OLED器件及其封装技术

oled制作工艺和器件原理
OLEDb是一种制作和操作发光二极管（OLED）的工艺。

OLED是一种具有自发光特性的有机材料的显示技术，可以在无需背光的情况下产生亮度和颜色。

OLED的制作工艺一般包括以下步骤：
1. 基底制备：选择透明和柔性的基底材料，如玻璃、塑料等，并在其上涂层透明导电层。

2. 阳极制备：在透明导电层上面涂层使得电流只能从阳极进入的阳极材料。

3. 有机材料沉积：将有机材料用蒸镀、溅射等方法沉积在阳极上，形成发光层。

4. 阴极制备：在有机材料上涂层使得电流只能从阴极出去的阴极材料。

5. 导电层制备：在阴极上涂层具有较低电阻且具有保护作用的导电层。

6. 装封：将制作好的OLED芯片封装在适当的封装材料中，以保护其免受环境损害。

OLED的器件原理是基于有机材料在电场中的电致发光现象。

在OLED中，电流从阳极流入，经过发光层后再流出阴极，
形成一个电流回路。

当电流通过发光层时，有机材料受到电场的激发，激发后会释放能量，这些能量以光的形式辐射出来，产生发光效果。

OLED的器件原理也与有机材料的能带结构有关。

在OLED中，有机材料常常包含一个能带隙，当电子从低能级跃迁到高能级时，会有能量差释放出来，产生光子。

调节有机材料的能带结构可以实现不同的颜色发光。

综上所述，OLEDb制作工艺是通过沉积有机材料在透明导电
层上并封装成器件，利用有机材料的电致发光特性实现发光显示。

OLED生产线设备的封装工艺及相关设备介绍随着消费电子产品市场的不断发展，有机发光二极管（OLED）作为一种新型的显示技术，逐渐成为主流。

OLED显示屏具有轻薄、柔性、高对比度和快速响应等优势，因此被广泛应用于智能手机、电视、可穿戴设备及汽车显示屏等领域。

本文将介绍OLED生产线设备的封装工艺及相关设备。

一、OLED封装工艺简介OLED封装工艺是指将薄膜基板上的OLED器件封装成最终产品的过程。

它包括以下几个主要步骤：基板清洗、电极制备、有机发光层的蒸发或印刷、封装和封装测试。

其中，封装是整个过程的关键环节，它决定了OLED显示屏的可靠性、寿命和品质。

二、OLED封装设备介绍1. 清洗设备清洗设备用于清洗薄膜基板，确保其表面干净。

清洗过程主要包括物理清洗和化学清洗两个步骤。

物理清洗使用超声波或气体流等方法去除基板表面的杂质；化学清洗则采用化学溶液去除残留物。

2. 电极制备设备电极制备设备用于在薄膜基板上添加电极。

一般使用ITO（导电氧化铟锡）材料作为电极材料。

电极制备设备先将ITO材料涂刷或喷涂在基板上，然后通过高温处理将ITO与基板牢固结合。

3. 蒸发设备蒸发设备用于在电极上蒸发有机发光材料，形成有机发光层。

蒸发设备通过加热有机发光材料，使其蒸发并沉积在基板上。

这个过程需要在真空环境下进行，以确保沉积的材料质量。

4. 印刷设备印刷设备用于大规模生产OLED显示屏。

该设备通过将有机发光材料印刷到基板上，并通过卷转式加工方式实现连续生产。

印刷设备通常具有高精度的印刷头和控制系统，以确保印刷质量。

5. 封装设备封装设备用于将蒸发或印刷完成的OLED器件进行封装，以保护其免受外部环境的影响。

封装设备主要包括封装材料的加工、封装头的固定和封装过程的控制。

封装材料通常为有机硅或环氧树脂。

6. 封装测试设备封装测试设备用于对封装完成的OLED器件进行质量检验。

该设备可以检测OLED器件的亮度、均匀性、亮度衰减等参数，以确保产品的品质达到标准。

OLED封装技术简介实现OLED商品化需要解决的⾸要问题是如何保证器件的稳定发光。

因OLED的有机材料对于⽔汽及氧⽓等物质⾮常敏感，因此必须采⽤各种⽅法对OLED器件进⾏有效封装，避免器件与⽔氧接触，以降低器件的⽼化速率，延长器件的使⽤寿命。

OLED器件分为玻璃基板和塑料基板，针对不同的基板，封装技术也略有不同。

以玻璃为基板的封装技术盖板封装技术传统的OLED器件封装是在刚性基板（玻璃或⾦属）上制作电极和各有机薄膜功能层后，对这类器件进⾏封装时⼀般是在器件上加⼀个后盖板，环氧树脂在经过紫外固化后将基板和盖板粘接成⼀个整体，如图1所⽰。

