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OLED器件结构的研究进展摘要：有机电致发光二极管(OLED)经过几十年的发展，在材料方面通过采用磷光材料理论上已达到100%的内量子效率，但传统OLED器件的发光效率约为20%，严重阻碍了OLED的发展。
本文简介了OLED的工作原理，综述了国内外OLED器件的优化设计结构：光栅结构、纳米颗粒结构、凹凸界面结构、微腔结构、微透镜阵列结构和量子阱结构。
关键词：OLED，结构优化，微结构，量子阱Development of the structure of OLEDAbstract: Through decades of development, nowadays, organic light-emitting diodes(OLED) have achieved 100% inter quantum efficiency(IQE) by using phosphorescent materials. However, the efficiency of traditional OLED structures only have 20%, which seriously hindered the development of OLED.After the working principle of OLED is introduced in this paper, the optimization of structures of OLED, which including grating structure, nanoparticles structure, concave-convex interface structure, micro-cavity structure, microlens arrays film structure and quantum well structure, are reviewed domestically and internationally.Key words: OLED, structures optimization, microstructure, quantum well1.引言有机电致发光二极管(OLED)由于同时具备主动发光、材料选择范围广、低驱动电压、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于柔性面板、使用温度范围广、制备工艺简单等特性[1]，被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术。
新型OLED柔性基板用聚酰亚胺薄膜研究李陶琦1，2，周雨薇1，蔡阿丽1，聂麒曌1，刘晓旭3（1.大同共聚（西安）科技有限公司，陕西西安710075；2.西安近代化学研究所，陕西西安710065；3.陕西科技大学材料科学与工程学院，陕西西安710021）摘要：本研究以4,4ʹ-二氨基苯酰替苯胺（DABA）和4,4ʹ-二氨基-2,2ʹ-二甲基联苯（m-TB）与均苯四甲酸二酐（PMDA）和4,4,-氧双邻苯二甲酸酐（ODPA）为原料，成功合成了有机发光二极管（OLED）柔性基板用聚酰亚胺（PI）薄膜。
结果表明：当二胺与二酐摩尔比为0.990、加料时间为120 min、反应温度为0～30℃、搅拌速度为200～250 r/min、反应时间为240 min时，聚酰胺酸合成过程凝胶量少，黏度满足工业化合成要求。
经400℃热亚胺化后，所得PI薄膜的玻璃化转变温度为450℃，1%热失重温度为554℃，热膨胀系数为4.1×10-6 K-1，拉伸强度为326.9 MPa，拉伸模量为9 572.8 MPa，电气强度为623 kV/mm，介电常数为3.251，这些参数指标满足OLED柔性基板的工业应用要求。
关键词：OLED；柔性基板；聚酰亚胺薄膜；原位聚合；热性能中图分类号：TM215.3 DOI:10.16790/ki.1009-9239.im.2024.03.004Study on polyimide films for novel OLED flexible substrateLI Taoqi1,2, ZHOU Yuwei1, CAI Ali1, NIE Qizhao1, LIU Xiaoxu3(1. Datong Co Polymer (Xiʹan) Technology Co., Ltd.,Xiʹan 710075, China;2.Xiʹan Modern Chemistry Research Institute,Xiʹan 710065, China;3. School of Material Science andEngineering, Shaanxi University of Science and Technology,Xiʹan 710021, China)Abstract: In this study, 