很多研究表明，影响有机EL器件寿命的因素之一是水分子和氧气的存在对有机EL材料的作用，特别是水分子起了很大的作用。

封装好的OLED器件在放置一段时间后，有发光面积减小甚至不能点亮的现象。经观察发现这样的器件的粘接后盖和镀有器件材料的玻璃前盖的环氧树脂有空洞。

这意味着封装气密性不佳，空气与器件有直接接触的可能。

器件发光面积的减小，很可能与这样的粘结层空洞有关。氧气和水汽经由通道进入器件内部，对器件的性能产生影响，使器件的发光面积发生变化。

OLED封装材料需要具有良好的阻隔性能，尤其是基板和封装盖板的阻隔性能要更好。

■ 柔性OLED有两种封装方法：

1、与传统技术类似给器件加一个柔性的聚合物盖板，然后在基板和盖板上制作阻挡层以阻挡水汽和氧气的渗透。如下图（b）。

2、作为显示器制造工艺的一部分阻隔层直接沉积在显示板上，目前基板和盖板对水、氧的阻隔可以通过在柔性基板表面沉积多层堆叠结构的无机薄膜来实现，也可以通过粘贴阻隔膜来实现。

阻隔膜一般都是以塑料为基材，在其上通过磁控溅射法、电子束蒸镀法或等离子体增强化学气相沉积法将无机氧化物沉积在衬底上形成水汽阻隔膜。

后一方法相比起来器件更薄，而且不必担心在柔性显示时，聚合物盖子的磨损，但是这种封装要求薄膜阻挡层在形成过程中必须与OLED的基板紧密粘接，该过程一般在较低的温度下完成，而且要尽量避免对有机层的损坏。

现今已经有许多不同工艺生产的阻隔膜能满足柔性封装的要求。所有的这些工艺都是在聚合物基材上涂上致密、透明、对水氧阻隔的材料，这样既能保持透明又能对水氧阻隔。

阻隔材料一般都用的是无机氧化物或有机无机叠层。

有机无机叠层结构中无机层阻水氧高、有机层能起到平滑和填充缺陷的作用，而且这种结构可防止多层结构中氧化层的缺陷扩展。无机材料主要有氧化物和氮化物如SiOx、SiNx、Al2O3等。

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阻隔膜制备工艺

■ 聚合物多层工艺

美国Vitex公司采用聚合物多层（PML）工艺，实现了超高阻隔膜的商业化生产。PML工艺是由美国GE公司制造电容器的工艺发展而来的。

▲PML工艺图

在20时纪70年代末到80年代初期，GE公司制造了一种多层聚合物/铝结构的电容器，这种结构具有很平滑的表面，有些研究人员就意识到这种结构可以改善阻隔材料的性能，对此工艺不断改进就有了Vitex公司的PML工艺。

这一工艺的关键之处在于首先在基材上通过闪蒸技术沉积液体单体膜（聚丙烯酸酯）。

因为这层膜是液体的，所以可以填充表面的缺陷，从而使得表面平滑、平坦，然后再UV固化成膜，这样可以使得表面的粗糙度小于1nm。然后再在平滑表面上反应溅射沉积阻隔材料。

如此有机膜和无机膜循环沉积几次，沉积几双（一双为一层有机层加一层无机层）所得的产品即可达到超高阻隔性能。产品结构的扫描电镜（SEM）截面图如下。

▲四双阻隔膜的SEM截面图

这种结构中的有机层可以使无机层的缺陷彼此不关联，这样通过一层的水氧就不能直接穿过整个结构。PML工艺既可以使用单独的阻隔基材（柔性基材），也可以制作成封装材料。

多层阻隔膜在卷对卷工艺上连续制成（无印刷），其宽度可最长可达1.5m，速度上限可达到3m/min。生产成本因工艺设计、大小、生产能力不同，Barix封装材料为0.05～0.10$/m2，柔性阻隔膜成本为5～50S|/m2（因基材和所需性能不同）。

在柔性基材上的阻隔产品使用钙法测试其透水量小于10－6g/m2。应用不同其层厚也不同，单层聚合物膜厚为0.25到几微米，单层无机层厚为20～100nm。

氧化铝层的沉积采用直流反应溅射，其工艺温度较低，平均温度为40℃，最高温度才80℃。产品的透明度在可见光范围内可达到90%。

Barix产品可直接替代玻璃盖板用于OLED显示器上。在2008年，三星SDI公司使用Barix产品创造了世界上最薄的显示器。

美国3M公司的多层阻隔膜结构与Vitex的相似，采用的也是真空卷对卷工艺。

在此工艺中采用化学气相沉积有机层，溅射沉积无机层。其产品的阻水率达到10－6g/m2。在2005年3M就与Add-Vision公司紧密合作，使PLED显示器的寿命超过了1000h。

■ PECVD

美国GE公司采用装有平板电容耦合等离子体源的PECVD工艺沉积连续梯度结构的阻隔层。

连续梯度结构主要是指图中的有机无机层都是由硅化合物组成，包括硅烷、氮化硅或氮氧化硅。

梯度结构阻隔层的截面图

梯度超高阻隔层的TEM纵截面

梯度超高阻隔层的XPS光谱图

其有机阻隔层主要由硅烷组成，无机阻隔层由氮氧化硅组成。与界面间突然变化的多层结构（如2．1中的有机无机多层结构）相比，这种梯度结构的可以减少多层之间的分层，增强粘附效果。

梯度结构的阻隔膜可以从厚度上阻止缺陷扩展，也可提高机械稳定和应力松弛。这种膜相比PML生产的阻隔膜更薄，这有助于减少水在水平方向上的透过率。

■ 原子层沉积工艺

英国CPI公司采用原子层沉积制成低透过率的阻隔膜。

原子层沉积的工作原理是通过将气相前驱体脉冲交替通入反应器中并在沉积基体上发生化学吸附，每次脉冲就可产生一层原子层。所得阻隔膜没有针孔、有很强的粘附性、厚度均匀等特点。

阻隔膜结构由多种有机无机物组成。阻隔膜的透水率大约为10－5g/m2。CPI公司与杜邦帝人薄膜公司合作，主要负责开发和优化阻隔膜的沉积方法。

■双磁控反应溅射工艺

德国FraunhoferPOLO公司制造柔性多层阻隔层的方法是真空工艺沉积无机层，湿法涂布混合聚合物层。该公司有三种不同的真空工艺技术沉积无机层：电子束热蒸发、反应溅射、PECVD。

其中双磁控反应溅射可以得到最佳阻隔性的无机层。混合有机层采用溶胶凝胶法形成有机硅。

▲完整阻隔膜的间歇制造工艺流程图

▲涂在SiOx上混合聚合物的SEM图

▲POLO公司不同多层结构阻隔膜的透氧值

■层压工艺

加拿大Alcan包装公司采用卷绕式EBPVD方式在9和12μm基材上沉积氧化硅/氧化铝镀膜产品，再通过层压工艺获得透水量＜0.01g/m2的阻隔产品。