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　　OLED的最大優(yōu)點(diǎn)之一是能夠?qū)崿F(xiàn)柔性顯示，制成人們夢(mèng)寐以求的可折疊的電子報(bào)刊、可卷曲的墻壁電視和可穿戴的顯示器等，淋漓盡致地展現(xiàn)出有機(jī)半導(dǎo)體的魅力。

　　柔性有機(jī)發(fā)光二極管(flexible organic light-emitting diodes, FOLED)由制備在柔性村底上的陽極、陰極和夾在它們之間的有機(jī)功能層構(gòu)成，其中至少有一側(cè)的電極是透明的，以便獲得發(fā)光面。

　　FOLED具備普通OLED的寬視角、高亮度等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)由于FOLED的襯底是具有良好柔韌性的材料，因此比玻璃襯底OLED顯示屏更輕薄、更耐沖擊。且FOLED的制備有望采用卷對(duì)卷方式生產(chǎn)，從而大幅地降低制造成本。

　　在柔性顯示器中，襯底的選材決定顯示屏的工藝路線、生產(chǎn)成本、顯示質(zhì)量及產(chǎn)品可靠性，是開發(fā)柔性顯示器件的基礎(chǔ)。

　　目前柔性顯示襯底主要有聚合物基片、金屬基片及超薄玻璃等。

　　聚合物

　　優(yōu)點(diǎn)：柔性好；透明；超輕；可實(shí)現(xiàn)Roll-to- Roll工藝。

　　缺點(diǎn)：可承受的溫度低；高水氧透過率，需要水、氧阻擋層；制備難度高。

　　聚合物襯底的水氧阻隔能力和在高溫下的穩(wěn)定性都不好，因此制備聚合物襯底的FOLED，其關(guān)鍵問題在于提高聚合物襯底對(duì)水氧的阻隔能力，提高聚合物襯底的熱穩(wěn)定性，以及改善在低溫下沉積的ITO薄膜的性能和FOLED器件的封裝。

　　金屬片

　　優(yōu)點(diǎn)：低水氧透過率；加工過程中不易膨脹；可承受高加工溫度；耐久性好。

　　缺點(diǎn)：表面粗糙，需要平坦化處理；不透明，需要頂發(fā)光的OLED，制備難度高。

　　與聚合物襯底相比，金屬襯底耐高溫制程，熱膨脹系數(shù)更接近玻璃；具備良好的阻水、阻氧的性能；成本低廉且獲取方便，不需要水氧阻隔層的制備，實(shí)際應(yīng)用成本有望比聚合物更低。

　　但是，由于金屬襯底具有不透光和表面粗糙的缺點(diǎn)，在金屬襯底上制備FOLED重點(diǎn)需要解決以下技術(shù)難點(diǎn)：

　　高平整度的柔性金屬襯底開發(fā)及在襯底上高反射率陽極的制備工藝；

　　開發(fā)性能穩(wěn)定的半透明陰極技術(shù)；

　　高效的頂發(fā)光有機(jī)發(fā)光器件結(jié)構(gòu)優(yōu)化，特別是有機(jī)層厚度的優(yōu)化與控制。

　　超薄玻璃

　　優(yōu)點(diǎn)：低水氧透過率；加工過程中不易膨脹；透明。

　　缺點(diǎn)：易碎；柔性差；成本高；制備難度高。

　　玻璃厚度下降到50~200 µm時(shí)能夠彎曲，但是要達(dá)到任意彎折的柔性仍有一定距離，同時(shí)薄玻璃在應(yīng)用中很容易破裂，增加了制備的難度。

　　相對(duì)于玻璃來說，聚合物和金屬薄片都具有較好的柔韌性，在應(yīng)用上更符合柔性顯示器的性能需求。

　　聚合物襯底FOLED制備

　　首先，采用帶有氧化銦錫(ITO)導(dǎo)電薄膜的聚二甲酸乙二醇酯(PEN)作為襯底材料制備了OLED元器件，ITO的方塊電阻為60 Ω/□。器件結(jié)構(gòu)為：

　　ITO/NPB (N,N’-Bis(naphthalene-1-yl)-N,N’-bis(phenyl) -benzidine))(30 nm)/Alq3:C545T(2,3,6,7-tetrahydro-1,1,7,7,-tetramethyl-1H,5H,11H-10-(2-benzo-thiazolyl) quinolizino-[9,9a,1gh]coumarin)（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%）(30 nm)/Alq3 (20 nm)/LiF (0.7 nm)/Al (150 nm)。

　　器件的有效發(fā)光面積為3 mm×3 mm。

　　器件的光電性能通過Keithley 4200半導(dǎo)體測(cè)儀儀器測(cè)試。

　　下圖是制備在聚合物襯底上和玻璃襯底上的OLED元器件的亮度和效率的對(duì)比。如下圖所示，相同結(jié)構(gòu)的聚合物襯底FOLED與玻璃襯底OLED光電性能相近。

