【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 1)概述 OLED，即有機(jī)發(fā)光二極管（Organic LightEmitting Diode），又稱為有機(jī)電激光顯示（Organic Electroluminesence Display, OELD）。因?yàn)榫邆漭p薄、省電等特性，因此從2003年開始，這種顯示設(shè)備在MP3播放器上得到了廣泛應(yīng)用，而對(duì)于同屬數(shù)碼類產(chǎn)品的DC與手機(jī)，此前只是在一些展會(huì)上展示過采用OLED屏幕的工程樣品，還并未走入實(shí)際應(yīng)用的階段。但OLED屏幕卻具備了許多LCD不可比擬的優(yōu)勢(shì)。 OLED顯示技術(shù)具有自發(fā)光的特性，采用非常薄的有機(jī)材料涂層和玻璃基板，當(dāng)有電流通過時(shí)，這些有機(jī)材料就會(huì)發(fā)光，而且OLED顯示屏幕可視角度大，并且能夠顯著節(jié)省電能，從2003年開始這種顯示設(shè)備在MP3播放器上得到了廣泛應(yīng)用，OLED屏幕卻具備了許多LCD不可比擬的優(yōu)勢(shì)，因此它也一直被業(yè)內(nèi)人士所看好。 (2)歷史 1947年出生于香港的美籍華裔教授鄧青云在實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)了有機(jī)發(fā)光二極體，也就是OLED，由此展開了對(duì)OLED的研究，1987年，鄧青云教授和Vanslyke 采用了超薄膜技術(shù)，用透明導(dǎo)電膜作陽極，AlQ3作發(fā)光層，三芳胺作空穴傳輸層，Mg/Ag 合金作陰極，制成了雙層有機(jī)電致發(fā)光器件。1990 年，Burroughes 等人發(fā)現(xiàn)了以共軛高分子PPV 為發(fā)光層的OLED，從此在全世界范圍內(nèi)掀起了OLED 研究的熱潮。鄧教授也因此被稱為“OLED之父”。 目前在OLED的二大技術(shù)體系中，低分子OLED技術(shù)為日本掌握，而高分OLED技術(shù)發(fā)展(15張)子的PLED,LG手機(jī)的所謂OEL就是這個(gè)體系，技術(shù)及專利則由英國的科技公司CDT掌握，兩者相比PLED產(chǎn)品的彩色化上仍有困難。而低分子OLED則較易彩色化，不久前三星就發(fā)布了65530色的手機(jī)用OLED。 不過，雖然將來技術(shù)更優(yōu)秀的OLED會(huì)取代TFT等LCD，但有機(jī)發(fā)光顯示技術(shù)還存在使用壽命短、屏幕大型化難等缺陷。目前采用OLED的主要是三星如新上市的SCHX339就采用了256色的OLED，以及索尼發(fā)布的次時(shí)代掌機(jī)PSV，至于OEL則主要被LG采用在其CU8180 8280上我們都有見到。 為了形像說明OLED構(gòu)造，可以將每個(gè)OLED單元比做一塊漢堡包，發(fā)光材料就是夾在中間的蔬菜。每個(gè)OLED的顯示單元都能受控制地產(chǎn)生三種不同顏色的光。OLED與LCD一樣，也有主動(dòng)式和被動(dòng)式之分。被動(dòng)方式下由行列地址選中的單元被點(diǎn)亮。主動(dòng)方式下，OLED單元后有一個(gè)薄膜晶體管（TFT），發(fā)光單元在TFT驅(qū)動(dòng)下點(diǎn)亮。主動(dòng)式OLED應(yīng)該比被動(dòng)式OLED省電，且顯示性能更佳。[3] (3)發(fā)展 目前，OLED面板的生產(chǎn)廠商主要集中于日本、韓國、中國臺(tái)灣這三個(gè)地區(qū)。