【正文】 須由另一層將多余部分去掉，以使圖形不發(fā)生變形；6）檢測。 圖 28 字符的電極走線（3）點(diǎn)矩陣的電極走線設(shè)計(jì)過程：1）繪制目標(biāo)圖形，即點(diǎn)陣；2）設(shè)計(jì)邏輯走線；3）分層布線，由于點(diǎn)陣為行列驅(qū)動(dòng)，因此在電極排布上實(shí)質(zhì)是一些行列連通的電極條（陽極層和陰極層） ，但要保證兩層電極條的相交或重疊區(qū)域正好是像素的大小；4）為了留有余量，頂端需伸出一點(diǎn)；5）給每個(gè)電極條引線；6）檢測。 圖 29 點(diǎn)電極的設(shè)計(jì) 電極的設(shè)計(jì)電極的設(shè)計(jì)決定著顯示圖形，陰極與陽極在可視區(qū)重疊的部分就是要顯示的圖形。陰、陽極電極盡量不重合，在可視區(qū)避免不了重疊需控制在 范圍內(nèi)。 圖 210 電極走線及引腳連接圖 掩模板設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)完電極走線接下來就是掩模板的設(shè)計(jì)，包括陽極掩模板，陰極掩模板和有機(jī)層掩模板的設(shè)計(jì)。陽極掩模板的圖形如圖 211 所示。由于金屬在空氣中易氧化，因此加封裝蓋保護(hù)陰極，避免與空氣中的水和氧氣接觸。所以陰極電極和 ITO 電極引腳還必須相連，以便能傳輸電信號(hào)。這樣才能使電信號(hào)很好的通過。陰極掩模板如圖 213 所示。作用即傳輸載流子、平衡載流子并發(fā)光。要保證可視區(qū)圖形全部發(fā)光，必須使有機(jī)層將可視區(qū)全部覆蓋。圖 213 有機(jī)層掩模板 OLED 顯示屏制作工藝OLED 顯示屏的制備步驟：將附有 ITO 的玻璃襯底進(jìn)行光刻，刻出底電極圖形，清洗烘干備用；將 CuPc、BCP、Alq Mg、Ag 等分別置于 OLED 制備系統(tǒng)的相應(yīng)舟中；將襯底玻璃以面朝下方式放在小車上，以便可以在兩個(gè)室的各個(gè)部分移動(dòng)；抽真空系統(tǒng)使其達(dá)到約 5104Pa 較高真空狀態(tài)。如圖 214 所示。ITO 光刻工藝如圖215 所示。j）檢測：電極上是否有短路或斷路 [12]。表 22 各種有機(jī)材料的蒸鍍條件有機(jī)材料 蒸發(fā)溫度（℃） 真空度（Pa） 蒸發(fā)速率（nm/s ）CuPc 340 4104 NPB 220 4104 Alq3 220 4104 有機(jī)層的蒸鍍：將洗凈的 ITO 玻璃放置于支架上，將有機(jī)層掩模板貼近 ITO 玻璃基板放置，通過蒸發(fā)舟依次蒸鍍 CuPc，PVK，Alq 3，BCP 等有機(jī)物。平衡電子和空穴。Alq 3 作為電子傳輸層，使電子傳輸?shù)桨l(fā)光層。（3）金屬陰極制備有機(jī)膜制備好后應(yīng)立即開始制備陰極，實(shí)驗(yàn)室常采用 Mg:Ag，LiF/Al，作為陰極 [14]。表 23 各種陰極材料的蒸鍍條件陰極材料 蒸發(fā)電流（A） 真空度（Pa） 蒸發(fā)速率（nm/s ）Mg:Ag 50 3103 LiF 50 5104 Al 25 3103 陰極也采用的是蒸鍍工藝，將陰極掩模板接近基板放置，進(jìn)行蒸鍍，這樣可以保證蒸鍍圖形的完整和不擴(kuò)散。即采用 Mg:Ag 合金，合金陰極比金屬陰極發(fā)光效率高而且還對(duì)穩(wěn)定器件有一定的作用。蒸鍍完金屬電極后，通過機(jī)械手將蒸鍍好的器件從真空室中拿到封裝室內(nèi)，將其放在四周涂有封框膠的封裝玻璃上，向封裝室內(nèi)沖入高純氮?dú)?，在封裝室中再進(jìn)行真空封裝。