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OLED技�(shù)
閱讀�16374�(shí)間:2011-05-24 16:15:33

  OLED技�(shù)(Organic Light-Emitting Diode),稱為有機(jī)致電�(fā)光顯示技�(shù)。是OEL顯示技�(shù)的一種,其發(fā)光機(jī)理和過程是從�、陽兩極分別注入電子和空穴,被注入的電子和空穴在有機(jī)層內(nèi)傳輸,并在發(fā)光層�(nèi)�(fù)合,從而激�(fā)�(fā)光層分子�(chǎn)生單�(tài)激�,單�(tài)激子輻射衰減而發(fā)�。在過去的十多年里發(fā)展迅�,取得了巨大的成��

流程

  1.OLED�(shè)備的電池或電源會在OLED兩端施加一�(gè)電壓�

  2.電流從陰極流向陽極,并經(jīng)過有�(jī)層(電流指電子的流動(dòng)��

  a陰極向有�(jī)分子�(fā)射層輸出電子�

  b陽極吸收從有�(jī)分子傳導(dǎo)層傳來的電子。(這可以視為陽極向傳導(dǎo)層輸出空�,兩者效果相等)

  3.在發(fā)射層和傳�(dǎo)層的交界處,電子會與空穴�(jié)��

  a.電子遇到空穴�(shí),會填充空穴(它會落入缺失電子的原子中的某�(gè)能級��

  b.這一過程�(fā)生時(shí),電子會以光子的形式釋放能量�

  4.OLED�(fā)��

  5.光的顏色取決于發(fā)射層有機(jī)物分子的類型。生�(chǎn)商會在同一片OLED上放置幾種有�(jī)薄膜,這樣就能�(gòu)成彩色顯示器�

  6.光的亮度或強(qiáng)度取決于施加電流的大�。電流越�,光的亮度就越高�

OLED的制�

  1、OLED的制備工�

  目前在中國大陸,OLED顯示器件的制備還處于�(shí)�(yàn)室階�,但已到�(dá)了中試的邊緣,因此我們將主要討論�(shí)�(yàn)室的OLED制備工藝�

  不管是實(shí)�(yàn)�、中試,還是量產(chǎn),OLED器件的制備過程基本一�,主要區(qū)別在于器件的真空蒸鍍�(shè)備上。實(shí)�(yàn)室一般選用手�(dòng)的真空蒸鍍設(shè)備�(jìn)行單片樣品蒸�,以便于制作種類不同的實(shí)�(yàn)樣品;中試線一般采用半自動(dòng)的真空蒸鍍設(shè)備�(jìn)行連續(xù)的多片樣品蒸�,以便于小批量產(chǎn)品的切換;量�(chǎn)線一般采用全自動(dòng)的真空蒸鍍設(shè)備�(jìn)行流水樣品蒸�(或采用線蒸鍍技�(shù)與工�),以便于提高良品率、降低產(chǎn)品成�。據(jù)悉,也有的機(jī)�(gòu)正在研究嘗試在量�(chǎn)線上用旋涂技�(shù)工藝�(jìn)行生�(chǎn)OLED�(chǎn)��

  OLED顯示器件的制備工藝包括:ITO玻璃清洗→光刻→再清洗→前處理→真空蒸鍍有機(jī)層→真空蒸鍍背電極→真空蒸鍍保護(hù)層→封裝→切割→測試→模塊組裝→�(chǎn)品檢�(yàn)及老化�(shí)�(yàn)等十幾道工序,其幾�(gè)�(guān)鍵工序的工藝如下�

  (1)ITO玻璃的洗凈及表面處理

  ITO作為陽極其表面狀�(tài)直接影響空穴的注入和與有�(jī)薄膜層間的界面電子狀�(tài)及有�(jī)材料的成膜�。如果ITO表面不清潔,其表面自由能變小,從而導(dǎo)致蒸鍍在上面的空穴傳輸材料發(fā)生凝聚、成膜不均勻�

  ITO表面的處理過程為:洗潔精清洗→乙醇清洗→丙酮清洗→純水清�,均用超聲波清洗�(jī)�(jìn)行清洗,每次洗滌采用清洗5分鐘,停�5分鐘,分別重�(fù)3次的方法。然后再用紅外烘箱烘干待�。對洗凈后的ITO玻璃還需�(jìn)行表面活化處�,以增加ITO表面層的含氧�,提高ITO表面的功函數(shù)�

  也可以用比例為水:雙氧�:氨水=5:1:1混合的過氧化氫溶液處理ITO表面,使ITO表面過剩的錫含量減少而氧的比例增�,以提高ITO表面的功函數(shù)來增加空穴注入的幾率,可使OLED器件亮度提高一�(gè)�(shù)量級�

