浅谈OLED封装技术

赵瑜

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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真空蒸镀机器设备将元器件传到扶手箱中，扶手箱内为N2自然环境，水含氧量均小于1ppm以内；将后盖板从运载室传入等离子处理腔对它进行PT解决，使后盖板表层活性，便于UV胶则在表层有非常好的浸润性，衔接更为紧凑。将PT处理过的后盖板传到扶手箱内，先往后盖板上贴上去防潮剂片，然后由调整好的程序全自动点胶机进行UV胶涂敷。将基材和后盖板放入压合腔房间内，真空泵下迎合，打开紫外灯照射干固UV胶。

我们现在企业所采用的后盖板封装技术是Nagase的UV胶、Dynic的干燥片加玻璃盖板开展封装形式，干涸后UV胶薄厚在20um之内封装形式效果比较好，在32*32mm元器件中进行封装形式试验，衰老标准85℃/85RH，可置放1000钟头无新增可观测小黑点，计算出来常温下空气下使用寿命为100000钟头，在100*100mm元器件上实验，85℃/85RH条件下也可以置放500钟头，无可观测新增加小黑点。

塑料薄膜封装形式

塑料薄膜封装形式采用的是真空蒸镀、等离子提高化学沉积PECVD、等离子提高原子层沉积PEALD等堆积技术性，制取塑料薄膜防护层来代替后盖板加密封剂的搭配。塑料薄膜封装材料特性取决于器件封装实际效果，因而并对需有：（1）表层高密度、整平且容易产生针眼；（2）耐热、抗强酸强碱腐蚀强；（3）具有一定的冲击韧性、延展性且重量较轻；（4）WVTR和OTR要各自低于10-6g/(m2.day）和10-3cc/(m2.day)；（5）能见光的透过率超过90%；（6）根据软性元器件封装形式塑料薄膜，弯折频次超过1000次。

塑料薄膜封装形式包含无机物塑料薄膜封装形式、有机化学塑料薄膜封装形式和有机化学/无机物更替的复合薄膜封装形式等。无机物塑料薄膜具有较高的防护注氧水平，但是它太脆，并且涂抹环节中难以避免所产生的针眼和由晶体界限缺点所形成的裂痕，会大幅度降低封装形式实际效果。单面有机的塑料薄膜的注氧高阻隔较弱不能满足封装形式规定。无机物/有机化学更替的复合薄膜可以有效降低无机物塑料薄膜内缺点和释放出来地应力，提高封装形式实际效果并增加元器件使用寿命。与后盖板封装形式相比，无机物/有机化学更替复合袋降低了元器件总体质量与薄厚，被称作发展前景最大的一个封装工艺。

在32*32mm元器件中进行封装形式试验，用PECVD机器设备镀SiNX膜层厚度2um，WVTR可达到10-4g/(m2.day)，再粘贴一层BOCA膜，衰老标准85℃/85RH，可置放1000钟头无新增可观测小黑点，计算出来常温下空气下使用寿命为100000钟头。大规格元器件封装形式特性尚需进一步提高，后面也会增加喷墨打印机器设备，在封装形式层提升有机化学黑墨水膜层，使用寿命也会有一定的改进。

Frit封装形式

Frit封装形式要在平板电脑后盖板上施胶Frit（玻璃粉）原材料，与OLED元器件基材一起传到迎合室中真空泵对合迎合，然后用激光器或红外线放射线根据掩膜板指定直射Frit原材料，使之熔化连接Frit层和基材，使基材、后盖板和Frit原材料产生密封性地区环形维护OLED元器件。

Frit原材料最少包括一种玻璃材质和两种填充料各自调整消化吸收特征和热扩散系数特点，包含硼钢化玻璃、硫酸铵锡夹层玻璃、钒酸盐夹层玻璃、轻质氧化镁、氢氧化钙、氧化钡、氧化锂、氧化钠、氧化钾、活性氧化锌、三氧化二铝、氧化镍、化合物、氯化铜、氧化钨等玻璃材质和氢氧化物。

总而言之，OLED需要达到和LED、LCD市场竞争乃至逐渐替代的预期目标，使用寿命难题无疑是急缺攻破的技术难点。提升OLED元器件使用寿命的路径，除开设计开发效率高和性能稳定的原材料和元器件构造，还需要根据封装工艺抑制在其长时间工作与存储过程中老化与无效。OLED封装技术发展和要求是：（1）元器件制造一体，不会再破真空泵；（2）塑料薄膜封装形式替代夹层玻璃或金属材料后盖板封装形式；（3）封装形式层水蒸气占有率低于10-6g/(m2.day)，O2占有率低于10-3cc/(m2.day)；（4）封装形式塑料薄膜并没有针眼，边缘并没有缺点；（5）具有较好的台阶覆盖能力；（6）大规模化，涂膜速度更快；（7）透光性；（8）超低温制造；（9）粘合力强，抗地应力。在其中无机物/有机化学更替的复合薄膜可以有效降低无机物塑料薄膜内缺点和地应力，成为有前景的封装技术。

参考文献：

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