利用電漿增強化學氣相沉積製備二氧化矽多層膜應用於有機發光二極體之封裝

The Preparation of SiO2 Multi-layers by Plasma Chemical Vapor Deposition for The Encapsulation of Organic Light Emitting Diodes

王敬堯(Jing-Yao Wang)

指導教授 ： 蔡裕勝

國立虎尾科技大學/電機資訊學院/光電與材料科技研究所/碩士(2014年)

https://doi.org/10.6827/NFU.2014.00123

摘要

有機發光二極體由於具有自發性、廣視角、高對比、低耗電、高應答速率、全彩化及製程簡單等優點，被視為最有可能成為下一世代平面顯示器主流。然而，如何在OLED元件上製備阻障層以增進元件壽命，二氧化矽多層封裝膜是有效選項之一。
本研究利用電漿化學氣相沉積法(Plasma Enhance Chemial Vapor Deposition, PECVD)製備多層二氧化矽封裝膜，將四甲基二矽氧烷(TMSO)及氧氣(O2) 輸送至混合槽並混合兩種氣體後通導入腔體內，藉由調變電漿功率、TMSO流量與氧氣流量，來探討其參數之改變對薄膜結構、性質以及多層封裝膜對OLED效率與壽命的影響，本研究使用的OLED元件結構為:ITO/CuPc(15nm)/NPB(40nm)/Alq3(60nm)/LiF(0.8nm)/Al(150nm)。最後利用傅立葉轉換紅外線光譜儀(FTIR)、水氣測試儀(MOCON)、接觸角量測儀(contact angle)、表面輪廓系統(?-step)、色彩分析儀(PR-650)、58131 PXI OLED Lifetime Test System等儀器量測。
研究結果顯示，在製程溫度25oC製程壓力100mTorr電漿功率100W，TMSO流量200sccm及氧流量10sccm下製備出疏水性薄膜，水滴接觸角為100.92o；接著改變製程參數，電漿功率為200W，TMSO為20sccm及氧氣80sccm，可以製備出親水性之薄膜，水滴角為4.08o。
最後利用親水性及疏水性兩種不同薄膜的性質，相互交疊製備出三層、五層及七層的二氧化矽多層封裝薄膜，未封裝之OLED元件壽命為2.6小時；三層二氧化矽膜封裝後之OLED元件壽命為15.7小時；五層二氧化矽膜封裝後之OLED元件壽命為22.3小時；七層二氧化矽膜封裝後之OLED元件壽命為32.9小時，最後WVTR值也說明了多層封裝膜的阻氣能力。

關鍵字:電漿化學氣相沉積、二氧化矽、薄膜、封裝、壽命、親水、疏水

關鍵字

電漿化學氣相沉積 ； 二氧化矽 ； 薄膜 ； 封裝 ； 壽命 ； 親水 ； 疏水

並列摘要

rganic light-emitting diode display (OLED) require perfect encapsulation against inward permeation of water and oxygen. In order to reduce the rate of permeation of vapors through OLED devices, barrier layer is needed. SiO2 film is a potential candidate for OLED encapsulation.
In this study we used OLED device structure: ITO/CuPc(15nm)/NPB(40nm)/Alq3
(60nm)/LiF(0.8nm)/Al(150nm). Then we preparation of SiO2multi-layers by Plasma Enhance Chemical Vapor Deposition(PECVD), mixing Tetramethyldisiloxane (TMSO) and Oxygen (O2) both gases in the body cavity-with, and by modulating plasma power , four-dimethyl siloxane and Oxygen content and to investigate the effect of changing the parameters of the film structure , properties, and OLED efficiency and lifetime of film analysis by FTIR, MOCON, FTA125, ?-step, color analyzer PR-650, 58131 PXI OLED Lifetime Test System instruments such measurements.
The results show that the process temperature is 25℃, plasma process pressure 10×10-2Torr , plasma power is 100W and the flow rate is 200sccm of TMSO and the flow rate is 10sccm of Oxygen, the film can be deposited hydrophobic , water contact angle was measured 100.92o; then change the process parameters , plasma power to 200W, TMSO to 20sccm and Oxygen to 80sccm, the film can be deposited hydrophilic , the water droplets angle 4.08o.
Finally, using hydrophilic and hydrophobic both of different properties films to finished the preparation of SiO2 multi-layers encapsulation films. The OLED device with multi-layers SiO2 encapsulation films can effectively extend its lifetime.

Keyword : PECVD ; SiO2 ; film; encapsulation; life time ; hydrophilic; hydrophobic

並列關鍵字

PECVD ； SiO2 ； film ； encapsulation ； life time ； hydrophilic ； hydrophobic

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