  ITO玻璃在使用前還應(yīng)�(jīng)過“紫外線-臭氧”或“等離子”表面處�,主要目的是去除ITO表面殘留的有�(jī)�、促使ITO表面氧化、增加ITO表面的功函數(shù)、提高ITO表面的平整度。未�(jīng)處理的ITO表面功函�(shù)約為4.6eV,經(jīng)過紫外線-臭氧或等離子表面處理后的ITO表面的功函數(shù)�5.0eV以上,發(fā)光效率及工作壽命都會得到提高。對ITO玻璃表面�(jìn)行處理一定要在干燥的真空�(huán)境中�(jìn)�,處理過的ITO玻璃不能在空氣中放置太久,否則ITO表面就會失去活��

  (2)ITO的光刻處理工�

  (3)有機(jī)薄膜的真空蒸鍍工�

  OLED器件需要在高真空腔室中蒸鍍多層有機(jī)薄膜,薄膜的�(zhì)量關(guān)系到器件�(zhì)量和壽命。在高真空腔室中�(shè)有多�(gè)放置有機(jī)材料的蒸�(fā)�,加熱蒸�(fā)舟蒸鍍有�(jī)材料,并利用石英晶體振蕩器來控制膜厚。ITO玻璃基板放置在可加熱的旋�(zhuǎn)樣品托架�,其下面放置的金屬掩膜板控制蒸鍍圖案�

  在我們的真空蒸鍍�(shè)備上�(jìn)行蒸鍍實(shí)�(yàn),實(shí)�(yàn)�(jié)果表�,有�(jī)材料的蒸�(fā)溫度一般在170℃~400℃之間、ITO樣品基底溫度�100℃~150�、蒸�(fā)速度�1晶振�(diǎn)�10晶振�(diǎn)/�(即約0.1nm�1nm/S)、蒸�(fā)腔的真空度在5×10-4Pa�3×10-4Pa�(shí)蒸鍍的效果較佳�

  但是,有�(jī)材料的蒸鍍目前還存在材料有效使用率低(�10%)、摻雜物的濃度難以精確控�、蒸鍍速率不穩(wěn)�、真空腔容易污染等等不足之處,從而導(dǎo)致樣片基板的鍍膜均勻度達(dá)不到器件要求�

  (4)金屬電極的真空蒸鍍工�

  金屬電極仍要在真空腔中�(jìn)行蒸鍍。金屬電極通常使用低功函數(shù)的活潑金�,因此在有機(jī)材料薄膜蒸鍍完成后�(jìn)行蒸�。常用的金屬電極有Mg/Ag、Mg:Ag/Ag、Li/Al、LiF/Al�。用于金屬電極蒸鍍的舟通常采用鉬、鉭和鎢等材料制�,以便用于不同的金屬電極蒸鍍(主要是防止舟金屬與蒸鍍金屬起化學(xué)反應(yīng))�

  金屬電極材料的蒸�(fā)一般用加熱電流來表�,在我們的真空蒸鍍�(shè)備上�(jìn)行蒸鍍實(shí)�(yàn),實(shí)�(yàn)�(jié)果表�,金屬電極材料的蒸發(fā)加熱電流一般在70A�100A之間(�(gè)別金屬要超過100A)、ITO樣品基底溫度�80℃左�、蒸�(fā)速度�5晶振�(diǎn)�50晶振�(diǎn)/�(即約0.5nm�5nm/S)、蒸�(fā)腔的真空度在7×10-4Pa�5×10-4Pa�(shí)蒸鍍的效果較��

  (5)器件封裝工藝

  OLED器件的有�(jī)薄膜及金屬薄膜遇水和空氣后會立即氧化,使器件性能迅速下�,因此在封裝前決不能與空氣和水接觸。因�,OLED的封裝工藝一定要在無水無氧的、通有惰性氣�(如氬�)的手套箱中�(jìn)�。封裝材料包括粘合劑和覆蓋材料。粘合劑使用紫外固化�(huán)氧固化劑,覆蓋材料則采用玻璃封蓋,在封蓋�(nèi)加裝干燥劑來吸附殘留的水��

分類

  有機(jī)電致�(fā)�(OrganicElectroluminescentLight)簡稱為OEL。它有兩�(gè)技�(shù)分支,一�(gè)是分子量�500�2000之間的小分子有機(jī)�(fā)光二極管(OrganicLightEmittingDiode)簡稱為OLED或SM-OLED;另一�(gè)是分子量�10000�100000之間的高分子(又稱聚合�)有機(jī)�(fā)光二極管(PolymerLight-EmittingDiode)簡稱為PLED或P-OLED�

  OEL顯示器件具有的主�(dòng)�(fā)光、發(fā)光效率較�、功耗低、輕、雹無視角限制等�(yōu)�(diǎn),被�(yè)�(nèi)人士�(rèn)為是最有可能在未來的顯示器件市場上占據(jù)霸主地位的新一代顯示器件。作為一�(xiàng)嶄新的顯示技�(shù),OLED免不了還存在很多不足,其材料、器件壽�、良品率等還有待于�(jìn)一步研�、提高,�(yīng)用領(lǐng)域也有待于�(jìn)一步擴(kuò)�,這就為今后的科研探索提供了很大的研究空間�

  OLED技�(shù)在過去的十多年里�(fā)展迅�,取得了巨大的成�。由于全球越來越多的顯示器廠家紛紛投入研�(fā),大大的推動(dòng)了OLED的產(chǎn)�(yè)化�(jìn)�,使得OLED�(chǎn)�(yè)的成長速度驚人,目前已�(jīng)到達(dá)了大�(guī)模量�(chǎn)的前�。業(yè)�(nèi)有關(guān)人士�(yù)言�2007年也許會成為OLED大規(guī)模量�(chǎn)的元��

  �2000年到2005年OLED面板出貨量年均增長速度超過�175%,未來隨著OLED�(chǎn)品逐漸向有源全彩和大尺寸的方向�(fā)�,OLED�(chǎn)�(yè)還將保持高速的增長勢頭。OLED�(chǎn)品已�(jīng)逐漸被下游廠商所�(rèn)�,需求量也明顯增大。目前OLED主要�(yīng)用領(lǐng)域包括通訊�(chǎn)�(手機(jī)副屏)、消�(fèi)類電子產(chǎn)�(MP3)、車載和儀器儀表等�(lǐng)��

  與OLED技�(shù)相比,PLED技�(shù)�(fā)展稍有滯�,主要是�?yàn)榻槿氲膹S商有�、技�(shù)相對不太成熟、原材料合成難度大、設(shè)備生�(chǎn)廠商少等原因。盡管如�,其�(fā)展速度也十分迅�,目前市場上已經(jīng)可以見到配有較低檔次PLED的產(chǎn)�。據(jù)DisplaySearch�(yù)�,到2008年P(guān)LED市場份額將快速上升到OEL市場�40%�

OLED全彩的實(shí)�(xiàn)

  為了�(shí)�(xiàn)彩色 OLED,可以在幾�(gè)方面著手。最初采用的 Alq3 �(fā)出的是綠�。而采用不同的有機(jī)�(fā)光聚合物可以�(fā)出不同顏色的光。還有一種方法是� 用摻雜熒光材料以得到各種不同的顏�。而熒光材料還可以改善器件的發(fā)光效�,使譜線變窄。有了不同顏色的�(fā)光二極管以后,下一�(gè)問題就是怎么組成一�(gè)紅綠 �(lán)的像�。最近美國普林斯頓大�(xué)的研究小組開�(fā)出一種圖形控制擴(kuò)散法,可以將紅綠�(lán)三色� OLED 集成在同一基底�。概括來�,材料和工藝的多樣性讓 OLED 有多種途徑可以�(shí)�(xiàn)彩色顯示。最典型的有如下六種方式�

 ?、俨煌牧习l(fā)出紅、綠、藍(lán)三色,像 CRT顯示一�,由三色像素拼接成一�(gè)彩色像素(如圖五所示),�?yàn)榭梢�?LCD 的某些制造工藝兼�,這是目前最常用的方��

  ②采用發(fā)出白光的材料,像 LCD 顯示一樣,通過三色濾色片形成彩色像�;這種方法可以在發(fā)光器上涂上多層染料,這樣它就會發(fā)出白�。用� LCD 上類 似的彩色濾光片能夠制造出紅、綠、藍(lán)三像素,這些濾光片能放置在單�(dú)的平板上,利用影印成像法,覆蓋在白色�(fā)射器陣列�。這是最簡單的生�(chǎn)彩色 OLED� 示器的辦�,但是因?yàn)橹挥腥种坏陌坠饽芡ㄟ^彩色濾光�,因此這種方法會浪�(fèi)一些光��

  ③采用特殊的材料,能夠在不同的驅(qū)�(dòng)電壓下顯示不同的色彩�

 ?、苁褂冒l(fā)出藍(lán)色光線的材料,再激�(fā)熒光物質(zhì)�(fā)出各種色彩的光線。利用熒光和變色裝置,或者用傳播介質(zhì)來代替濾光片來獲得彩色的辦法更好一�。這時(shí)�  �(lán)光發(fā)射器就派上了用場,藍(lán)光通過變色介質(zhì) (CCM)后變成綠光或者紅光。如果這種變色介質(zhì)的轉(zhuǎn)換能力強(qiáng)的話,這種辦法對光線的利用率比使用濾光片更��

 ?、菁す夤舱穹绞剑?/FONT>

 ?、迣⒓t、綠、藍(lán)三色�(fā)光膜重疊起來,構(gòu)成彩色像��

維庫電子通,電子知識,一查百��

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