OLED显示器对氧和水非常敏感,更好的阻隔效果是下一代柔性技术的主要挑战之一。
第一代OLED显示器使用玻璃作为阻挡层,但因为较差的柔韧性不能用于柔性OLED。目前柔性屏使用的都是薄膜封装,由SiOx和PI层交替构成,水氧的阻隔效果尚可,但柔性显示屏再向前发展到可折叠或可卷曲的状态,就必须寻找更好的OLED封装技术。
石墨烯是世界上最不透水的材料,因此使用石墨烯作为OLED水氧阻隔层的想法已经存在一段时间了。2015年英国某机构推出了一个叫Gravia的合作项目来开发基于石墨烯的封装技术,经过2年的研究,项目团队公布了他们的成果。
在理想的纯度下,任何气体都无法渗透石墨烯层。当然现实中的材料没有完全纯净的,缺陷和孔洞都会损害材料的防渗透性。Gravia项目使用ALD和CVD制造了大面积的单层石墨烯薄片,并反复沉积了多层,因为单一层石墨烯片永远不可能是完美的,多层堆叠结构可以最大可能的减少缺陷和孔洞。研究人员说,阻隔层在10纳米(大约30层石墨烯)时是较合适的,在保证阻隔效果的同时保持着高透光率(>90%)和高弹性。
上图中a和b是石墨烯封装的OLED结构和器件的照片(7x7平方厘米,蓝色部分是AMOLED元件),c和d是1x1平方厘米的发光OLED器件刚制造完成(左)和一周后(右)的照片。
研究人员说,他们的解决方案可以与现有商用的OLED封装技术相媲美。虽然这证明了石墨烯封装对有机发光二极管是有效的,但是否能以足够低的成本和可量产性进行商业化尚不可知。
Gravia项目团队以剑桥大学为首,其他成员分别是英国CPI所,FlexEnable和国家物理实验室(NPL)。