金屬、合金暴露于空氣中會(huì)氧化，與水接觸會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生影響，并且會(huì)減少器件的使用壽命。將制備完陰極的玻璃板至于真空室內(nèi)進(jìn)行封裝。將封裝蓋對(duì)位放置在器件上在四周用封框膠將其封口，避免空氣和水的進(jìn)入。氧化銦錫（indium tin oxide，ITO ）透明電極和低功耗函數(shù)的金屬（Mg ，Li，Ca 等）常被分別用作陽極和陰極，輻射光經(jīng)由 ITO 一側(cè)射出，OLED 技術(shù)從最初的單層器件發(fā)展到今天，出現(xiàn)了各種復(fù)雜的器件結(jié)構(gòu)，器件的光電性能也有了質(zhì)的飛躍。其中的有機(jī)層作為發(fā)光層（EML ） ，又兼做電子傳輸層（ETL ）和空穴傳輸層（HTL ） 。圖 31 單層器件結(jié)構(gòu)單層器件雖然有制作簡單的優(yōu)點(diǎn)，但是由于大多數(shù)有機(jī)材料都是單極性的，同時(shí)具有均等的傳輸電子和空穴性能的材料很少。要使發(fā)光層中具有高的載流子復(fù)合效率，兩種載流子的注入及傳輸能力應(yīng)相當(dāng)，否則傳輸快的一方就會(huì)直接穿過發(fā)光層到達(dá)對(duì)電極而引起猝滅。（2）雙層器件結(jié)構(gòu)雙層器件是有兩種不同功能的有機(jī)層組成的有機(jī)電致發(fā)光器件。如果用這種單極性的有機(jī)物作為單層器件的發(fā)光材料，會(huì)使電子與空穴的復(fù)合區(qū)自然地靠近某一電極，當(dāng)復(fù)合區(qū)越靠近這一電極就越容易被該電極所猝滅，而這種猝滅有損于有機(jī)物的有效發(fā)光，從而使 OLED 的發(fā)光效率降低。根據(jù)功能材料的不同作用，分為 DLA和 DLB 型，如圖 32 所示， DLA 型是含有空穴傳輸層（HTL ）和集電子傳輸功能和受激發(fā)光的發(fā)光層（EMT） 。DLA DLB圖 32 雙層器件結(jié)構(gòu)雙層器件結(jié)構(gòu)是為了平衡空穴和電子的注入量，提高載流子的注入速率，提高其發(fā)光效率和量子效率。（3）三層器件結(jié)構(gòu)三層器件結(jié)構(gòu)如圖 33 所示，由空穴傳輸層(HTL)，電子傳輸層(ETL)和將電能轉(zhuǎn)化成光能的發(fā)光層組成的三層器件結(jié)構(gòu)是由日本的 Adachi 首次提出的。圖 33 三層器件結(jié)構(gòu)（4）多層器件結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中，為了降低驅(qū)動(dòng)電壓、提高對(duì)比度、增加量子效率和提高發(fā)光效率，但不改變發(fā)光顏色，一般采用多層器件結(jié)構(gòu)，如圖 34 所示。但是多層結(jié)構(gòu)在改善器件的同時(shí)，也會(huì)給各層之間帶來復(fù)雜的界面效應(yīng)。在實(shí)際器件中，我們可以將其摻雜在較高激子能量的基質(zhì)材料中，利用能量傳遞時(shí)限受激的基質(zhì)分子到染料分子的能量轉(zhuǎn)移，從而實(shí)現(xiàn)染料分子的發(fā)光。其發(fā)光機(jī)理一般認(rèn)為是在外界電壓驅(qū)動(dòng)下，帶負(fù)電的電子與帶正電的空穴在有機(jī)層相向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)他們相遇時(shí)便可能發(fā)生復(fù)合而放出能量并將能量傳遞給有機(jī)發(fā)光物質(zhì)的分子，使其受到激發(fā)，從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。