三星在AMOLED市場(chǎng)所占份額曾達(dá)90%以上，是AMOLED面板最大的供應(yīng)商。隨后Sony和LG分別推出11英寸、15英寸AMOLEDTV，日本、韓國、中國臺(tái)灣等廠商在OLED的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力越來越強(qiáng)，同時(shí)也在AMOLED方面取得了更高的競(jìng)爭(zhēng)地位。此外，包括奇晶、TMD、友達(dá)等廠商，也都加快了AMOLED技術(shù)開發(fā)的腳步。2011年，隨著新建生產(chǎn)線的達(dá)產(chǎn)，三星在AMOLED領(lǐng)域的市場(chǎng)份額下降至70%左右。 2012年，OLED產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)一步激烈化。積極力推大尺寸OLED電視的平面電視品牌大廠為三星電子與LG電子，兩者皆在2012年5月中下旬展出55吋OLED電視商品，兩大韓廠皆積極想在年底推出正式商品。 不過，日系大廠Sony與Panasonic亦于6月25日宣布正式結(jié)盟，進(jìn)攻大尺寸OLED電視領(lǐng)域，將于2013年確立量產(chǎn)大尺寸OLED的技術(shù)。 2012年下半年對(duì)臺(tái)灣面板業(yè)者來說是非常關(guān)鍵的時(shí)間，其AMOLED產(chǎn)品技術(shù)將持續(xù)應(yīng)用于智能手機(jī)，藉此能為臺(tái)灣面板業(yè)者帶來成倍增長(zhǎng)的空間。 隨著OLED產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的不斷升級(jí)，大型企業(yè)間戰(zhàn)略投資與資本運(yùn)作日趨頻繁，國內(nèi)優(yōu)秀的OLED生產(chǎn)企業(yè)愈來愈重視對(duì)行業(yè)市場(chǎng)的研究，特別是對(duì)企業(yè)發(fā)展環(huán)境和客戶需求趨勢(shì)變化的深入研究。正因?yàn)槿绱?，一大批國?nèi)優(yōu)秀的OLED品牌迅速崛起，逐漸成為OLED產(chǎn)業(yè)中的翹楚!　 (4)OLED的結(jié)構(gòu)、原理 OLED的基本結(jié)構(gòu)是由一薄而透明具半導(dǎo)體特性之銦錫氧化物(ITO)，與電力之正極相連，再加上另一個(gè)金屬陰極，包成如三明治的結(jié)構(gòu)。整個(gè)結(jié)構(gòu)層中包括了：空穴傳輸層(HTL)、發(fā)光層(EL)與電子傳輸層(ETL)。當(dāng)電力供應(yīng)至適當(dāng)電壓時(shí)，正極空穴與陰極電荷就會(huì)在發(fā)光層中結(jié)合，產(chǎn)生光亮，依其配方不同產(chǎn)生紅、綠和藍(lán)RGB三原色，構(gòu)成基本色彩。OLED的特性是自己發(fā)光，不像TFT LCD需要背光，因此可視度和亮度均高，其次是電壓需求低且省電效率高，加上反應(yīng)快、重量輕、厚度薄，構(gòu)造簡(jiǎn)單，成本低等，被視為 21世紀(jì)最具前途的產(chǎn)品之一。 有機(jī)發(fā)光二極體的發(fā)光原理和無機(jī)發(fā)光二極體相似。當(dāng)元件受到直流電（Direct Current；DC）所衍生的順向偏壓時(shí)，外加之電壓能量將驅(qū)動(dòng)電子（Electron）與空穴（Hole）分別由陰極與陽極注入元件，當(dāng)兩者在傳導(dǎo)中相遇、結(jié)合，即形成所謂的電子空穴復(fù)合（ElectronHole Capture）。