許多研究注解影響有機EL器件壽命的因素之一是水分子和氧氣的存在對有機EL材料的作用，分外是水分子起了很大的作用。

封裝好的OLED器件在放置一段時間后，有發光面積減小甚至不能點亮的征象。

經觀察發現如許的器件的粘接后蓋和鍍有器件材料的玻璃前蓋的環氧樹脂有空洞。這意味著封裝氣密性不佳，空氣與器件有直接接觸的可能。

器件發光面積的減小，很可能與如許的粘結層空洞有關。氧氣和水汽經由通道進入器件內部，對器件的性能產生影響，使器件的發光面積發生轉變。

OLED封裝材料必要具有優秀的阻隔性能，尤其是基板和封裝蓋板的阻隔性能要更好。

柔性OLED有兩種封裝方法：

1、與傳統技術類似給器件加一個柔性的聚合物蓋板，然后在基板和蓋板上制作阻擋層以阻擋水汽和氧氣的滲透。如下圖（b）。

2、作為表現器制造工藝的一部分阻隔層直接沉積在表現板上，

目前基板和蓋板對水、氧的阻隔可以通過在柔性基板外觀沉積多層堆疊結構的無機薄膜來實現，也可以通過粘貼阻隔膜來實現。

阻隔膜一樣平常都是以塑料為基材，在其上通過磁控濺射法、電子束蒸鍍法或等離子體加強化學氣相沉積法將無機氧化物沉積在襯底上形成水汽阻隔膜。

后一方法相比起來器件更薄，而且不必憂慮在柔性表現時，聚合物蓋子的磨損，但是這種封裝要求薄膜阻擋層在形成過程中必須與OLED的基板緊密粘接，該過程一樣平常在較低的溫度下完成，而且要盡量避免對有機層的損壞。

現今已經有很多不同工藝生產的阻隔膜能知足柔性封裝的要求。所有的這些工藝都是在聚合物基材上涂上致密、透明、對水氧阻隔的材料，如許既能保持透明又能對水氧阻隔。

阻隔材料一樣平常都用的是無機氧化物或有機無機疊層。

有機無機疊層結構中無機層阻水氧高、有機層能起到平滑和添補缺陷的作用，而且這種結構可防止多層結構中氧化層的缺陷擴展。無機材料重要有氧化物和氮化物如SiOx、SiNx、Al2O3等。

阻隔膜發展

在上世紀90年代年以來，阻隔膜剛開始開發重要是針對包裝材料領域。其所使用的阻隔膜包括鋁箔、高阻隔有機高聚物膜和涂布膜。

鋁箔阻水氧率最好，但其柔韌性差、成本高，且不透明；高阻隔有機高聚物因透明性好，常溫下阻隔性精良，可達到10－1，且柔韌性好，成本較低，目前尚仍廣泛用于多種食品的包裝，但其最大的瑕玷是高溫濕下阻隔性明顯降落，而且多層共擠包裝難以回收，PVDC涂布膜也存在對環境的不友愛題目。

針對以上題目，很多公司紛紛開展了對無機氧化物類鍍膜的研究，其中以三菱、凸版印刷和大日本印刷最領先，而且于2000-2002年之間推出了各自的市售產品。

此時期的無機氧化物鍍膜多為12μm基材+單層無機阻隔層的結構，其阻隔性多在100～10－1，透明性好，對環境友愛，高溫濕下阻隔性不降落，可以適用于必要高溫蒸煮滅菌的包裝材料，以及對耐候性有較高要求的太陽電池盒液晶表現等領域。但其也有鍍膜較脆、不耐彎折、成本較高的缺陷。鍍膜的設備重要有高頻感應蒸鍍（如三菱公司）、電子束蒸鍍（如凸版印刷、東洋紡、尾池工業、加拿大ALCAN等）。

2005年左右，隨著液晶表現領域的迅猛發展，對阻隔膜提出了新的要求，要求阻隔膜的水氧阻隔率達到10－2，掀起了又一輪研究的高潮。

為達到這一要求阻隔膜結構也發生了轉變，多為50～100μmPET/有機層/無機阻隔層/有機層的結構。

因為所要求的阻隔性能的進步，原有的蒸鍍設備已經難以知足開發的必要，因此加大了應用新型設備的研究，如大日本印刷等離子體加強化學氣相沉積（PECVD）和濺射、柯尼卡PECVD、三井、日本合成化學、住友化學、三菱化學CAT-CVD法、富士CCP-CVD法。

隨著越來越多的能產生高能粒子轟擊的設備應用于無機阻隔層的生產，使得鍍層能以更加緊密的方式形成于有機層外觀，基材與阻隔層間的有機層又增長了一項新的功能—耐蝕刻性。

阻隔性的進步使得人們更加關注有機層的平坦化程度，因此有機層所用的材料也隨之發生了響應的轉變，采用了更多耐熱性耐蝕刻性較好的成分，更多應用到熱硬化樹脂類型。此時期也已經出現多層無機阻隔層疊層結構的雛形。

2007年以后，阻隔膜的研究與柔性OLED行業密切相干，柔性OLED行業密封材料透水氧率要求達到10－4以下。

要實如今電子行業的應用，基材多數選擇了耐熱性更好，熱膨脹系數更小的PEN，厚度多選擇100μm。

涂層結構以多層為主，主體研究集中在膜層結構設計、有機層組成成分以及有機層成膜方式的選擇上。Vitex、GE、3M等公司都已開發出本身獨特的設備和產品，并在市場上銷售。

