OLED器件制作關鍵步驟
摘要: 作為陽極的 ITO 表面狀態好壞直接影響空穴的注入和與有機薄膜層間的界面電子狀態及有機材料的成膜性。如果 ITO 表面不清潔,其表面自由能變小,從而導致蒸鍍在上面的空穴傳輸材料發生凝聚、成膜不均勻。
OLED 器件制作包括:
ITO/Cr 玻璃清洗 ——→ 光刻 ——→ 再清洗 ——→ 前處理 ——→ 真空蒸發多層有機層( 4-5 層) ——→ 真空蒸發背電極 ——→ 真空蒸發保護層 ——→ 封裝 ——→ 切割 ——→ 測試 ——→ 模塊組裝 ——→ 產品檢驗、老化實驗以及 QC 抽檢工序
ITO 的洗凈及表面處理
作為陽極的 ITO 表面狀態好壞直接影響空穴的注入和與有機薄膜層間的界面電子狀態及有機材料的成膜性。如果 ITO 表面不清潔,其表面自由能變小,從而導致蒸鍍在上面的空穴傳輸材料發生凝聚、成膜不均勻。通常先對 ITO 表面用濕法處理,即用洗滌劑清洗,再用乙醇,丙酮及超聲波清洗或用有機溶劑的蒸汽洗滌,后用紅外燈烘干。洗凈后對 ITO 表面進行活化處理,使 ITO 表面層含氧量增加,以提高 ITO 表面的功函數,也可以用過氧化氫處理 ITO 表面,用比例為水:雙氧水:氨水 =5 : 1 : 1 的混合溶液處理后 , 使 OLED 器件亮度提高一個數量級。因為過氧化氫處理會使 ITO 表面過剩的錫含量減少而氧的比例增加,使 ITO 表面的功函數增加從而增加空穴注入的幾率。紫外線 - 臭氧和等離子表面處理
是目前制作 OLED 器件常用的兩種方法,主要目的是:
1 .去除 ITO 表面殘留的有機物。
2 .促使 ITO 表面氧化增加 ITO 表面的功函數。
經 過脫脂處理表面處理后的 ITO 表面的功函數約為 4.6 eV, 經過紫外線 - 臭氧或等離子表面處理過的 ITO 表面的功函數約為 5.0 eV 以上,發光效率及工作壽命都會得到提高。在對 ITO 玻璃進行表面處理是一定要在干燥的真空操作條件下進行,處理過的 ITO 玻璃不要在空氣中放置太久,否則 ITO 玻璃就會失去活性。基板的平坦度對有機薄膜的型態 (morphology) 也有關鍵性的影響,由于與有機薄膜接觸的表面粗糙度對表面型態有顯著的影響,因 此在絕緣層及金屬極的制作就需要選擇平整的制作過程。
有機薄膜蒸鍍工藝
OLED 器件在高真空腔室中蒸鍍多層有機材料薄膜,膜的質量是關系到器件質量和壽命的關鍵。在真空腔室中有多個加熱舟蒸發源和相應的膜厚監控系統、 ITO 玻璃基板固定裝置及金屬掩膜裝置 (Mask) 。有機材料的蒸汽壓比較高,蒸發溫度在 100 -500℃ 之間,就其特征:
1 、蒸汽壓高( 150 -450℃ )。
2 、高溫條件下易分解,易變性。
3 、泡沫狀態下導熱性不好。
在 蒸發沉積有機材料薄膜時,蒸發輸率控制在 3-5Å/ 秒,這樣在 Φ60 ㎜的基板范圍內薄膜的均勻度可達 350 ű25 Å 。使用導熱性好的加熱舟,使蒸發速度容易控制。常用的加熱舟有金屬鉬和鉭加熱舟,為了使加熱更均勻,再加上帶蓋的石英舟,它使加熱得到緩沖。在進行有機 材料薄膜蒸鍍時 , 一般基板保持室溫 , 防止溫度升高破壞有機材料薄膜 , 蒸發速度不宜過快或過慢 , 使膜厚度不均勻 , 過厚。蒸發多種材料分別在幾個真空室中進 行,防止交叉污染。在彩色 OLED 器件制作中,含有摻雜劑的有機材料薄膜的形成,要采取摻雜劑材料與基質材料共蒸發的工藝,一般摻雜劑材料控制在 0.5~2% (占基質材料的摩爾數),要求 在控制基質材料和蒸發量的同時,嚴格控制摻雜劑材料在基質中的含量。
有機材料蒸鍍示意圖

有機材料蒸鍍常見問題
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