这样在器件内部形成⼀个封闭的屏罩，把器件的各个功能层和空⽓隔开，⽽空⽓中的⽔、氧等成分只能通过基板和盖板之间的环氧树脂向器件内部进⾏渗透，因此，这样能有效地防⽌OLED的各功能模块与空⽓中的⽔氧等成分发⽣反应。

图1 传统的OLED后盖封装对OLED进⾏封装所⽤的盖板，通常所⽤的有两种材料：玻璃及⾦属。

整个封装过程都在充满惰性⽓体（如：氮⽓或氩⽓）的密闭空间（⼿套箱）内完成，⼿套箱内⽔汽含量必须少于3PPM。

⾦属盖板封装既可以有效阻挡⽔汽、氧⽓等成分渗透到器件内部⽽保护OLED器件，⼜可以使器件坚固，但其不透光性限制了这种封装⽅法在有机电致发光器件上的应⽤。

盖板封装时需要使⽤很多密封胶，由于密封胶的多孔性，容易使空⽓中的⽔汽、氧⽓渗透进⼊器件内部，影响OLED的使⽤寿命。

因此在传统盖板封装⼯艺过程中，在器件内部加⼈氧化钙或氧化钡作为⼲燥剂以吸收侵⼈器件的⽔汽和氧⽓。

盖板封装因其⼯艺成熟，成本⽐其它封装技术低，因此OLED 器件产业多采⽤此封装技术进⾏封装。

钝化层封装技术20世纪70年代初，以PECVD制备的氮化硅薄膜已⼤规模应⽤在硅集成电路⼯艺中作钝化层，氮化硅因其致密性的优点，能有效阻隔⽔汽和氧⽓的侵⼈，因此，氮化硅薄膜也可以应⽤于OLED 器件封装，如图2所⽰。

图2 氮化硅薄膜封装的OLED结构⽰意图但随着温度升⾼，OLED器件的有机材料会产⽣结晶现象，温度越⾼结晶速度越快，有机材料出现结晶将导致器件的寿命⼤⼤缩短。

有机发光器件（OLED）封装技术的研究现状分析王振国1，高健1，赵伟明2，谭国良2（1.广东工业大学机电工程学院，广东广州510006；2.东莞宏威数码机械有限公司，广东东莞523656）摘要：有机发光器件（OLED）诞生至今，封装方式一直是提高其寿命和稳定性的重要因素之一，也是当前研究的热点。

从最初的后盖式封装发展到现在的薄膜封装，其寿命和稳定性也随之提高，人们幻想的柔性显示也成为了现实。

新的有效封装方法的出现使有机发光器件从实验室走进了人们的日常生活，并有望成为下一代显示器的主流。

文章重点介绍了当今主要的封装技术和方法，提出了结合传统后盖式封装和薄膜封装的混合封装方法。

关键词：有机发光器件；后盖封装；薄膜封装；混合封装中图分类号：TN383文献标识码：BThe Analysis about Encapsulating Technology of OLEDWANG Zhen-guo1,GAO Jian1,ZHAO Wei-ming2,TAN Guo-liang2(1.College of Mechanical and Electronical Engineering,Guangdong University ofTechnology,Guangzhou Guangdong510006,China;2.Dongguan Anwell DigitalMachinery Co.,Ltd.,Dongguan Guangdong523656,China)Abstract:Since the birth of organic light emitting device encapsulation has been one of theimportant factors to their life and stability,but also a research focus.From the back cover ofthe first type of encapsulation developed to thin film encapsulation,their life and stability areimproved,thus people's fantasy about flexible display become a reality.The emergence ofnew and effective method of encapsulating of organic light emitting device push it from thelab into people's daily lives,and is expected to become the mainstream of next-generationdisplay.This article focuses on today's encapsulating technology and methods of OLED,andproposed combining back cover encapsulation of traditional styles and thin film encapsulation,named hybrid encapsulation.Keywords:organic light-emitting devices;back cover package;thin film encapsulation;hybridencapsulation文章编号：1006-6268（2011）01/02-0027-05收稿日期：2010-11-21技术交流27Jan-Feb.2011，总第120-121期现代显示Advanced Display引言1963年，M.Pope等人在10～20mm厚的单晶蒽晶体二端通电，观察到发光现象，但其驱动电压却必须高达400V以上才能发出微弱的蓝光[1]。