　　玻璃襯底器件與聚合物襯底器件性能對(duì)比

　　金屬襯底FOLED的制備

　　用乙醇和去離子水沖洗厚度為100 µm的金屬薄片，清洗表面的污染物；在基片表面旋轉(zhuǎn)涂布至少2層的光刻膠，該光刻膠起到絕緣與平坦化的雙重作用。

　　采用真空熱蒸鍍的方法制備陽極、有機(jī)層和陰極。器件采用頂發(fā)光結(jié)構(gòu)：

　　Ag/MoOx(20 nm)/NPB (42 nm)/ Bebq2(30 nm)︰Ir(MDQ)2(acac)(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%)/Bebq2(20 nm)/ Li3N (0.5 nm)/Ag (30 nm)/ Alq3 (91 nm)。

　　同時(shí)在玻璃襯底上制備了相同有機(jī)層的底發(fā)光器件作為對(duì)比，器件結(jié)構(gòu)：

　　ITO/MoOx(20 nm)/NPB(20 nm)/Bebq2(30 nm)︰Ir(MDQ)2(acac)（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%）/Bebq2(20 nm)/Li3N (0.5 nm)/Ag (150 nm)。

　　器件的光電特性在室溫空氣條件下用Keithley 2602半導(dǎo)體測(cè)試儀及PR655測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試。

　　制備在金屬襯底和玻璃襯底上的器件的電壓/電流效率曲線

　　上圖是制備在金屬襯底上頂發(fā)光器件與制備在玻璃襯底上的底發(fā)光器件的工作電壓-電流效率曲線。

　　如圖所示，在4 V的相同驅(qū)動(dòng)電壓下，制備在金屬襯底上的器件電流效率為16.9 cd/A，制備在玻璃襯底上的器件電流效率為16.4 cd/A。

　　金屬襯底上的器件具有與玻璃襯底上的器件相近的電流效率。

　　金屬襯底頂發(fā)光器件與相同結(jié)構(gòu)底發(fā)光器件光譜對(duì)比

　　是制備在金屬襯底上頂發(fā)光器件與制備在玻璃襯底上的底發(fā)光器件的光譜對(duì)比。

　　從光譜圖中可以看出，頂發(fā)光器件光譜峰值是632 nm，底發(fā)光器件峰值是612 nm，頂發(fā)光器件的發(fā)光波長(zhǎng)的半峰寬(36 nm)明顯小于底發(fā)光器件的發(fā)光波長(zhǎng)的半峰寬(84 nm)。

　　頂發(fā)光器件和底發(fā)光器件的色坐標(biāo)分別是(0.687，0.312)和(0.634，0.361)。頂發(fā)光器件色度明顯優(yōu)于底發(fā)光器件。

　　這是由于頂發(fā)光器件的陰極是半透明半反射的金屬電極，與陽極的全反射電極形成顯著的微腔共振效應(yīng)，不同能態(tài)的光子密度被重新分配，在特定的有機(jī)層厚度下只有特定波長(zhǎng)的光能夠射出，光波的半高寬(FWHM)變窄，岀射光的波長(zhǎng)峰值如下式所示：

　　式中，L為有機(jī)層的光學(xué)長(zhǎng)度，λk為出射光的波長(zhǎng)，k=1，2，3，···

　　選擇柔性襯底作為OLED的基板時(shí)，由于襯底本身的性質(zhì)，給器件和制作過程帶來了很多問題。

　　平整性較差

　　通常柔性襯底的平整性要比玻璃襯底差，這不符合表面要求。大部分淀積技術(shù)是共形的，制備的薄膜會(huì)復(fù)制襯底的表面形態(tài)，使得襯底以上的各層都凹凸不平。這會(huì)造成器件的短路，引起器件損壞；

　　熔點(diǎn)低

　　柔性襯底的熔點(diǎn)很低，而OLED基板的工藝溫度卻很高，所以，在制作過程中柔性襯底會(huì)變形甚至熔化。即使溫度較低的環(huán)境中，柔性襯底尺寸也不穩(wěn)定，這給多層結(jié)構(gòu)的OLED制作在精確地整齊排列上帶來了很大的困難；

　　熔點(diǎn)低

　　OLED對(duì)水蒸汽和氧氣都比較敏感，而大部分柔性襯底的水、氧透過率均比較高。

　　當(dāng)水汽和氧氣進(jìn)入到器件內(nèi)部時(shí)，會(huì)影響陰極與發(fā)光層之間的粘附性、使有機(jī)膜層內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。這些都會(huì)導(dǎo)致器件的光電特性急劇衰退，造成器件迅速老化、失效。

　　與玻璃襯底相比，塑料襯底對(duì)水汽和氧氣的隔離及對(duì)器件防老化的保護(hù)作用都不夠理想，無法滿足顯示器連續(xù)工作超過１０，０００小時(shí)的壽命要求；

　　ITO薄膜易脫落

　　為了配合熔點(diǎn)低的柔性襯底，只能在低溫下淀積ITO導(dǎo)電薄膜，制成的ITO導(dǎo)電薄膜電阻率高、透明度差，與柔性襯底之間的粘附性不好，在彎曲時(shí)易折裂，造成器件失效。

　　由于常用的柔性襯底PET與ITO的熱膨脹系數(shù)相反，在溫度變化時(shí)，一個(gè)收縮，另一個(gè)則膨脹，因此ITO薄膜比較容易脫落重。

　　另外，在工作過程中，也會(huì)因?yàn)槠骷l(fā)熱而導(dǎo)致ITO導(dǎo)電薄膜脫落。