Устройства на органических светодиодах (OLED) приобретают все большую популярность и называются «будущим дисплеев». OLED-дисплей имеет ряд преимуществ по сравнению с жидкокристаллическими дисплеями (LCD), включая более простую структуру, что ведет к повышению энергоэффективности, уменьшению толщины дизайна, повышению качества изображения и снижению времени отклика.
Учитывая возросший спрос на сенсорные экраны на основе OLED, производители электрооборудования все чаще обращаются к поставщикам решений по отверждению УФ-светодиодами благодаря ряду преимуществ при производстве плоских OLED-панелей. К числу достоинств для производителей относятся высокая производительность, экологическая безопасность и надежность решения по обработке такой продукции.
Одна из наиболее интересных особенностей OLED-дисплеев заключается в том, что их можно сделать гибкими, что важно для устройств с гибким/складным дисплеем — привлекательная особенность для клиентов и отрасли в ближайшем будущем. Отверждение слоя герметизации OLED-дисплея имеет большое значение для предотвращения повреждения элементов дисплея в течение его срока службы.
Однако материал органических светодиодов легко может окислиться даже при крайне низком количестве кислорода и атмосферной влаги. Таким образом, барьер или уплотнение, защищающие чувствительный материал органических светодиодов от кислорода и воды, очень важны. Как показано на рисунке 1 ниже, для герметизации обычного жесткого стеклянного основания OLED традиционно используется защитное стекло. Защитное стекло должно иметь несъемное крепление к стеклянному основанию для защиты активного слоя органических светодиодов. Это осуществляется распределением эпоксидной смолы по краю стекла и использованием УФ-светодиодной лампы для отверждения смолы и уплотнения по краям обоих стекол.
Процесс
Чтобы сделать дисплей гибким, верхняя и нижняя стеклянные пластины заменяются на гибкие подложки, при этом обязательно используется гибкая тонкопленочная герметизация (TFE). Толщина барьерного слоя обычно находится в субмикродиапазоне для соблюдения требования низкой проницаемости WVTR < 10-6 г/м2/день и сохранения гибкости. TFE состоит из чередующихся конформных органических и неорганических слоев, изготавливаемых поочередно для обеспечения низкой водопроницаемости и высокой гибкости. Поскольку неорганические слои выступают в качестве барьерных, органические слои используются в качестве «разделяющих» слоев между неорганическими слоями для повышения характеристик проницаемости. Кроме того, органические слои делают структуру более прочной и гибкой, поскольку отдельные неорганические слои в органической-неорганической многослойной структуре могут быть тоньше. Общая структура также более устойчива к фрагментации и растрескиванию, поскольку органические слои действуют как уплотнительный буферный слой для сглаживания подложки.
Технология производства TFE включает: 1. Вакуумный полимер Vitex; 2. Струйная печать (органические слои); напыление (неорганические слои); 3. Плазмохимическое осаждение из газовой фазы (PECVD) / атомно-слоевое осаждение (ALD) и т.д.
Процесс Vitex ведет к герметизации гибких слоев, изготовленных из чередующихся слоев Al2O3 и полиакрилата, как показано на рисунке 3 ниже. В то время как неорганические слои Al2O3 напыляются на дисплей с помощью плазмы, органические слои полиакрилата осаждаются путем испарения мономера и затем подвергаются УФ-отверждению. Чередующийся процесс повторяется для формирования многослойной структуры.
Хотя это решение для герметизации демонстрирует прекрасные результаты для гибких устройств, повышенная сложность существенно затрудняет производственный процесс.
С точки зрения оптимизации процесса и точности метод герметизации OLED на основе струйной печати сейчас представляется более выгодным, чем метод герметизации OLED на основе химического осаждения из газовой фазы (CVD), и ведет к повышению производительности и эффективности. Утверждается, что нанесенные методом струйной печати органические промежуточные слои TFE имеют очень высокую степень однородности, что исключает возможность неравномерного отображения (так называемую «неравномерность выполнения операций»). Кроме того, поскольку печать и послепечатная обработка производятся в среде с очень низким содержанием H2O и O2, в процессе печати добавляется меньше частиц, и плоскостность верхнего органического слоя значительно улучшается, что обеспечивает высокое качество второго неорганического слоя.
Как показано на рисунке 4 ниже, за этапом нанесения жидкого органического слоя струйным соплом следует этап УФ-отверждения для формирования поперечных связей.
Процесс ALD разрабатывался для производства очень тонкой конформной пленки с возможностью контроля толщины. Это последовательный самоограниченный процесс химического осаждения из газовой фазы (CVD), который позволяет добиться высокого качества покрытия. Обычно он представляет собой последовательные чередующиеся импульсы газообразных исходных химических материалов, которые вступают в реакцию с основанием. Во время каждой реакции между газом и поверхностью (полуреакции) исходный материал вводится в камеру в условиях вакуума на определенный период времени для обеспечения полной реакции с поверхностью основания. Затем камера продувается инертным газом-носителем для удаления не вступившего в реакцию исходного материала или побочных продуктов реакции. Процесс продолжается циклически до достижения необходимой толщины пленки.
Процесс ALD имеет ряд привлекательных особенностей, однако его недостаток заключается в низкой скорости осаждения. В рамках этого процесса не требуется отверждение УФ-светодиодами.