4,4ʹ-diaminobenzanilide (DABA), 2,2ʹ-dimethyl-[1,1ʹ-biphenyl]-4,4ʹ-diamine (m-TB), dianhydrides pyromellitic dianhydride (PMDA), and 4,4ʹ-oxybisphthalic anhydride (ODPA) were used as raw materials, and a polyimide (PI) film for oganic light emitting diodes (OLED) flexible substrates was successfully synthesized. The results show that when the molar ratio of diamine to dianhydride is 0.990, the feeding time is 120 min, the reaction temperature is 0−30℃, the stirring speed is 200−250 r/min, and the reaction time is 240 min, the gel amount during the synthesis of polyamide acid is small, and viscosity can meet the requirements of industrial synthesis. After thermal imimization at 400℃, the glass transition temperature of the polyimide film is 450℃, the 1% weight loss temperature is 554℃, the thermal expansion coefficient is 4.1×10-6 K-1, the tensile strength is 326.9 MPa, the tensile modulus is 9 572.8 MPa, the electric strength is 623 kV/mm, and the dielectric constant is 3.251, which meet the industrial application requirements of OLED flexible substrate. Key words: OLED; flexible substrate; polyimide films; in-situ polymerization; thermal performance0 引言自有机发光二极管（OLED）技术首次问世以来，通过持续的研究和创新，柔性OLED技术已经取得了重大突破[1-6]。
OLED材料制备及性能研究随着科技的不断发展，OLED（有机发光二极管）在显示屏领域的应用越来越广泛。
它是一种半导体器件，能够将电能转化为光能，是液晶显示器和白炽灯的先进替代品。
本文将探讨OLED 材料的制备和性能研究。
一、OLED材料的制备OLED材料由发光层、电子传输层和空穴传输层组成。
发光层是最重要的一层，它是能够产生光的位置。
电子传输层和空穴传输层则分别用于传输电子和空穴，在发光层产生电子空穴复合之前保护光电性能。
制备OLED材料需要用到有机合成化学、物理化学和纳米技术等领域的知识。
1. 有机化学合成有机化学合成技术在OLED材料制备中起着重要的作用。
由于OLED所需要的物质通常都是有机分子，因此需要掌握有机化学合成技术。
通过这种技术，可以制备出所需的有机化合物，用于OLED发光层的制备。
2. 纳米技术纳米技术可以使OLED材料的性能得到提升，最终将带来更好、更高质量的显示效果。
例如，利用纳米技术可以制备出更高效的OLED材料，从而带来更亮的光源和更低的功耗。
3. 物理化学物理化学是制备高纯度OLED材料的关键。
由于OLED材料具有极高的要求，需要非常纯净的材料，因此物理化学可以提供纯净的实验环境和设备，确保制备的OLED材料高纯度、高质量。
二、OLED材料的性能研究OLED材料具有比较复杂的物理和化学性质，其性能研究需要从多个方面考虑。
1. 发光特性OLED材料的发光特性对于显示效果至关重要。
发光特性主要包括光谱特性、发光机理和光学性能等方面。
其中，光谱特性是指OLED材料发射的光波长分布情况；发光机理则是指OLED材料发光的机理，包括PAH（芳香族碳杂环化合物）的激发和能量转移；光学性能则主要包括量子效率、颜色纯度、亮度、时间响应和色温等。
2. 电学性能OLED材料的电学性能包括载流子输运性质、载流子注入性能和器件电特性等。
这些性质对OLED器件的光电性能和稳定性有着直接的和重要的影响。
OLED柔性显⽰的⼀些关键⼯艺如柔性衬底材料OLED作为⼀种新型显⽰技术，具有视⾓范围⼴，响应速度快，⾊彩纯度⾼等特点，并作为背光源⼴泛应⽤于液晶LCD 显⽰。
