OLED的失效分析技术研究

论文摘要

有机电致发光器件(（OLED）驱动电压低、发光亮度大、视角宽、响应速度快、制作工艺简单,是新一代平板显示技术中的一大亮点;是21世纪首选的绿色照明光源之一。目前阻碍OLED走向实用化和市场化的关键问题是其发光效率低、工作寿命短、性能稳定性差。开展OLED的失效分析工作,研究其失效机理,开发新的分析方法,对提高器件可靠性具有十分重大的意义。发现OLED封装气密性问题可能导致器件发光面积的减小。考察器件在空气、干燥空气、潮湿氮气中的面积退化规律,并通过显微镜和扫描电子显微镜（SEM）对失效器件的阴极及有机层的形貌进行分析。实验结果表明水汽和氧气都会导致OLED发光面积减小:水汽会导致阴极气泡,有机层结晶,氧气会氧化阴极及有机层。通过N&K多功能薄膜仪对OLED器件的结构进行分析,并对比了存放不同时间的样品的反射率波谱。对反射率进行计算拟合,可以得到OLED器件的结构信息。对比了存放不同时间以及通电至失效的器件结构,发现对结构为ITO/NPB/Mq3/LiF/Al的器件,主要是Alq3和LiF层发生变化引起器件失效。也证明了N&K多功能薄膜分析仪是有效的OLED失效分析手段。OLED电极引线发生腐蚀是OLED失效的重要原因。用X射线衍射分析（XRD）、X射线光电子能谱分析（XPS）、扫描电镜分析（SEM）和能谱分析（EDX）方法对镀Cr的ITO电极引线样品的腐蚀产物及形貌结构进行了分析,XRD和XPS结果表明镀层Cr反应生成Cr（OH）3和CrO3,SEM和EDX结果表明Cr先腐蚀,ITO随后发生腐蚀。然后通过对引线样品在不同溶液中的极化曲线分析,得知Cr腐蚀产物的价态与其所处的电位有关,且氯离子对ITO腐蚀具有促进作用。最后根据实验结果对电极引线腐蚀的全过程提出一简化模型进行解释。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 概述
• 1.2 有机电致发光的发展历史与应用现状
• 1.3 有机电致发光的工作机理与电致发光器件的基本结构
• 1.3.1 有机电致发光的工作机理
• 1.3.2 有机EL器件的结构
• 1.4 有机电致发光器件的材料
• 1.4.1 发光材料（Emitting Materials）
• 1.4.2 空穴传输材料（Hole Transport Materials,HTM）
• 1.4.3 电子传输材料（Electron Transport Materials,ETM）
• 1.4.4 多功能的载流子传输材料
• 1.4.5 空穴注入材料
• 1.4.6 空穴阻挡材料
• 1.5 有机电致发光器件的性能评估与失效机理
• 1.5.1 性能评估参数
• 1.5.2 有机电致发光二极管的失效机理
• 1.6 本文工作内容及创新
• 第二章 OLED发光面积退化研究
• 2.1 实验内容
• 2.2 不同环境下发光面积变化规律
• 2.2.1 空气环境下发光面积的变化及分析
• 2.2.2 干燥空气环境下发光面积的变化及分析
• 2.2.3 潮湿氮气环境下发光面积的变化及分析
• 2.3 失效器件形貌分析
• 2.4 实验讨论
• 2.5 小结
• 第三章 N&K Analyzer在OLED失效分析中的应用
• 3.1 N&K多功能薄膜仪简介
• 3.1.1 薄膜测量系统
• 3.1.2 N&K薄膜表征的理论基础
• 3.1.3 N&K方法介绍
• 3.2 实验内容
• 3.2.1 OLED器件制备
• 3.2.2 N&K分析与测量
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 器件样品薄膜反射率随放置时间的变化趋势
• 3.3.2 放置10天后器件各层薄膜厚度分析
• 3.3.3 放置40天及通电器件厚度分析
• 3.3.4 器件各层厚度变化趋势
• 3.4 小结
• 第四章 OLED电极引线腐蚀研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验方法
• 4.3 实验结果与讨论
• 4.3.1 腐蚀产物分析
• 4.3.2 极化曲线分析
• 4.3.3 讨论
• 4.4 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