NHK與日本觸媒開發(fā)出了對(duì)空氣中的氧氣和水分的耐受能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于以往試制品的OLED元件,此次開發(fā)的技術(shù)表明,只需改變?cè)?nèi)部的構(gòu)造和材料,就能大幅提高耐久性。
從發(fā)表的內(nèi)容來看,以往的試制品如果暴露在空氣中,隨著陰極的不斷氧化,100天后,發(fā)光面積將減少到1/2,而此次的元件幾乎沒有劣化。這樣的話,元件外部使用的密封材料的成本就有可能下降。
NHK與日本觸媒開發(fā)的OLED元件采用“倒置OLED”(inversed OLED,iOLED)構(gòu)造,與底部發(fā)光型元件的電極間元件構(gòu)造相反。具體來說,就是在透明基板/透明陰極(ITO)之上,依次形成電子注入層、電子傳輸層、發(fā)光層、空穴傳輸層、陽(yáng)極(鈦、金等)。而一般的底部發(fā)光型OLED元件則是在玻璃等透明基板/透明陽(yáng)極(ITO等)之上,依次形成空穴傳輸層(PEDOT:PSS等)、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層,最后形成陰極(鋁等)。
對(duì)于傳統(tǒng)構(gòu)造的元件,大多數(shù)元件背面的陰極鋁(Al)層上,都有被稱作“針孔”的小孔。而且,鋁層下面的電子注入層普遍使用的氟化鋰(LiF)特別怕氧、怕水。因此,如果為了實(shí)現(xiàn)柔性而只使用樹脂密封,那么,電子注入層將首先劣化,被稱作“暗斑”的不發(fā)光部分會(huì)越來越多。
為此,NHK與日本觸媒?jīng)Q定在電子注入層采用其他材料。但是,其他材料多數(shù)都要使用能耗大的制造工藝“濺射”,會(huì)破壞已經(jīng)形成的電子傳輸層和發(fā)光層等。因此,兩家公司選擇了能夠在形成電子傳輸層之前,先形成電子注入層的iOLED構(gòu)造。
與此同時(shí),元件背面作為電極的鋁層也被空穴少的Ti/Au層替代,以提高對(duì)氧氣、水分腐蝕的耐久性。
不過,對(duì)于替代LiF的電子注入層材料,NHK只透露“是不易氧化,在功函數(shù)上與ITO整合性很高的材料”。而在此之前,OLED開發(fā)之所以很少采用iOLED構(gòu)造,正是因?yàn)槎叩恼闲圆睿?ldquo;很難把ITO作為陰極使用”。
耐久性比較方面,雙方實(shí)施了將下述三種元件放置在常溫空氣環(huán)境中進(jìn)行比較的實(shí)驗(yàn)。三種元件分別是:(1)發(fā)光側(cè)使用玻璃基板、背面用普通的樹脂基材料密封的采用通常的底部發(fā)光結(jié)構(gòu)的元件,;(2)密封方式相同,采用iOLED構(gòu)造、電子注入層材料A的元件;(3)密封方式相同,采用iOLED構(gòu)造、電子注入層材料B的元件。
結(jié)果顯示,(1)在20天后開始明顯出現(xiàn)代表劣化的不發(fā)光的暗斑,100天后,發(fā)光部分的1/2已經(jīng)劣化。(2)在40天后劣化開始趨于明顯。而(3)在100多天后仍未發(fā)現(xiàn)劣化。
根據(jù)以上結(jié)果,像元件(2)那樣只是采用iOLED構(gòu)造并不能充分提高耐久性,除了iOLED構(gòu)造之外,電子注入層材料的選擇也是提升耐久性的重要條件。

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