OLED的独特之处在于其能够实现柔性可弯曲。
然⽽，由于液晶显⽰中的背光单元结构和液晶控制电路之间的微⼩空间结构，现有的基于OLED的液晶显⽰很难实现真正的弯曲。
⽬前，OLED显⽰器的成熟产品主要有两种类型，包括硬质平⾯型和固定曲率型。
所谓的硬质平⾯型，通常都是由两⽚刚性玻璃构成，⼀⽚是包含控制电路和OLED器件的，另⼀个是集成触摸板功能。
两⽚玻璃通过激光焊接⼯艺集成⼀体。
⽽所谓的固定曲率型是基于柔性OLED技术，在柔性基板依次制备控制电路、OLED器件和薄膜封装层，并将所制备的柔性LED器件压合在固定曲率的玻璃基底上，从⽽得到具有⼀定弯曲的OLED器件。
虽然OELD器件本⾝可可以弯曲，但最终产品本⾝不能实现弯曲和折叠，这也限制了消费者根据⾃⼰的使⽤需求来进⾏个性化体验和定制。
柔性衬底材料柔性和刚性OLED器件的最⼤区别并⾮是功能材料，⽽是衬底材料。
刚性OLED通常采⽤玻璃作为衬底材料，⽽柔性OLED则使⽤塑料基底作为柔性衬底。
⽬前衬底材料的筛选需要考虑的因素包括热承受温度和耐⽔氧穿透特性，以及膨胀特性等。
柔性基底的耐温特性通常与OLED的制备⼯艺相关，在OLED器件制备⼯艺中，包括半导体层和有机功能层多采⽤热蒸镀⼯艺来制备，⼯艺温度⾼于400℃。
普通的塑料衬底在这个温度难以保持稳定。
⽬前，聚酰亚胺（PI）能够实现更好的耐热性和稳定性，因此⼴泛作为OLED的柔性显⽰衬底材料。
然⽽，普通的聚酰亚胺材料呈现出透明黄⾊，这限制了底部发光OLED中的应⽤。
针对这个问题，⽬前市场已经有透明聚酰亚胺材料可以规避这个问题。
此外，聚酰亚胺的另⼀个缺点，⽽这也是所有聚合物材料所⾯临的问题，即为较⾼的⽔蒸⽓传输速率（WVTR）。
较⾼的⽔分传输速率意味着⽔分将通过聚合物层以破坏TFT特性，甚⾄降低OLED性能。
OLED发光材料的研究进展近年来，有机发光二极管（OLED）作为一种新型发光材料广受关注，因其色彩饱和度高、对比度高、响应速度快以及灵活性强等优势而被广泛应用于显示技术及照明领域。
与传统显示技术相比，OLED具有更低的能耗、更薄的器件厚度以及更广泛的应用潜力。
在OLED发光材料的研究中，人们主要集中在提高OLED的效率、稳定性以及延长寿命等方面。
首先，关于OLED的效率提升，研究人员通过不断改进OLED材料的分子设计，提高了荧光层和磷光层的发光效率。
在荧光材料方面，通过调整分子结构，增加材料的共轭程度、改进载流子的输运性能等方式，提高了荧光材料的量子效率。
在磷光材料方面，通过设计具有延长激子寿命的分子结构，提高了磷光材料的发光效率。
此外，将荧光层和磷光层结合起来，形成双发光层结构，通过调节各层的厚度和能量级，实现了更高效的OLED器件。
其次，关于OLED的稳定性和寿命延长，研究人员主要从材料的分子结构和器件的有效封装等方面入手。
在材料方面，通过合理选择和改进载流子输运层、电子注入层、阴极材料等关键材料，减少材料与氧、水等环境中的有害物质的接触，提高了OLED器件的稳定性。
此外，通过引入可供给有机材料的有机稳定衬底，减少器件在操作过程中的机械应力，也能有效延长OLED器件的使用寿命。
在器件封装方面，采用有效的封装技术，如有机封装材料、无机封装材料和柔性封装技术等，可以有效防止氧气和水分进入器件内部，提高OLED器件的稳定性。
同时，OLED发光材料的研究也在突破性地向着新的方向发展。
例如，近年来涌现出了蓝色和白色OLED领域的新材料。
蓝色OLED是实现全彩OLED显示的关键，研究人员通过合成具有高效率、长寿命的蓝光材料，努力填补蓝色OLED领域的空白。
白色OLED则是实现OLED照明技术的核心，目前人们主要是通过磷光材料和有机荧光材料的混合来实现白光发射，但是存在能量损失的问题，因此，正在积极研究发展新型的发光材料来提高白光OLED器件的效率和稳定性。
柔性显示技术摘要：随着科学技术的不断进步与发展，LCD\PDP\OLED\FED等平板显示技术的日趋成熟，传统的CRT显示屏正逐渐被平板显示器(FPD)所取代。
近年来，柔性显示器的优势日益突出，如轻、薄、可弯曲和耐冲击等性能。
利用柔性显示技术的可弯曲的特性使工程设计不局限于平面化，可实现多元化外形的显示模式，目前主要LCD\PDP\OLED 等三个技术可用于柔性显示。
本文阐述了柔性衬底材料和柔性显示的应用，指出了其优越性。
说明了我国发展柔性显示的重大意义。
1 引言柔性显示正逐步改善人们的生活和交流，并显著推进着信息的可视化，其最有前景的应用集中在触摸屏、商标、普通照明等。
柔性电子与作为平板显示的LCDS和等离子体显示相比，具有超薄、耐用、质量轻、储存量大、设计自由，可收卷的优点。
塑料衬底的显示器质量轻、超薄，以扩展的形式展现，具备真正的柔性显示。
2 柔性衬底材料在柔性显示器件中，柔性衬底是研发柔性显示的基础。
依据目前国内外柔性显示衬底的研究进展，柔性显示衬底主要分为五类：塑料、金属箔片、超薄玻璃和最近引起研究者广泛关注的纸质衬底、生物复合薄膜衬底。
