质谱法测量柔性OLED衬底材料气体渗透率的研究

论文摘要

有机电致发光显示(OLED)具有主动发光、功耗低、视角宽、发光亮度大、全固态、可实现柔性显示等诸多优点,已成为下新一代平板显示器中关注的焦点。目前OLED器件寿命未达到商业大尺寸显示所需寿命要求,研究证实封装材料的水蒸气、氧气等气体的渗透是对有机电致发光器件的寿命的影响主要问题之一。针对封装材料的气体渗透率的测量,已经提出了许多方法。但是目前商用和实验室使用的各种测试方法存在着测量气体种类单一、测量时间较长、测量灵敏度达不到要求、费用昂贵等问题。针对目前高阻隔封装材料气体渗透率测量存在的问题,本文提出了质谱法静态积累式进样测量方法。与之前提出的质谱法动态进样式测量方法做了对比,并对静态积累法实验系统进行了改进。针对常温下测量高阻隔材料气体渗透率需较长时间,本文提出并印证了温度加速因子对气体渗透率的影响,并对PEN、云母薄膜等进行了实验测量并验证加速因子的正确性。静态积累法测量封装材料气体渗透率弥补了其他测量方法的不足,它有不受测量气体种类限制、测量灵敏度高、操作简单、容易实现等优点。为了改进质谱检测系统、提高质谱计测量灵敏度,本文对静态积累法做了改进,并完善了质谱计数字采集系统。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 OLED 产业化的问题
• 1.3 OLED 器件失效机理
• 1.4 国内主要外测量的方法
• 1.5 本论文的研究内容及创新
• 第二章 质谱法测量柔性OLED 衬底材料气体渗透率的相关理论
• 2.1 气体分子与固体表面间的作用力
• 2.1.1 物理吸附物理吸附
• 2.1.2 化学吸附
• 2.2 气体在固体中的渗透相关理论
• 2.2.1 气体在固体中的溶解
• 2.2.2 Fick 定律—溶解的气体在固体中扩散
• 2.3 真空技术相关的物理基础
• 2.4 真空系统的抽速和流导
• 2.4.1 气体沿管道的流道
• 2.4.2 管道的流导
• 2.5 真空系统的抽速确定
• 2.6 四极质谱仪的原理和特性
• 2.7 质谱仪中电离计的相对灵敏度
• 第三章 质谱计数据采集系统的设计
• 3.1 系统设计目的和要求
• 3.1.1 采集系统硬件工作原理
• 3.1.2 质谱仪数据采集系统控制部分软件的设计
• 3.2 四极质谱计数据采集系统软件设计
• 3.2.1 质谱图的修正原理
• 3.2.2 质谱峰值的计算
• 3.2.3 数据校正与测试
• 3.3 软件界面及功能介绍
• 3.3.1 软件界面
• 3.3.2 功能按钮
• 3.4 软件模块分析
• 3.4.1 软件集成开发环境介绍
• 3.4.2 软件的模块介绍
• 第四章 质谱法动态抽除式进样测量气体渗透率的研究
• 4.1 质谱法测量材料渗透率系统介绍
• 4.1.1 动态抽除式测量系统原理
• 4.1.2 动态抽出式质谱法测量系统介绍
• 4.1.3 待测样品材料与真空室的连接
• 4.1.4 实验中气体室中渗透气体要求
• 4.1.5 超高真空系统的启动
• 4.1.6 真空系统的检漏及仪器设备的烘烤除气
• 4.2 质谱计的测量灵敏度
• 4.2.1 质谱计离子流量程的灵敏度比值
• 4.2.2 质谱计对不同气体的测量灵敏度
• 4.2.3 实验中的常用参数介绍
• 4.3 温度对材料气体渗透的影响
• 4.4 氧气、水蒸气对PEN 薄膜气体渗透率的测量
• 4.4.1 氧气对PEN 薄膜渗透率的测量
• 4.4.2 水蒸气对PEN 薄膜渗透率的测量
• 4.4.3 实验数据分析
• 4.5 温度对PEN 材料气体渗透率的影响
• 4.6 类金刚石薄膜水蒸气渗透率测量
• 4.7 氧气、水蒸气对云母薄膜气体渗透率的测量
• 第五章 质谱法静态积累式进样材料气体渗透率测量的研究
• 5.1 质谱法静态积累式进样测量系统的结构及原理
• 5.1.1 质谱法静态积累式进样测量系统原理
• 5.2 质谱法静态积累式进样材料气体渗透率测量
• 5.2.1 系统中针阀刻度与流导的关系确定
• 5.2.2 积累室中取样气体讨论
• 5.2.3 实验测量方法及实验数据处理介绍
• 5.3 水蒸气、氧气对云母薄膜气体渗透率的测量
• 5.3.1 积累室本底压强测量
• 5.3.2 水蒸气、氧气对云母薄膜渗透率测量
• 5.4 云母薄膜气体渗透率测量分析
• 5.5 高真空下环境下OLED 寿命测试
• 5.6 质谱法静态积累式进样测量系统的特点及改进方法
• 5.6.1 静态积累式进样测量系统的特点
• 5.6.2 静态积累式进样测量系统的改进方法
• 第六章 总结与展望
• 6.1 研究成果及创新工作总结
• 6.2 存在问题
• 6.3 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果