在這個(gè)過程中，要使發(fā)光中心發(fā)光并提高發(fā)光效率，必須使從陽極注入的空穴與陰極注入的電子平衡地向發(fā)光中心注入，而在發(fā)光中心部位復(fù)合。 OLED 器件彩色化結(jié)構(gòu)OLED 彩色化主要有三種方法：獨(dú)立發(fā)光材料法，光色轉(zhuǎn)換法以及彩色濾光膜法。彩色化方法如圖 35 所示。設(shè)計(jì)的這款顯示屏為彩色顯示。白光加彩色濾色膜法制作工藝相對(duì)簡單，避免了三基色排列發(fā)光生產(chǎn)過程中的種種困難，簡化生產(chǎn)制程。所以此設(shè)計(jì)選用工藝較容易的白光器件加彩色濾色膜實(shí)現(xiàn)彩色。其器件結(jié)構(gòu)為：彩色濾色膜，玻璃基板，ITO ，空穴緩沖層，發(fā)光層兼空穴傳輸層，空穴阻擋層，電子傳輸層，陰極。圖 36 OLED 顯示屏結(jié)構(gòu)圖中 ITO 玻璃基板作為陽極同時(shí) ITO 也作為空穴注入層。PVK 作為發(fā)光的主體材料兼空穴傳輸層。Rubrene 作為橙黃光摻雜染料。Alq 3用作電子傳輸層。最后光從玻璃基板射出經(jīng)過彩色濾色膜作用，形成彩色。此外，它在近紫外區(qū)也有很高的透過率 [19]。金屬功函數(shù)的大小嚴(yán)重地影響著 OLED 器件的發(fā)光效率、使用壽命等性能。另外，功函數(shù)越低，有機(jī)/金屬界面勢壘越低，工作中產(chǎn)生的焦耳熱就會(huì)越少，器件壽命就會(huì)有較大的提高。一般采用功函數(shù)較低的金屬作為陰極，如：A1 ，Mg，Ca 等，但是它們?cè)诳諝庵泻苋菀妆谎趸?，使器件不穩(wěn)定，使用壽命很短，因此選擇合金或增加緩沖層來避免此問題。為了既可以提高器件的發(fā)光效率，又可以得到穩(wěn)定的器件，采用金屬合金來作為陰極。蒸鍍合金時(shí)，少量的金屬會(huì)優(yōu)先擴(kuò)散到缺陷中，使整個(gè)有機(jī)層變得穩(wěn)定。這種陰極是在發(fā)光層與金屬電極之間加入一層阻擋層，如 LiF ， CsF ，RbF 等 [20]。阻擋層的引入可以大幅度地提高器件的性能。采用合金陰極避免了單一金屬膜的缺陷，是有機(jī)層更穩(wěn)定，同時(shí)制作工藝相對(duì)層狀陰極簡單，只需雙源共蒸，不必鍍兩層。常見的空穴緩沖材料有CuPc、 PBD，PBD 的作用的提高電子的傳輸性能，提高載流子的注入平衡， CuPc 可以降低 ITO/有機(jī)層之間的界面勢壘，降低空穴載流子的注入勢壘，有利于提高空穴注入的能力，還可以增加 ITO/有機(jī)界面的粘合程度，增大空穴注入接觸，抑制空穴向空穴傳輸層的注入，平衡電子和空穴注入，因而提高了器件的電流和亮度。在工作過程中，由于器件發(fā)熱，可能會(huì)引起傳輸材料結(jié)晶，這將導(dǎo)致 OLED 器件性能衰減，因此應(yīng)該選擇玻璃化溫度（Tg）較高的材料作為傳輸材料，另外，選擇材料時(shí)還應(yīng)注意：材料應(yīng)具有低的離化能（IP） 、高的空穴遷移率、好的電子阻擋作用以及能形成均勻穩(wěn)定的薄膜。常用的空穴傳輸材料主要是 NPB 和 PVK。PVK 作為空穴傳輸材料降低了從 ITO 到發(fā)光層的注入勢壘，而且其低的電子親和勢也起到了阻擋發(fā)光層中電子到陽極的遷移而在傳輸層與發(fā)光層異質(zhì)界面累積的作用。從而提高了器件的發(fā)光效率。根據(jù)傳輸層對(duì)材料性能的要求，在這次設(shè)計(jì)的 OLED 顯示屏中選用 PVK 作為空穴傳輸層，Alq 3 作為電子傳輸層。