这些衬底提供的装置性能与传统玻璃衬底接近，对于大多应用使用极低成本的柔性衬底发展柔性显示是非常重要的。
2.1 塑料衬底塑料作为柔性衬底被认为具有广阔的前景，因为塑料衬底具备透明性、柔性、质量轻、耐用、价格便宜等优点。
融入现代精密技术的塑料衬底有助于有机发光聚合物和有源矩阵薄膜晶体管阵列的生长和印刷，为大规模整合柔性电子装置提供了成本效益、卷-卷高容量加工的可能性。
塑料衬底一般分为三类：(1)半结晶热塑性聚合物，如聚酯(PET)、聚苯二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚醚酮(PEEK)。
PET和PEN作为柔性衬底展现了一些重要的特性，包括固有的良好透明性，简单的加工过程，良好的力学性能，较高的阻隔氧气和水汽渗透性能，但是其不耐高温，低温沉积ITO时，器件性能降低。
柔性液晶材料的设计与制备研究柔性液晶材料是一种能够在机械变形下保持液晶特性的材料。
它具有与普通液晶材料相似的光学性质，但在外部应力作用下能够发生弯曲、拉伸等形变，因此具备了更加广泛的应用前景。
柔性液晶材料的设计与制备是当前研究的热点之一，本文将从材料设计、加工工艺和应用展望三个方面探讨柔性液晶材料的研究现状与未来趋势。
一. 材料设计柔性液晶材料的设计是实现其机械可变形性的关键。
目前常用的设计策略主要有三种：控制分子的冠状孤立度、引入柔性聚合物链和选择适当的配位结构。
控制分子的冠状孤立度可以通过调整液晶分子的形状来实现。
较大的冠状孤立度有利于液晶分子在应力作用下发生旋转和扭曲，从而实现柔性。
引入柔性聚合物链可以增强柔性液晶材料的柔性，而选择适当的配位结构可以改变液晶分子排列的有序性，使其在机械变形时能够保持液晶阶的结构。
二. 加工工艺柔性液晶材料的制备需要采用特殊的加工工艺来实现其柔性特性。
目前，常见的加工工艺主要包括胶滴法、柔性基底法和微纳米加工法。
胶滴法是通过在柔性基底上滴加液晶材料并干燥得到的。
该方法简单易行，但材料的柔性有限。
柔性基底法是将液晶材料浸渍在柔性基底中，经过干燥和固化后得到柔性液晶薄膜。
该方法可以获得更好的柔性特性，但对基底的选择和制备要求较高。
微纳米加工法是通过在液晶基底上进行微纳米加工，利用变形的液晶基底来实现材料的柔性性。
该方法具有制备精度高、柔性度好的优点，但加工工艺复杂。
三. 应用展望柔性液晶材料的研究为多个领域的应用提供了新的可能性。
例如，在电子设备领域，柔性液晶材料可以应用于柔性显示屏、人工智能芯片等新型设备中，实现曲面显示和自适应布局。
在生物医学领域，柔性液晶材料的机械可变形性有望用于设计新型药物释放系统和仿生智能材料等。
此外，柔性液晶材料还可应用于光学器件、传感器、柔性机器人等领域。
总之，柔性液晶材料的设计与制备研究在科学界已经取得了重要进展，但仍然存在一些挑战与机遇。
柔性OLED的封装方法引言有机电致发光二极管(OLED)是一种全新的显示技术，其显示质量可与薄膜晶体管有源驱动液晶显示器(TFT LCD)相比拟，而价格远比其低廉，它将对广泛使用的LCD技术发起挑战。
自从1987年C.W.Tang和VanSlyke[1]报道了低电压工作时亮度超过1000cd/m2的双层有机薄膜发光器件以来，OLED因其发光亮度高、色彩丰富、低压直流驱动、制备工艺简单等在平板显示中显著的优点，从而日益成为国际研究的热点。
在不到20年的时间内，OLED已经由研究进入产业化阶段。
Sony 开发世界第一片软式 16.7m 色 OLED 屏幕目前已经制作出了使用寿命突破10000h，存储寿命超过50000h的OLED器件，但与液晶显示(LCD)和等离子体显示(PDP)比较起来，寿命相对较短仍是制约OLED商业化的重要因素之一。
根据资料报道[2]，影响OLED寿命的因素很多，主要有物理影响和化学影响。
物理影响：如功能层组合以及它们相互间界面的影响、阴极材料的影响、空穴传输层(HTL)的玻璃化温度、驱动方式等;化学影响：如阴极的氧化、空穴传输层的晶化等。
这些因素都会影响有机电致发光器件的寿命。
研究表明，空气中的水汽和氧气等成分对OLED的寿命影响很大，其原因主要从以下方面进行考虑：OLED器件工作时要从阴极注入电子，这就要求阴极功函数越低越好，但做阴极的这些金属如铝、镁、钙等，一般比较活波，易与渗透进来的水汽发生反应。
另外，水汽还会与空穴传输层以及电子传输层(ETL)发生化学反应，这些反应都会引起器件失效。
因此对OLED进行有效封装，使器件的各功能层与大气中的水汽、氧气等成分隔开，就可以大大延长器件寿命。
2 OLED的工作原理及器件封装对水汽渗透率的要求OLED器件一般是在玻璃或聚合物基板上，由夹在透明阳极、金属阴极和夹在它们之间的两层或更多层有机层构成。
当器件上加正向电压时，在外电场的作用下，空穴和电子分别由正极和负极注入有机小分子、高分子层内，带有相反电荷的载流子在小分子、高分子层内迁移，在发光层复合，形成激子，激子把能量传给发光分子，激发电子到激发态，激发态能量通过辐射失活，产生光子，形成发光。