而當(dāng)化學(xué)分子受到外來能量激發(fā)後，若電子自旋（Electron Spin）和基態(tài)電子成對(duì)，則為單重態(tài)（Singlet），其所釋放的光為所謂的熒光（Fluorescence）；反之，若激發(fā)態(tài)電子和基態(tài)電子自旋不成對(duì)且平行，則稱為三重態(tài)（Triplet），其所釋放的光為所謂的磷光（Phosphorescence）。 當(dāng)電子的狀態(tài)位置由激態(tài)高能階回到穩(wěn)態(tài)低能階時(shí)，其能量將分別以光子（Light Emission）或熱能（Heat Dissipation）的方式放出，其中光子的部分可被利用當(dāng)做顯示功能；然有機(jī)熒光材料在室溫下并無法觀測(cè)到三重態(tài)的磷光，故PMOLED元件發(fā)光效率之理論極限值僅25%。 PMOLED發(fā)光原理是利用材料能階差，將釋放出來的能量轉(zhuǎn)換成光子，所以我們可以選擇適當(dāng)?shù)牟牧袭?dāng)做發(fā)光層或是在發(fā)光層中摻雜染料以得到我們所需要的發(fā)光顏色。此外，一般電子與電洞的結(jié)合反應(yīng)均在數(shù)十納秒（ns）內(nèi)，故PMOLED的應(yīng)答速度非?？臁? .：PMOLED的典型結(jié)構(gòu)。典型的PMOLED由玻璃基板、ITO（indium tin oxide；銦錫氧化物）陽極（Anode）、有機(jī)發(fā)光層（Emitting Material Layer）與陰極（Cathode）等所組成，其中，薄而透明的ITO陽極與金屬陰極如同三明治般地將有機(jī)發(fā)光層包夾其中，當(dāng)電壓注入陽極的空穴（Hole）與陰極來的電子（Electron）在有機(jī)發(fā)光層結(jié)合時(shí)，激發(fā)有機(jī)材料而發(fā)光。 而目前發(fā)光效率較佳、普遍被使用的多層PMOLED結(jié)構(gòu)，除玻璃基板、陰陽電極與有機(jī)發(fā)光層外，尚需制作空穴注入層（Hole Inject Layer；HIL）、空穴傳輸層（Hole Transport Layer；HTL）、電子傳輸層（Electron Transport Layer；ETL）與電子注入層（Electron Inject Layer；EIL）等結(jié)構(gòu)，且各傳輸層與電極之間需設(shè)置絕緣層，因此熱蒸鍍（Evaporate）加工難度相對(duì)提高，制作過程亦變得復(fù)雜。 由于有機(jī)材料及金屬對(duì)氧氣及水氣相當(dāng)敏感，制作完成後，需經(jīng)過封裝保護(hù)處理。PMOLED雖需由數(shù)層有機(jī)薄膜組成，然有機(jī)薄膜層厚度約僅1,000～1,500A176。（～ um），整個(gè)顯示板（Panel）在封裝加干燥劑（Desiccant）後總厚度不及200um（），具輕薄之優(yōu)勢(shì)。 有機(jī)材料的特性深深地影響元件之光電特性表現(xiàn)。在陽極材料的選擇上，材料本身必需是具高功函數(shù)（High work function）與可透光性，、性質(zhì)穩(wěn)定且透光的ITO透明導(dǎo)電膜，便被廣泛應(yīng)用于陽極。在陰極部分，為了增加元件的發(fā)光效率，電子與電洞的注入通常需要低功函數(shù)（Low work function）的Ag、Al、Ca、In、Li與Mg等金屬，或低功函數(shù)的復(fù)合金屬來制作陰極（例如：MgAg鎂銀）。 