3M“假水”解决OLED寿命短问题简介

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一、前言
一般的有机发光二极管（OLED）元件本身在制造过程中即常会有水气的侵入，例如：ITO（indium-tin-oxide）基板表面的水气，有机材料中所含的水气，真空蒸镀腔体中残留的微量水气，金属电极形成后自界面及有机层中扩散进来的水气等，这些都会造成元件的有机材料氧化或电极的劣化，使得元件损坏。即便这些不良因素都能以严谨的制程控管予以减到最低，一个封装后的OLED成品仍然要面对从空气中再度扩散进入的水气的严峻考验。亦即，水气的进入通常演变成OLED元件使用寿命的大幅下降。一般广为人所采取的对策是研发出疏水性高（hydrophobic，即水滴在其上因表面张力大而致接触角大）的封装材料以及其特殊的后续表面处理。然而，这类的措施一般仅能达到极为有限的改善，原因是尽管水滴不易附着在封装材料上，水蒸汽（或水气）仍然可藉由扩散穿透此封装层进而侵袭OLED元件内部。事实上，空气中的氧也以同样的方式进入而氧化元件中的有机材料。
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& y' }& e; G/ p8 Q% d/ A+ H7 N* z二、研究目的
5 B9 g. B% a/ g2 F" `本研究之原始动机在于寻找一种在分子层级能排拒水分子与氧分子于外的封装材料，用以阻挡水气、氧气对OLED元件的侵袭。针对此，我们发现3M公司开发的消防用“假水”（产品名FC-40，或其他相似产品）似乎带有这个可能性。亦即，或许我们可以采取如图1 所示意的，藉由FC-40形成一道防线来排拒水气、氧气的侵入，进而延长OLED元件的连续使用寿命。假如，结果令人满意，便可以再进一步研究开发具“假水”般特性的固态封装材质。
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三、文献探讨
OLED元件的寿命如何评估是一个很有趣的问题，Kodak最早提出一公式来表达元件寿命的换算，即L0×t1/2=cons tan t ( 0 L为起始亮度，1/ 2 t为由起始亮度衰退到起始亮度的一半所需要的时间，称之为元件的半衰期) [1]。

1 ]+ K: a6 c5 e1 sOLED发展至今，它的劣化原因并不如想象中的单纯，可以从许多面向去了解，也还需要多的研究去厘清，如表1所示，OIDA(Optoelectroincs Industry Development Association)的Stolka归纳出增加OLED寿命的方法及所预计可达到的寿命增进，其中封装是最重要的一环，其他如稳定的发光体、光物理与光化学机制的了解也都非常重要，另外利用电路补偿的方式，在元件老化时增加电流密度也是一个方法。

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2016-12-19 16:26 上传

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