【揭秘】实物图+参数告诉你OLED为何会失效?

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今天来叨一叨OLED的失效问题,OLED失效涉及的问题很多,虽然业内对此已进行了大量的研究,但失效的规律和具体机理仍然没有被完全揭示。

非本质劣化因素

一般来说,只要不是由于元件的结构和材料等基本性质所造成的元件衰退,通常就被归类为非本质劣化。

而非本质劣化最重要的表现在黑点的增加,当不发光区域逐渐增加时,将会造成OLED发光的区域相对的减少,进而影响寿命的问题。

OLED器件中所用的材料大部分是对水汽和氧气极度敏感的,如果器件没有封装,很容易在其发光区域发现很多黑色的不发光区域,而且黑色的不发光区域会随着时间的增加而慢慢变大。

黑色区域的半径大致与时间的二次方根成正比关系,这似乎意味着黑色不发光区域的形成与某种扩散机制有关。

由于当黑色不发光区域增大到一定程度时,我们用肉眼便可看到,所以OLED器件的寿命问题最早从研究黑点开始的。

本质劣化

虽然可以对器件由于外界干扰所造成的不发光区域的原因进行有效控制,但是发现器件的发光区域即使没有黑点的产生,其亮度也会随时间而衰退。

显然,这种现象不是由于外界所造成的,它是器件的本质老化,或者说是由于材料本身的原因所造成的衰退。

现在还没有形成一个非常明确和完美的理论来解释目前OLED器件的劣化问题,这也说明OLED器件本质劣化因素的复杂程度。

水汽氧气对有机材料的影响

很多研究表明影响有机EL器件寿命的因素之一是水分子和氧气的存在对有机EL材料的作用,特别是水分子起了很大的作用。

但是对于水分子和氧气是怎样使有机层发生变化的,国内外的许多文章提到过这方面的问题,如有机层的氧化等,但具体的过程不得而知。

发光面积退化

封装好的OLED器件在放置一段时间后,有发光面积减小甚至不能点亮的现象。

经观察发现这样的器件的粘接后盖和镀有器件材料的玻璃前盖的环氧树脂有空洞。

这意味着封装气密性不佳,空气与器件有直接接触的可能。器件发光面积的减小,很可能与这样的粘结层空洞有关。

氧气和水汽经由通道进入器件内部,对器件的性能产生影响,使器件的发光面积发生变化。

空气环境下发光面积的变化及分析

器件开封后立即拍摄,因为器件开封后仅仅在空气中暴露了几分钟的时间,所以可以看到其发光区域为较为完整的矩形,四角棱角分明,亮度均匀,红绿蓝三种颜色相互交替。

通电三十分钟后,可见发光区域己从四角开始模糊。

时间越久变化越大。

器件面积的缩小是从器件边缘四角开始。这是因为氧气水汽主要通过器件边缘侵入器件内部。

潮湿氮气环境

实验排除了氧气的影响,单独考察水汽对器件的影响。通过以下操作得到潮湿氮气环境:

1、将开封后的器件置于该系统中

2、连接导线后密闭导管以外的其它部分

3、持续通氮气一段时间后完全密闭系统

4、通电观察拍照

失效器件形貌分析

通过对失效后器件的观察发现,三种颜色的器件的阴极都有不同程度的气泡状突起结构。边缘和四角处的阴极颜色发生了变化,在器件内部则随机分布着气泡。

阴极颜色发生变化的区域产生不发光区域,而气泡处仍能发光。

SEM显微照片中可以清晰的看到阴极有大小不一的凸起。

凸起处的截面图。

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