/是原子层沉积技术生长速率慢，而且在反应气体中需要有水汽或氧气的参与，这些水汽和氧气在封装薄膜形成的初期会对器件产生不良的影响。67,69,71从以上分析来看，利用单层薄膜的水氧阻隔性能有限，其薄膜质量受到制备条件的制约。 这里我们改进了传统薄膜封装中的相同薄膜材料采用不同薄膜制备方法，引入电子束蒸发+原子层沉积相结合制备 方面，不同沉积方法制备的薄膜之间可以相互保护， 降低制备过程中对器件的损害。 另一方面，抑制微观缺陷和微小晶粒的形成，消除单层无机薄膜生长过程中产生的针孔，从而起到更好阻隔水氧的作用。70 子束热蒸镀（ 膜技术 电子束（ 利用电子枪（主要包括三个部分：灯丝阴级、热电子发射电源、加速热电子的高压直流电源、促使电子偏转的直流磁化电源）中阴极所 17产