| 1.前言
近年來(lái),平板顯示器市場(chǎng)增長(zhǎng)很快。其中有機(jī)EL（電致發(fā)光）顯示器也加入平板顯示器的行列。有機(jī)EL是自發(fā)光的,并不需要背光源,而且響應(yīng)速度是微秒級(jí),非常快。由于視認(rèn)性好,在下一代需要?jiǎng)討B(tài)圖像顯示的移動(dòng)電話應(yīng)用中有非常好的前景。現(xiàn)在,它在日本的汽車音響市場(chǎng)中已得到實(shí)用化;在美國(guó)裝有多彩色顯示器的移動(dòng)電話也開(kāi)始應(yīng)用,證明了有機(jī)EL顯示器品位的高檔。
有機(jī)EL顯示器一般形成在玻璃板上,但是通過(guò)把這種玻璃基板換成樹(shù)脂基板（膠片）,就大大擴(kuò)大了有機(jī)EL的應(yīng)用范圍。圖1表示了玻璃基板有機(jī)EL顯示器和樹(shù)脂基板有機(jī)EL顯示器的比較�？梢�(jiàn),樹(shù)脂基板的有機(jī)EL顯示器像膠片一樣,很薄很輕。要是把它應(yīng)用于現(xiàn)在的移動(dòng)儀器,那是很有效的。而且樹(shù)脂膠片有柔軟性,可以彎曲,可以實(shí)現(xiàn)各種形狀的顯示器。
本文對(duì)有機(jī)EL膠片顯示器用樹(shù)脂基板的要求,有機(jī)EL用壁壘膜的開(kāi)發(fā)和顯示的制作等作一個(gè)介紹。
2.對(duì)樹(shù)脂基板的具體要求如下
光學(xué)特性（高透明性）
耐環(huán)境性（耐熱性,耐溶劑性）
氣體壁壘性（防氧氣,防水蒸氣）
表面平滑性
現(xiàn)在,滿足所有這些要求的樹(shù)脂并不存在。在今后光靠樹(shù)脂單體滿足這些要求也是困難的。因此,我們認(rèn)為必須在樹(shù)脂基板上鍍有這些功能的薄膜。市場(chǎng)上已經(jīng)開(kāi)發(fā)了適合液晶顯示器的樹(shù)脂基板,但即使用這些樹(shù)脂基板,仍然要鍍防氣體進(jìn)入的基膜和硬膜層等薄膜。液晶用樹(shù)脂基板對(duì)有機(jī)EL來(lái)講,在光學(xué)上有足夠的性能,但是在做成有機(jī)EL器件后,是很薄的膠片,因而對(duì)氧氣和水份非常敏感。所以,有機(jī)EL膠片顯示器中,對(duì)于氣體的壁壘性和表面的平滑性有更高的要求。特別是在水蒸氣壁壘性方面,在一般的樹(shù)脂中,大體上是1～10g/m2day,即使在附加氣體壁壘膜的液晶用基板中至多為0.1～1g/m2day。但是作為有機(jī)EL的壁壘膜,這種性能是不夠的。
現(xiàn)在人們掌握了現(xiàn)有樹(shù)脂的基本性能,而且開(kāi)發(fā)了適用于有機(jī)EL的壁壘膜。于是應(yīng)用附加這種壁壘膜,提高了對(duì)水蒸氣壁壘性的樹(shù)脂基板,試制了有機(jī)EL膠片顯示器。
3.有機(jī)EL用壁壘膜開(kāi)發(fā)
采用以往的樹(shù)脂基板（PET或PC）試制的有機(jī)EL器件有許多黑點(diǎn),質(zhì)量不好。這是由于進(jìn)入水蒸氣等造成的。于是進(jìn)行了新的有機(jī)EL用壁壘膜的開(kāi)發(fā)。在采用樹(shù)脂基板的情況下,需要分別對(duì)從基板一側(cè)進(jìn)入的物質(zhì)和從器件一側(cè)進(jìn)入的物質(zhì)進(jìn)行研究。
⑴器件外側(cè)的保護(hù)膜
