[发明专利]一种水汽透过率的测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机电致发光器件封装薄膜水汽透过率测试方法，可用于封装薄膜的检测，尤其涉及有机电致发光器件的薄膜封装工艺及测试，是一种分子湿度计方法。

背景技术

有机电致发光器件（Organic Light Emitting Device, OLED）由于具有超轻薄、高亮度、响应快、低功耗、效率高及制作简单等特征，广泛应用于平板显示器，背光模组和照明等领域，其发光原理为在两个电极之间沉积非常薄的有机材料，对该有机发光材料通以直流电使其发光。

研究表明，空气中的水汽和氧气等成分对OLED的寿命影响很大，其原因主要从以下方面进行考虑：OLED器件工作时要从阴极注入电子，这就要求阴极功函数越低越好，但做阴极的这些金属如铝、镁、钙等，一般比较活泼，易与渗透进来的水汽发生反应。另外，水汽还会与空穴传输层以及电子传输层(ETL)发生化学反应， 这些反应都会引起器件失效。因此对OLED进行有效封装，使器件的各功能层与大气中的水汽、氧气等成分隔开，就可以大大延长器件寿命。

传统的OLED器件是在刚性基板(玻璃、金属)上制作电极和各有机功能层，对这类器件进行的封装一般是给器件加一个盖板，并将基板和盖板用环氧树脂粘接。这样就在基板和盖板之间形成了一个罩子，把器件和空气隔开，空气中的水、氧等成分只能通过基板和盖板之间的环氧树脂向器件内部进行渗透，因此，比较有效地防止了OLED各功能层以及阴极与空气中的水、氧等成分发生反应。

对OLED进行的封装所用的盖板，通常用玻璃和金属两种材料。整个封装过程在充惰性气体，如氮气、氢气等的手套箱内完成。手套箱内水汽含量应小于1 ppm。金属盖板既可以阻挡水、氧等成分对器件封装的渗透，又可以使器件坚固，但是其不透光性限制了这种封装方法在有机电致发光器件上的应用。另外，用金属盖板进行封装时要特别注意金属盖板不能接触到器件的电极，以免引起短路。盖板封装时需要密封胶，由于密封胶的多孔性，容易使空气中的水分渗透进入器件内部，因此在这种封装方式中，一般在器件内部加入氧化钙或氧化钡作为干燥剂来吸收在涂环氧树脂时和封装时残留的水分。

有机电致发光显示与其他形式的显示相比，有一个重要的优势就是可以实现柔性显示。1992年Gustafsson等人发明了基于PET(ploy ethylene terephthalate)基板上的柔性高分子材料的OLED；1997年Forrest等人发明了柔性小分子材料的OLED。这类显示器件柔软可以变形且不易损坏，可以安装在弯曲的表面，甚至可以穿戴，因而日益成为国际显示行业的研究热点。对于柔性OLED来说，传统的封装方法因为盖板是不可卷曲的，因而是无效的。用薄膜直接封装与传统的玻璃盖封装比起来，器件更薄，而且不必担心在柔性显示时聚合物盖子的磨损，为柔性OLED的发展打下基础。

目前，封装层通常采用SiNx、SiOx或者Al₂O₃等无机材料或者有机材料，也有的封装层采取有机无机材料混合制作成单层或多层结构。要使OLED的寿命超过10000h，达到实际的应用要求，那么，这个器件的封装在39℃，相对湿度为95％的条件下水汽渗透率（WVTR）要小于10^-6×10 g/m/day，而氧气透过率（OTR）则要小于10^-5cm³ /m²/day。如此小的数值的测量对目前较流行的测量手段来说，是一个很大的挑战。要对OLED的封装特性进行测量，对测量系统有以下要求：

A.  系统的测量最小值必须能达到上述要求。

B.   系统可以对传统的OLED和柔性OLED的封装特性进行测量。

C.  能对器件的水氧渗透率可以做定性和定量两种分析。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有效的测量OLED封装水汽透过率的方法，解决目前OLED封装薄膜水汽透过率难以测定的问题。本发明的基本原理是基于一些有机材料易于水汽发生化学反应，而这些有机材料在与水汽发生化学反应后的光致发光光谱会变弱，我们通过定量分析有机材料光致发光光谱在整个光谱范围内的积分强度的变化从而计算出用于阻止有机材料与水汽发生反应的封装薄膜的水汽透过率。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术步骤，流程图见图3：

A.     准备好基板，并在基板上利用真空蒸镀（或者等离子体增强化学气相沉积或者磁控溅射等方法）沉积一层易与水汽发生化学反应的厚度为h₀有机材料薄膜。