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题目：基于PEN聚合物衬底的柔性有机电致发光显示器件工艺研究指导教师：林慧报告人：王钦陈冠达缪宇UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina电子科技大学2020年3月柔性OLED和刚性OLED性质优点缺点刚性对水氧的阻隔性好不易携带，易破损，质量大柔性能够弯曲或卷成任意形状；柔韧性好，既轻又薄；不易破损，耐冲击，更加耐用；成本低，能实现大规模生产熔点低，高温容易变形甚至融化；寿命短金属箔与PEN聚合物的对比衬底优点缺点金属箔高温下稳定性好，低水氧透过率，材料获取比较容易，静电效应低，采用不锈钢材料其耐化学腐蚀性和安定性好金属箔虽然可弯曲但是不能回复原状，容易起皱；成本比聚合物高；表面粗糙度大，不透明PEN聚合物易于制备，质量轻，柔软性好，光的高透过率（达到80%以上），耐冲击，韧性好，平整度高，最大突起不高于0.02μm。是制作柔性基板的主要材料。对水和氧的阻隔作用弱，粘合度低，易脱落，高温时不稳定。（但比其他聚合物好）国外研究进展•1992年，Gustafsson等人首次发表了利用PET作为柔性的基板，在搭配可导电高分子材料，制作出了第一个柔性有机电致发光器件；•2003年日本先锋推出15im像素为160*120全彩PM-OLED柔性显示器，其重量仅为3g，亮度为70cd/㎡，驱动电压为9V；•2005年Plasticlogic公司在第12届国际显示器产品展上展示了其开发的柔性OLED，这款10in的SVGA（600*800）有源矩阵性（AM）显示屏支持100ppi分辨率。四级灰度，厚度不超过0.4mm；•2008年，三星公司推出了其4in的柔性显示OLED，对比度可达1,000,000:1，亮度为200cd/㎡，而它的厚度只有0.05mm；•世界领先的科研机构如贝尔实验室、IBM、飞利浦、剑桥大学、美国劳伦斯国家实验室等也纷纷投入，同时许多国际性的大型研讨会也开辟柔性电子专题研讨会。柔性器件优势：能够任意卷曲，重量极轻，耐用，耐冲击，低生产成本国内研究进展•目前国内有关柔性显示的器件还处于研发阶段，柔性OLED技术在2000年以后发展起来，目前专利申请量虽有所增长，但年度申请量仍处于个位数；•吉林大学的GuanHe-song等以聚苯胺薄膜为阳极，制备了柔性近红外OLED器件，器件起亮电压为6.5V，但亮度和效率相比之下均不理想；•电子科技大学开展了对柔性显示器件用导电基板、有机材料、阴极结构的研发，取得了大量的研究成果，器件亮度和效率都达到了显示器件的标准。最新研究进展（右）三星的可弯曲OLED显示样4.5英寸480*800像素2.8英寸240*400像素（左）索尼4.1英寸超薄OLED厚度仅为80微米分辨率432×240,1600万色,可达到100尼特亮度1000∶1的对比度存在的问题•传统采用的是蒸发镀膜法，需要较高的温度，而绝大多数柔性OLED器件的研究采用在聚合物衬底上镀一层透明导电薄膜ITO作为阳极，而常规的聚合物衬底存在着不耐高温，对器件的制作和加工构成了较大困难，尤其是镀在表面的某些无机导电层由于不能进行热处理而使衬底本身的性能受到影响。•目前作为主流透明导电薄膜材料的铟锡氧化物(tin-dopedindiumoxide，ITO)在柔性衬底上也有易脱落、脆性大等缺点，且铟的丰度较低，造成ITO成本较高。解决方法1.采用磁控溅射镀膜法能在较低的温度下进行镀膜解决聚合物不耐高温，而有机物在高温下各种特性容易改变的问题。磁控溅射镀膜法•在高真空充入适量的氩气，在阴极（柱状靶或平面靶）和阳极（镀膜室壁）之间施加几百K直流电压，在镀膜室内产生磁控型异常辉光放电，使氩气发生电离.氩离子被阴极加速并轰击阴极靶表面，将靶材表面原子溅射出来沉积在基底表面上形成薄膜.解决方法2.采用PEN作为衬底，制备ITO导电薄膜PEN衬底的优势：1.热性能：PEN具有优良的耐热性和热氧稳定性,在160℃下能够长期保持其优良的物理-机械性能。它的熔点为265℃;玻璃化温度约为112~124℃,比PET高40℃以上;热变形温度为100℃。2.机械性能：同PET相比,PEN具有较高的拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量。3.气体阻隔性：PEN具有良好的气密性,远高于其它工程塑料和通用塑料。PEN对O2的阻隔性比PET高4倍,对CO2的阻隔性高5倍,对水的阻隔性高3.5倍。此外,PEN的阻气性能不受环境湿度的影响。研究内容1.采用磁控镀膜法在PEN上制备ITO薄膜；2.改善磁控溅射的工艺参数：–溅射功率–溅射温度–溅射气氛3.测试薄膜的ITO薄膜的光电性能参数：–透过率–导电性4.制备基于PEN衬底的FOLED器件，并测试器件的电流-电压-亮度曲线最终目标：通过优化工艺参数，提高ITO的附着性和光电性能，获得性能优良发光器件样品。（能实现发光功能即可）