OLED器件封装一、OLED器件封装的目前状况OLED器件的寿命是目前困扰OLED 产业发展的关键问题。

影响OLED 器件寿命的因素很多，有物理方面的，如功能层界面，阴极材料，驱动方式，基板玻璃中钠离子向OLED 有基层迁移等；也有化学方面的，如阴极氧化，有机材料的晶化等。

尽管人们对OLED的失效机理还不完全清楚，但有许多研究成果表明了OLED器件内部水汽的存在是影响OLED 的寿命主要因素。

通过大量的成果与分析，我们认为OLED失效的主要原因可以概括为OLED器件的微型电解池失效模型，因为OLED器件属于直流电流驱动型的器件，当OLED 处于工作状态时，如果器件内部有水蒸汽的话，在器件内部就会产生器件内部就会构成一个微型的电解池，电化学反应，产生的反应气体就会将金属阴极与有机功能层分离，导致器件的根本性失效。

OLED器件所用的金属阴极一般都是铝，是比较活泼的金属，也易与渗透进来的水气发生反应，形成电阻值很大的介质层，相当于在器件内部串联了一个大电阻，这也会影响器件的亮度。

另外，水和氧气还会与有机材料发生化学反应，这些反应都会引起器件的失效。

因此，研究有机发光器件的封装。

对于提高器件的效率，延长器件的寿命具有重要的意义。

吸水材料：一般OLED的生命周期易受周围水气与氧气所影响而降低。

水气来源主要分为两种：一是经由外在环境渗透进入组件内，另一种是在OLED工艺中被每一层物质所吸收的水气。

为了减少水气进入组件或排除由工艺中所吸附的水气，一般最常使用的物质为吸水材(Desiccant)。

Desiccant可以利用化学吸附或物理吸附的方式捕捉自由移动的水分子，以达到去除组件内水气的目的。

工艺及设备开发：，为了将Desiccant置于盖板及顺利将盖板与基板黏合，需在真空环境或将腔体充入不活泼气体下进行，例如氮气。

值得注意的是，如何让盖板与基板这两部分工艺衔接更有效率、减少封装工艺成本以及减少封装时间以达最佳量产速率，已俨然成为封装工艺及设备技术发展的3大主要目标。

OLED封装技术有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode），具有全固态结构、高亮度、全视角、响应速度快、工作温度范围宽、可实现柔性显示等一系列优点，目前已经成为极具竞争力和发展前景的下一代显示技术。

OLED器件中使用的阴极材料和有机发光材料对水蒸气和氧气特别敏感，如果要达到设计的使用寿命10000h，水、氧的渗透率要分别小于5╳10-6g/m2·day和10-3g/m2·day。

水透过率等于10-6g/m2·day相当于24h内只允许1滴水渗入6个足球场大小的面积内（如下图1所示）。

为了有效的阻隔水和氧对OLED器件的影响，研究人员研发出Getter& Dispenser封装、Frit封装、TFE封装等多种封装技术。

一、Getter&Dispenser封装为了阻隔水和氧，最初始的封装方案就是在OLED器件四周涂上一圈密封胶，然后在OLED器件上方盖上一块玻璃，最后再将密封胶固化以完成封装，其结构图如下图所示。

密封胶封装结构因为密封胶多为有机材料，有机物的水透过率只能达到10-1g/m2·day，无法满足产品需求，所以需要在涂布密封胶的同时帖附干燥剂（Getter）。

干燥剂，也称吸气剂，其主要作用是吸收密封胶封闭后密闭空间内的水汽。

Getter的主要成分为氧化钙（CaO）和氧化锶（SrO），Getter 吸收水汽的化学原理如下公式：CaO+H2O→Ca(OH)2SrO+H2O→Sr(OH)2Getter&Dispenser封装结构如下图所示，虽然少量水能够透过密封胶，但是会被封装结构内的Getter吸收，从而保证OLED器件不受侵蚀。