適合傳遞電子的有機(jī)材料不一定適合傳遞空穴，所以有機(jī)發(fā)光二極體的電子傳輸層和空穴傳輸層必須選用不同的有機(jī)材料。目前最常被用來制作電子傳輸層的材料必須制膜安定性高、熱穩(wěn)定且電子傳輸性佳，一般通常采用螢光染料化合物。如Alq、Znq、Gaq、Bebq、Balq、DPVBi、ZnSPB、PBD、OXD、BBOT等。而空穴傳輸層的材料屬于一種芳香胺螢光化合物，如TPD、TDATA等有機(jī)材料。 有機(jī)發(fā)光層的材料須具備固態(tài)下有較強(qiáng)螢光、載子傳輸性能好、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性佳、量子效率高且能夠真空蒸鍍的特性，一般有機(jī)發(fā)光層的材料使用通常與電子傳輸層或電洞傳輸層所采用的材料相同，例如Alq被廣泛用于綠光，Balq和DPVBi則被廣泛應(yīng)用于藍(lán)光。 一般而言，OLED可按發(fā)光材料分為兩種：小分子OLED和高分子OLED（也可稱為PLED）。小分子OLED和高分子OLED的差異主要表現(xiàn)在器件的制備工藝不同：小分子器件主要采用真空熱蒸發(fā)工藝，高分子器件則采用旋轉(zhuǎn)涂覆或噴涂印刷工藝。小分子材料廠商主要有：Eastman、Kodak、出光興產(chǎn)、東洋INK制造、三菱化學(xué)等；高分子材料廠商主要有：CDT、Covin、Dow Chemical、住友化學(xué)等。目前國際上與OLED有關(guān)的專利已經(jīng)超過1400份，其中最基本的專利有三項(xiàng)。小分子OLED的基本專利由美國Kodak公司擁有，高分子OLED的專利由英國的CDT（Cambridge DisPlay Technology）和美國的Uniax公司擁有。 (5)OLED關(guān)鍵工藝 一、氧化銦錫(ITO)基板前處理 (1)　ITO表面平整度：ITO目前已廣泛應(yīng)用在商業(yè)化的顯示器面板制造，其具有高透射率、低電阻率及高功函數(shù)等優(yōu)點(diǎn)。一般而言，利用射頻濺鍍法(RF sputtering)所制造的ITO，易受工藝控制因素不良而導(dǎo)致表面不平整，進(jìn)而產(chǎn)生表面的尖端物質(zhì)或突起物。另外高溫鍛燒及再結(jié)晶的過程亦會(huì)產(chǎn)生表面約10 ~ 30nm的突起層。這些不平整層的細(xì)粒之間所形成的路徑會(huì)提供空穴直接射向陰極的機(jī)會(huì)，而這些錯(cuò)綜復(fù)雜的路徑會(huì)使漏電流增加。一般有三個(gè)方法可以解決這表面層的影響?U一是增加空穴注入層及空穴傳輸層的厚度以降低漏電流，此方法多用于PLED及空穴層較厚的OLED(~200nm)。二是將ITO玻璃再處理，使表面光滑。三是使用其它鍍膜方法使表面平整度更好。 (2)　ITO功函數(shù)的增加：當(dāng)空穴由ITO注入HIL時(shí)，過大的位能差會(huì)產(chǎn)生蕭基能障，使得空穴不易注入，因此如何降低ITO / HIL接口的位能差則成為ITO前處理的重點(diǎn)。一般我們使用O2Plasma方式增加ITO中氧原子的飽和度，以達(dá)到增加功函數(shù)之目的。，與HIL的功函數(shù)已非常接近。 加入輔助電極，由于OLED為電流驅(qū)動(dòng)組件，當(dāng)外部線路過長(zhǎng)或過細(xì)時(shí)，于外部電路將會(huì)造成嚴(yán)重之電壓梯度，使真正落于OLED組件之電壓下降，導(dǎo)致面板發(fā)光強(qiáng)度減少。由于ITO電阻過大(10 ohm / square)，易造成不必要之外部功率消耗，增加一輔助電極以降低電壓梯度成了增加發(fā)光效率、減少驅(qū)動(dòng)電壓的快捷方式。