OLED显示屏为何会失效？实物和参数对比，看完这篇文章就懂了

在有水汽的情况下，通电会导致水分解产生气体将阴极金属层顶起，同时为局部过热导致的熔融态有机物流动提供了空间。

　　未通电区域则可能发生有机物的结晶，也会影响器件发光性能。氧气则会氧化阴极材料和有机层，导致不发光区域的产生。

　　OLED器件结构分析

　　OLED为多层有机薄膜器件，使得对OLED的结构几乎无法用传统的表征手段进行分析，而各层膜厚度的不同会对OLED的性能产生重要影响。

　　利用薄膜分析仪对经过室温老化7，10，40天的样品行测试，得到样品的反射率曲线，如下图所示。

　　为加速器件失效，对老化40天器件的一点通电使其失效，对这个失效点的反射率进行测试，并与未失效的器件的反射率图谱进行比较。

　　选取老化40天的完好样品和失效样品进行进一步的厚度对比测试。老化40天后经过通电失效的样品的厚度测试如图所示。

　　下面的表格是厚度平均值对比表（失效点与其他部分12个完好点）。为减小计算量，经过多次试验后将ITO层和NPB层的厚度固定，只对另两层的厚度进行计算拟合分析。

　　失效点与完好点的厚度平均值对比

　　电极引线腐蚀现象

　　电极引线是连接电压驱动与发光器件的电极的部位，其腐蚀直接破坏驱动与OLED器件之间的电连接从而导致器件失效。

　　因此找出电极引线腐蚀发生的机理并提出控制方案以减少此类现象的发生，对提高OLED的可靠性至关重要。

　　器件显示缺陷

　　导致该现象的腐蚀电极显微形貌

　　OLED引线

　　ITO因具有对可见光和近红外光透明和高电导率的特点而被广泛应用于光电器件中，OLED采用ITO作为透明阳极。

　　引线与阳极同时采用ITO，这样图形可经一次光刻工艺成形。

　　由于单用ITO作为引线电阻率不够低，Cr金属镀层则可提高引线电导率。

　　同时Cr在空气中或在室温氧化性酸的气氛中能形成致密的表面氧化层，对许多化学介质有抗腐蚀性，在多种环境中具有优良的耐蚀性，所以也可作为引线的保护层。

　　实验分析

　　为分析引线腐蚀发生的原因，对电极材料进行了极化 曲线测量及分析。

　　将电极引线材料切割成 10mm&TImes;8mm的小块，清洗干燥后在一侧绕上导线，并用石蜡松香混合物封装导线，防止导线暴露在外。留出约 6mm&TImes;8mm的引线材料表面作为工作面。

　　验介质为 0.5mol/L，0.1mol/L的NaCl溶液及人工汗液溶液（含有0.5%氯化钠、0.1%乳酸、0.1%尿素的去离子充气水溶液），验温度控制在25℃。

　　实验发现：引线样品刚发生腐蚀时，会在样品表面生成棕色液体，水份蒸发后形成一层固态腐蚀产物，残留在样品表面。为分析腐蚀产物成分，首先进行XRD测试，样品分别为未腐蚀引线样品（a）和腐蚀引线样品（b）。

　　未腐蚀引线样品样品（a）及腐蚀引线样本（b）的XRD图谱

　　样品（b）在26.77°处出现了Cr（OH）3水合物的衍射峰，而在样品（a）中该峰未出现;同时，样品（b）中金属Cr在44.30°和 81.72°的衍射峰度都明显减弱;这说明在腐蚀过程中，引线样品中的金属Cr发生反应生成了Cr（OH）3 。

　　XPS分析

　　未腐蚀引线样品（a）及腐蚀的引线样品（b）的XPS图谱

　　以Cls的结合能 285ev进行结合能校准，得出样品（a）中Cr的结合能峰值为 577.4ev，对应Cr2O3 ，其中Cr为正三价;样品（b）中Cr的结合能峰值为 579.6ev，对应CrO3 ，其中Cr为正六价。由此可知腐蚀过程中产生了正六价的Cr。

　　此外XPS结果显示了Cl元素的存在，离子浓度均为0.1%以上。

　　样品形貌

　　60倍

　　2000倍

　　对腐蚀引线样品进行了SEM分析，仔细观察可以发现，样品明显分为3层台阶。

　　区域I为Cr和ITO在光刻工艺中被全部刻蚀掉的部分；区域Ⅱ为引线被完全腐蚀的区域；区域Ⅲ为未完全腐蚀区域；区域IV为未腐蚀区域。

　　EDX测量

　　为了分辨出每层台阶的成分，EDX能谱分析腐蚀样品不同部位的元素，确定腐蚀样品的结构。

　　腐蚀引线样品不同区域的EDX结果

　　引线完全腐蚀的区域Ⅱ，没有Cr和In元素存在，与区域I完全相同;区域Ⅲ的能谱结果显示没有Cr元素而存在In元素;区域IV为未腐蚀区域，能谱结果显示Cr与In元素均存在。由此可以确定腐蚀的发生过程是从上而下：表层的Cr先发生腐蚀，然后是ITO。

　　极化曲线分析

　　引线在不同溶液中的极化曲线

　　在曲线的前半部分体现的是Cr镀层的性质，在反应中Cr逐渐溶解，曲线的后半部分则体现的是Cr层溶解后露出的ITO的性质。

　　Cr在实验介质中体现了较好的钝化特性，然而随着电极点位的升高 ，电流密度也逐渐增加，Cr的溶解速率随之增大。

在曲线的后半部分可见0.5M的NaCl溶液中的电流密度相对