關(guān)于器件外側(cè)的保護(hù)膜,以前研究過(guò)利用等離子體CVD法的氮化硅膜。采用等離子體CVD（化學(xué)氣相沉積）法的優(yōu)點(diǎn)是容易控制應(yīng)力、器件的被覆性好等。在半導(dǎo)體中把氮化硅作為保護(hù)膜是眾所周知的,但是為了適用于有機(jī)EL,必須在不對(duì)EL產(chǎn)生損傷的低溫下成膜。這種等離子體CVD法形成的氮化硅膜作為有機(jī)EL密封用保護(hù)膜,顯示出有非常好的壁壘性。
⑵樹(shù)脂基板側(cè)的壁壘膜
作為隔斷來(lái)自樹(shù)脂基板一側(cè)的水分等進(jìn)入的壁壘膜,能使用上述的氮化硅膜。因?yàn)榈枘Р韬稚榱擞米龉廨敵鲆粋?cè)的膜,在透光率上必須是充分的。因此人們著眼于氧氮化硅。人們研究了通過(guò)在氮化硅膜中引入氧從而形成氧氮化硅膜,在對(duì)有機(jī)EL保持足夠壁壘性的狀態(tài)下,可使膜透明化。
通過(guò)研究膜的光學(xué)透過(guò)率和防濕性能與膜中氧氮的比例關(guān)系,可以評(píng)價(jià)氧氮化硅膜的性能。關(guān)于壁壘膜的防濕性能,在所有透濕度測(cè)定法的測(cè)定極限以下。因此,只能在制作有機(jī)EL器件以后,觀察判斷其發(fā)光狀態(tài)來(lái)評(píng)價(jià)。
在一定的氧氮化比范圍內(nèi),既顯示出有高的透過(guò)率,又顯示有好的防濕性。
4.有機(jī)EL膠片顯示器的試制
人們制試了有機(jī)EL膠片顯示器,圖2表示了它的結(jié)構(gòu)。
首先,在樹(shù)脂基板上形成改善密貼性的緩沖層。然后,利用濺射法形成氧氮化硅膜。把氮化硅用作濺射靶,作為成膜氣體導(dǎo)入氬和氧。這時(shí),通過(guò)改變導(dǎo)入的氧流量,分別制作不同氧氮比的氧氮化硅膜。膜厚都是200nm（納米）。在其基板上制作有機(jī)EL器件后,用上述的氮化硅膜密封進(jìn)行保護(hù)。
透明電極（陽(yáng)極）和金屬電極（陰極）分別呈條狀在相互垂直方向形成,它們交叉的區(qū)域能發(fā)光。如果從基板側(cè)有水份進(jìn)入,那么這會(huì)以從透明電極端部開(kāi)始的非發(fā)光部分增大的形式表現(xiàn)出來(lái)。
把各種氧氮比的器件保存在65℃、95％RH的環(huán)境中,通過(guò)500小時(shí)的非發(fā)光部的擴(kuò)大,來(lái)評(píng)價(jià)氧氮化膜的防濕性。由于氧和氮的比例不同,從電極端部開(kāi)始的非發(fā)光部擴(kuò)大的程度也不同。
圖3表示在氧氮化硅膜上的氧氮比與光學(xué)透過(guò)率和防濕性之間的關(guān)系。由這個(gè)結(jié)果可知,氧氮比O/（O+N）大致在40％到80％之間時(shí),膜的光學(xué)透過(guò)率為90％以上,并且膜可得到充分的防濕性。
這樣在形成氧氮化硅壁壘膜的樹(shù)脂基板上制作了有機(jī)EL膠片顯示器。這種顯示器像膠片一樣,可以彎曲,它的規(guī)格如表1所示。
表1 試制的有機(jī)EL膠片顯示器規(guī)格
| 顯示面積 | 44.8mm×22.4mm | | 顯示像素?cái)?shù) | 128×64點(diǎn) | | 厚度 | 0.2mm | | 重量 | 1g(包括驅(qū)動(dòng)IC) | | 驅(qū)動(dòng)方法 | 無(wú)源 | | 驅(qū)動(dòng)電壓 | 12V | |
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