鉻(Cr：Chromium)金屬是最常被用作輔助電極的材料，它具有對(duì)環(huán)境因子穩(wěn)定性佳及對(duì)蝕刻液有較大的選擇性等優(yōu)點(diǎn)。然而它的電阻值在膜層為100nm時(shí)為2 ohm / square，在某些應(yīng)用時(shí)仍屬過大，因此在相同厚度時(shí)擁有較低電阻值的鋁(Al：Aluminum)金屬( ohm / square)則成為輔助電極另一較佳選擇。但是，鋁金屬的高活性也使其有信賴性方面之問題因此，多疊層之輔助金屬則被提出，如：Cr / Al / Cr或Mo / Al / Mo，然而此類工藝增加復(fù)雜度及成本，故輔助電極材料的選擇成為OLED工藝中的重點(diǎn)之一。 二、陰極工藝在高解析的OLED面板中，將細(xì)微的陰極與陰極之間隔離，一般所用的方法為蘑菇構(gòu)型法(Mushroom structure approach)，此工藝類似印刷技術(shù)的負(fù)光阻顯影技術(shù)。在負(fù)光阻顯影過程中，許多工藝上的變異因子會(huì)影響陰極的品質(zhì)及良率。例如，體電阻、介電常數(shù)、高分辨率、高Tg、低臨界維度(CD)的損失以及與ITO或其它有機(jī)層適當(dāng)?shù)酿ぶ涌诘取? 三、封裝 ⑴　吸水材料：一般OLED的生命周期易受周圍水氣與氧氣所影響而降低。水氣來源主要分為兩種：一是經(jīng)由外在環(huán)境滲透進(jìn)入組件內(nèi)，另一種是在OLED工藝中被每一層物質(zhì)所吸收的水氣。為了減少水氣進(jìn)入組件或排除由工藝中所吸附的水氣，一般最常使用的物質(zhì)為吸水材(Desiccant)。Desiccant可以利用化學(xué)吸附或物理吸附的方式捕捉自由移動(dòng)的水分子，以達(dá)到去除組件內(nèi)水氣的目的。 ⑵　工藝及設(shè)備開發(fā)：封裝工藝之流程如圖四所示，為了將Desiccant置于蓋板及順利將蓋板與基板黏合，需在真空環(huán)境或?qū)⑶惑w充入不活潑氣體下進(jìn)行，例如氮?dú)?。值得注意的是，如何讓蓋板與基板這兩部分工藝銜接更有效率、減少封裝工藝成本以及減少封裝時(shí)間以達(dá)最佳量產(chǎn)速率，已儼然成為封裝工藝及設(shè)備技術(shù)發(fā)展的3大主要目標(biāo)。 （6）OLED的彩色化技術(shù) 顯示器全彩色是檢驗(yàn)顯示器是否在市場(chǎng)上具有競(jìng)爭(zhēng)力的重要標(biāo)志，因此許多全彩色化技術(shù)也應(yīng)用到了OLED顯示器上，按面板的類型通常有下面三種:RGB像素獨(dú)立發(fā)光，光色轉(zhuǎn)換(Color Conversion)和彩色濾光膜(Color Filter)。 一、RGB象素獨(dú)立發(fā)光 利用發(fā)光材料獨(dú)立發(fā)光是目前采用最多的彩色模式。它是利用精密的金屬蔭罩與CCD象素對(duì)位技術(shù)，首先制備紅、綠、藍(lán)三基色發(fā)光中心，然后調(diào)節(jié)三種顏色組合的混色比，產(chǎn)生真彩色，使三色OLED元件獨(dú)立發(fā)光構(gòu)成一個(gè)像素。該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵在于提高發(fā)光材料的色純度和發(fā)光效率，同時(shí)金屬蔭罩刻蝕技術(shù)也至關(guān)重要。 目前，有機(jī)小分子發(fā)光材料AlQ3是很好的綠光發(fā)光小分子材料，它的綠光色純度，發(fā)光效率和穩(wěn)定性都很好。但OLED最好的紅光發(fā)光小分子