Getter&Dispenser封装结构Getter&Dispenser封装工艺流程如下图所示。

因为干燥剂有0.1-0.3mm的厚度，所以封装玻璃上要开有凹槽，在凹槽中帖附干燥剂（Getter Attach）。

浅谈OLED封装技术摘要：OLED封装技术对元器件的效率维持和期限的增加具备很重要的作用。

高效的封装技术能使元器件使用寿命大大提高，在其中封装材料和封装行使方式也起到了非常重要的作用。

OLED常见的封装行使方式，包含后盖板封装形式、塑料薄膜封装形式、Frit封装形式等。

关键词：OLED封装技术、UV胶、塑料薄膜封装形式、Frit封装形式OLED的封装形式主要指将OLED和环境防护，避免H2O、O2、尘土及外力作用的不良影响，确保元器件各类主要参数，从而提升OLED的使用期。

OLED元器件负极金属材料和有机发光材料对H2O、O2特别敏感，少量的H2O、O2侵入将严重危害元器件效率使用寿命。

O2本身和O2空气氧化有机化学新型功能材料产生的羰基化合物均是淬灭剂，也会导致元器件发亮量子效率明显降低。

O2空气氧化空化传送原材料或是H2O渗入原材料内部结构都是会减少有机材料的导电性能。

H2O渗透到也会造成有机化学层化学物质水解反应，减少元器件可靠性。

为了高效地开展电子器件传送，OLED负极常常选用功函数低碱土金属或碱金属元素。

这种活泼可爱的金属材料易遭受注氧腐蚀，产生电化学反应，危害负极的化学变化对元器件可靠性造成极大的威胁。

OLED元器件特性衰落无效具体的表达形式要当元器件工作到一定时间后，其发亮地区会有黑色斑，与此同时电极地区会有气泡。

随着时间的推移，黑色斑将继续扩张，直到发亮地区被一整块遮盖。

黑色斑点的诞生不但会扩大元器件电阻器，还会继续减少元器件发光效率，很大程度上减少元器件使用寿命。

后盖板封装形式后盖板封装形式分玻璃盖板封装与金属后盖板封装形式，二者均可以有效地隔绝注氧对封装形式层渗入。

金属材料后盖板具有较强的导热性、冲击韧性高；玻璃盖板具有较强的电屏蔽掉性与绝缘性、物理性质平稳。

但玻璃盖板冲击韧性较弱，易脆、易出现微裂纹；金属材料后盖板净重比较大、易出现翘曲变形，并且金属不透光度使之不可以用在顶发射装置件上。

OLED封装技术进展摘要有机电致发光器件（OLED）因具有较多的优点，在显示领域有着光明的前景，其最大的优越性在于能够实现柔性显示，制作成柔性有机电致发光二极管（FOLED）。

OLED对水蒸气和氧气非常敏感，渗透进入器件内部的水蒸气和氧气是影响OLED寿命的主要因素，因此，封装技术对器件非常重要[1]。

对现有的主要的OLED衬底材料和封装方法进行了总结，分析各种衬底材料和封装方法的优缺点。

阐述了最新研究工作中柔性衬底的选择和新型封装方法的进展。

关键字：光学器件；有机电致发光器件；柔性有机电致发光；衬底材料；封装方法Advances of Encapsulation Technology for OLEDAbstractOrganic light-emitting device (OLED) has more advantages because, in the display area has a bright future, its biggest advantage is the ability to achieve flexible display, made into a flexible light-emitting diode (FOLED). OLED is very sensitive to water vapor and oxygen, water vapor penetration into the device's internal life and oxygen are the main factors affecting OLED, therefore, very important to the device packaging technology. The main existing substrate and the OLED encapsulation method are summarized, analyzed a variety of substrate materials and packaging methods advantages and disadvantages. Describes the latest research on flexible substrates in the selection and the progress of the new packaging method.Keyword:optical devices;organic light emitting device;flexible organic light emitting device;substract material;encapsulation method1引言 (1)２OLED器件的发光原理及基本结构 (2)2.1OLED器件的发光原理 (2)2.2OLED器件的基本结构 (2)2.2.1单层器件结构 (2)2.2.2双层器件结构 (3)2.2.3三层器件结构 (3)2.2.4多层器件结构 (3)3OLED器件柔性衬底的选择 (4)3.1聚合物材料衬底 (4)3.2金属箔片衬底 (5)3.3 超薄玻璃衬底 (5)3.4在聚合物上覆盖单层无机薄膜或者多层有机／无机薄膜衬底 (5)4OLED的封装 (5)4.1传统OLED封装技术 (5)4.2OLED的薄膜封装技术 (6)4.3新型柔性封装技术 (8)5结束语 (9)参考文献 (10)1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。