应用于彩色显示器的有机发光器件(OLED)具有优秀的图象质量,特别是在亮度以及对比度等方面。近十年来,对OLED的研究得到广泛的关注,对未来的图象显示技术带来无法估量的冲击。OLED器件的性能与空穴注入过程有非常密切的关系,通过使用锡掺杂氧化铟(ITO)做OLED的阳极。
固体表面的结构和组成都与内部不同,处于表面的原子或离子表现为配位上的不饱和性,这是由于形成固体表面时被切断的化学键造成的。正是由于这一原因,固体表面极易吸附外来原子,使表面产生污染。因环境空气中存在大量水份,所以水是固体表面最常见的污染物。由于金属氧化物表面被切断的化学键为离子键或强极性键,易与极性很强的水分子结合,因此,绝大多数金属氧化物的清洁表面,都是被水吸附污染了的。
等离子体通常使用右图所示的设备进行工作。将基片放在底座上,在真空系统中通入不同的混合气体,并在金属电极上家射频电压将气体电离,形成等离子体,以非常快的速度轰击ITO基片。为了形成较均匀的电场,电极采用金属栅网结构。等离子体的作用通常是改变表面粗糙度和提高功函数。研究发现,等离子作用对表面粗糙度的影响不大,只能使ITO的均方根粗糙度从1.8nm降到1.6nm,但对功函数的影响却较大。
用等离子体处理提高功函数的方法也不尽相同。氧等离子处理是通过补充ITO表面的氧空位来提高表面氧含量的。氧同表面有机污染物反应生成CO2和H2O,去除了表面有机污染物。SF6通过在ITO表面形成一层含氟层来提高表面功函数,对粗糙度的改变不明显。Ar等离子处理是通过除区在装载基片过程中吸附的氧来清洁ITO表面的。
OLED封装工艺直接影响OLED产品的成品率,而封装工艺中出现问题的罪魁祸首99%来源于芯片与基板上的颗粒污染物、氧化物及环氧树脂等污染物,如何去除这些污染物一直是人们关注的问题,等离子清洗作为最近几年发展起来的清洗工艺为这些问题提供了经济有效且无环境污染的解决方案。针对这些不同污染物并根据基板及芯片材料的不同,采用不同的清洗工艺可以得到理想的效果,但是错误的工艺使用则可能会导致产品报废,例如银材料的芯片采用氧等离子工艺则会被氧化发黑甚至报废。所以选择合适的等离子清洗工艺在OLED封装中是非常重要的,而熟知等离子清洗原理更是重中之重。
一般情况下,颗粒污染物及氧化物采用5%H2+95%Ar的混合气体进行等离子清洗,镀金材料芯片可以采用氧等离子体去除有机物,而银材料芯片则不可以。选择合适的等离子清洗工艺在OLED封装中的应用大致分为以下几个方面。