一般發(fā)光材料應(yīng)該具有以下要求：高的發(fā)光效率；此材料最好具有電子或空穴傳輸性能或者兩者兼有；通過蒸鍍可以制成穩(wěn)定而均勻的薄膜；其 HOMO，LUMO 能量應(yīng)該與相應(yīng)的電極相匹配。目前制備白光 OLED 器件主要有三種方式 [21]，分別為：(a)選擇本身幾乎覆蓋整個(gè)可見光范圍內(nèi)的熒光材料作為發(fā)光層，用這種方法可以得到結(jié)構(gòu)簡單、制作方便的器件，但要求發(fā)光材料的各發(fā)色集團(tuán)間互不干擾，且各種顏色發(fā)射光強(qiáng)度匹配以得到純度較好的白光；(b)采用多層結(jié)構(gòu)，將紅、綠、藍(lán)三基色材料分別單獨(dú)作為發(fā)光層堆積到一起，各自發(fā)出的光疊加形成白光，這種器件盡管單層色度較好，但各層間會(huì)出現(xiàn)能量相互吸收的現(xiàn)象，是白光的色度不理想，效率降低，且隨外加電壓的變化也會(huì)隨之變化。(c)采用染料摻雜聚合物的方法，將紅、綠、藍(lán)三基色熒光染料摻雜到寬帶隙半導(dǎo)體聚合物基質(zhì)中，在外加電場的作用下分別從陽極和陰極注入空穴和電子，并在發(fā)光層中形成激子，同時(shí)在電場作用下激子躍遷輻射分別產(chǎn)生三基色光子，混合形成白光。比較兩種白光器件：a) ITO/PVK:TBPe:Rubrene/BCP/Alq/Mg:Ag；b)ITO/CuPc/NPB/ADN:TBPe/Alq:DCJTB/Alq/LiF/Al。本設(shè)計(jì)采用染料摻雜聚合物的方法，實(shí)現(xiàn)白色發(fā)光，即以有機(jī)聚合物（PVK）為主體材料，分別摻入藍(lán)光（TBPe）和橙黃光（Rubrene） [23]有機(jī)小分子熒光材料，制成WOLED[24]。結(jié)構(gòu)為 ITO/CuPc/PVK:TBPe:Rubrene/BCP/Alq/Mg:Ag。TBPe 和 Rubrene 發(fā)出的光成互補(bǔ)色，可以合成白光，符合要求。 各有機(jī)層的分布如圖 38 所示。而音樂播放器的外觀很大程度上受限于其顯示屏的外形結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)。此次設(shè)計(jì)過程中主要完成了以下幾個(gè)方面的設(shè)計(jì)：1)。2)完成了各材料的選擇，以及對(duì)各層常用材料做了對(duì)比。充分考慮到人性化設(shè)計(jì)，簡約、時(shí)尚化設(shè)計(jì)以及環(huán)境友好型設(shè)計(jì)理念，加入創(chuàng)新成份。器件性能方面也只停留在理論層次，無法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。掌握了OLED顯示屏的設(shè)計(jì)過程，熟悉了Auto CAD二維繪圖命令。在屏的設(shè)計(jì)過程中加強(qiáng)了自己的動(dòng)手能力，以及分析問題與解決問題的能力。致 謝四年的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，回顧四年的學(xué)習(xí)生活，感受頗深，收獲豐厚。有了你們悉心的教導(dǎo)，我才能順利地完成本次畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)。同時(shí)你們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，對(duì)待工作的熱情態(tài)度深深地感動(dòng)了我，是值得我學(xué)習(xí)的榜樣。在此，再一次衷心地感謝你。有了你們的幫助，我才能更快地順利完成本次的設(shè)計(jì)。 激光，2022，5.