阻隔膜制備工藝

聚合物多層工藝

美國Vitex公司采用聚合物多層（PML）工藝，實現了超高阻隔膜的商業化生產。PML工藝是由美國GE公司制造電容器的工藝發展而來的。

PML工藝圖

在20時紀70年代末到80年代初期，GE公司制造了一種多層聚合物/鋁結構的電容器，這種結構具有很平滑的外觀，有些研究人員就意識到這種結構可以改善阻隔材料的性能，對此工藝賡續改動就有了Vitex公司的PML工藝。

這一工藝的關鍵之處在于首先在基材上通過閃蒸技術沉積液體單體膜（聚丙烯酸酯）。

由于這層膜是液體的，所以可以添補外觀的缺陷，從而使得外觀平滑、平坦。然后再UV固化成膜。如許可以使得外觀的粗糙度小于1nm。然后再在平滑外觀上反應濺射沉積阻隔材料。

如此有機膜和無機膜循環沉積幾次，沉積幾雙（一雙為一層有機層加一層無機層）所得的產品即可達到超高阻隔性能。產品結構的掃描電鏡（SEM）截面圖如下。

四雙阻隔膜的SEM截面圖

這種結構中的有機層可以使無機層的缺陷彼此不關聯，如許通過一層的水氧就不能直接穿過整個結構。PML工藝既可以使用單獨的阻隔基材（柔性基材），也可以制作成封裝材料。

多層阻隔膜在卷對卷工藝上延續制成（無印刷），其寬度可最長可達1.5m，速度上限可達到3m/min。生產成本因工藝設計、大小、生產能力不同，Barix封裝材料為0.05～0.10$/m2，柔性阻隔膜成本為5～50S|/m2（因基材和所需性能不同）。

在柔性基材上的阻隔產品使用鈣法測試其透水量小于10－6g/m2。應用不同其層厚也不同，單層聚合物膜厚為0.25到幾微米，單層無機層厚為20～100nm。

氧化鋁層的沉積采用直流反應濺射，其工藝溫度較低，平均溫度為40℃，最高溫度才80℃。產品的透明度在可見光范圍內可達到90%。

Barix產品可直接替換玻璃蓋板用于OLED表現器上。在2008年，三星SDI公司使用Barix產品創造了世界上最薄的表現器。

美國3M公司的多層阻隔膜結構與Vitex的相似，采用的也是真空卷對卷工藝。

在此工藝中采用化學氣相沉積有機層，濺射沉積無機層。其產品的阻水率達到10－6g/m2。在2005年3M就與Add-Vision公司緊密合作，使PLED表現器的壽命超過了1000h。

PECVD

美國GE公司采用裝有平板電容耦合等離子體源的PECVD工藝沉積延續梯度結構的阻隔層。

延續梯度結構重要是指圖中的有機無機層都是由硅化合物組成，包括硅烷、氮化硅或氮氧化硅。

梯度結構阻隔層的截面圖

梯度超高阻隔層的TEM縱截面

梯度超高阻隔層的XPS光譜圖

其有機阻隔層重要由硅烷組成，無機阻隔層由氮氧化硅組成。與界面間忽然轉變的多層結構（如2．1中的有機無機多層結構）相比，這種梯度結構的可以削減多層之間的分層，加強粘附結果。

梯度結構的阻隔膜可以從厚度上阻止缺陷擴展，也可進步機械穩固和應力松弛。這種膜相比PML生產的阻隔膜更薄，這有助于削減水在水平方向上的透過率。

原子層沉積工藝

英國CPI公司采用原子層沉積制成低透過率的阻隔膜。原子層沉積的工作原理是通過將氣相前驅體脈沖交替通入反應器中并在沉積基體上發生化學吸附，每次脈沖就可產生一層原子層。所得阻隔膜沒有針孔、有很強的粘附性、厚度均勻等特點。

阻隔膜結構由多種有機無機物組成。阻隔膜的透水率大約為10－5g/m2。CPI公司與杜邦帝人薄膜公司合作，重要負責開發和優化阻隔膜的沉積方法。

雙磁控反應濺射工藝

德國FraunhoferPOLO公司制造柔性多層阻隔層的方法是真空工藝沉積無機層，濕法涂布混合聚合物層。該公司有三種不同的真空工藝技術沉積無機層：電子束熱蒸發、反應濺射、PECVD。

其中雙磁控反應濺射可以得到最佳阻隔性的無機層。混合有機層采用溶膠凝膠法形成有機硅。

完備阻隔膜的間歇制造工藝流程圖

涂在SiOx上混合聚合物的SEM

POLO公司不同多層結構阻隔膜的透氧值

層壓工藝

加拿大Alcan包裝公司采用卷繞式EBPVD方式在9和12μm基材上沉積氧化硅/氧化鋁鍍膜產品，再通過層壓工藝獲得透水量＜0.01g/m2的阻隔產品。

隨著柔性電子產品市場的賡續發展，超高阻隔膜的市場需求也必然進一步擴大。

現今已經有很多國內外公司和研究機構都在賡續開發更高阻隔性能的阻隔膜及整套的解決方案，以期知足市場賡續發展的必要。

國內方面，萬順股份OLED封裝領域的高阻隔膜產品已送樣，康得新阻隔膜已投產，WVTR值達到10-6克/平方米/天。

因為康得新為自立研發，因此在成本方面占有很大上風，其封裝解決方案算性價比較高。

據了解康得新阻隔膜產能已經被悉數預定，接下來，如何知足行業更多需求、如何對阻隔膜更好的進行功能性添加是康得新必要研究的題目。