OLED的制造與其分類(lèi)，OLED的產(chǎn)品特性特點(diǎn)

　　有機發(fā)光二極管（organic light-emitTIng diode，OLED）是一種由柯達公司開(kāi)發(fā)并擁有專(zhuān)利的顯示技術(shù)，這項技術(shù)使用有機聚合材料作為發(fā)光二極管中的半導體（semiconductor）材料。聚合材料可以是天然的，也可能是人工合成的，可能尺寸很大，也可能尺寸很小。蛋白質(zhì)和DNA就是有機聚合物的例子。

　　OLED顯示技術(shù)廣泛的運用于手機、數碼攝像機、DVD機、個(gè)人數字助理（PDA）、筆記本電腦、汽車(chē)音響和電視。OLED顯示器很薄很輕，因為它不使用背光。OLED顯示器還有一個(gè)最大為160度的寬屏視角，其工作電壓為二到十伏特（volt，用V來(lái)表示）?；贠LED的新技術(shù)有軟性有機發(fā)光顯示技術(shù)（FOLED），這項技術(shù)有可能在將來(lái)使得高度可攜帶、折疊的顯示技術(shù)變?yōu)榭赡堋?/p>

　　oled的生產(chǎn)制造

　　OLED生產(chǎn)過(guò)程中最重要的一環(huán)是將有機層敷涂到基層上。完成這一工作，有三種方法：

　　1、真空沉積或真空熱蒸發(fā)（VTE）

　　位于真空腔體內的有機物分子會(huì )被輕微加熱（蒸發(fā)），然后這些分子以薄膜的形式凝聚在溫度較低的基層上。這一方法成本很高，但效率較低。

　　2、有機氣相沉積（OVPD）

　　在一個(gè)低壓熱壁反應腔內，載氣將蒸發(fā)的有機物分子運送到低溫基層上，然后有機物分子會(huì )凝聚成薄膜狀。使用載氣能提高效率，并降低OLED的造價(jià)。

　　3、噴墨打印

　　利用噴墨技術(shù)可將OLED噴灑到基層上，就像打印時(shí)墨水被噴灑到紙張上那樣。噴墨技術(shù)大大降低了OLED的生產(chǎn)成本，還能將OLED打印到表面積非常大的薄膜上，用以生產(chǎn)大型顯示器，例如80英寸大屏幕電視或電子看板。

　　OLED的分類(lèi)

　　根據使用有機功能材料的不同，OLED器件可以分為兩大類(lèi)：小分子器件和高分子器件。小分子OLED技術(shù)發(fā)展得較早（1987年），而且技術(shù)已經(jīng)達到商業(yè)化生產(chǎn)水平。高分子OLED又被稱(chēng)為PLED （PolymerLED），其發(fā)展始于1990 年，由于聚合物可以采用旋涂、噴墨印刷等方法制備薄膜，從而有可能大大降低器件生產(chǎn)成本，但目前該技術(shù)遠未成熟。

　　根據驅動(dòng)方式的不同，OLED 器件也可以分為無(wú)源驅動(dòng)型（Passive Matrix，PM，亦稱(chēng)被動(dòng) 驅動(dòng)）和有源驅動(dòng)型（AcTIve Matrix，AM，亦稱(chēng)主動(dòng)驅動(dòng)）兩種。無(wú)源驅動(dòng)型不采用薄膜晶體 管（TFT，Thin Film Transistor）基板，一般適用于中小尺寸顯示；有源驅動(dòng)型則采用TFT基板，適用于中大尺寸顯示，特別是大尺寸全彩色動(dòng)態(tài)圖像顯示。目前，無(wú)源驅動(dòng)型OLED技術(shù)已經(jīng)比較成熟，商業(yè)化的產(chǎn)品絕大部分是無(wú)源驅動(dòng)型；有源驅動(dòng)型OLED技術(shù)發(fā)展很快，但還需要一定時(shí)間才能大批量推出商用產(chǎn)品。

　　以下是幾種OLED：被動(dòng)矩陣OLED、 主動(dòng)矩陣OLED、透明OLED、頂部發(fā)光OLED、可折疊OLED、白光OLED等。

　　每一種OLED都有其獨特的用途。接下來(lái)，我們會(huì )逐一討論這幾種OLED。首先是被動(dòng)矩陣和主動(dòng)矩陣OLED。

　　被動(dòng)矩陣OLED（PMOLED）

　　被動(dòng)矩陣OLED結構

　　PMOLED具有陰極帶、有機層以及陽(yáng)極帶。陽(yáng)極帶與陰極帶相互垂直。陰極與陽(yáng)極的交叉點(diǎn)形成像素，也就是發(fā)光的部位。外部電路向選取的陰極帶與陽(yáng)極帶施加電流，從而決定哪些像素發(fā)光，哪些不發(fā)光。此外，每個(gè)像素的亮度與施加電流的大小成正比。

　　PMOLED易于制造，但其耗電量大于其他類(lèi)型的OLED，這主要是因為它需要外部電路的緣故。

　　PMOLED用來(lái)顯示文本和圖標時(shí)效率最高，適于制作小屏幕（對角線(xiàn)2-3英寸），例如人們在移動(dòng)電話(huà)、掌上型電腦

　　以及MP3播放器上經(jīng)常能見(jiàn)到的那種。即便存在一個(gè)外部電路，被動(dòng)矩陣OLED的耗電量還是要小于這些設備當前采用的LCD。

　　主動(dòng)矩陣OLED（AMOLED）

　　主動(dòng)矩陣OLED結構

　　AMOLED具有完整的陰極層、有機分子層以及陽(yáng)極層，但陽(yáng)極層覆蓋著(zhù)一個(gè)薄膜晶體管（TFT）陣列，形成一個(gè)矩陣。TFT陣列本身就是一個(gè)電路，能決定哪些像素發(fā)光，進(jìn)而決定圖像的構成。

　　AMOLED的耗電量低于PMOLED，這是因為T(mén)FT陣列所需電量要少于外部電路，因而AMOLED適合用于大型顯示屏。AMOLED還具有更高的刷新率，適于顯示視頻。AMOLED的最佳用途是電腦顯示器、大屏幕電視以及電子告示牌或看板。

　　透明OLED

　　透明OLED結構

　　透明OLED只具有透明的組件（基層、陽(yáng)極、陰極），并且在不發(fā)光時(shí)的透明度最高可達基層透明度的85%。當透明OLED顯示器通電時(shí)，光線(xiàn)可以雙向通過(guò)。透明OLED顯示器既可采用被動(dòng)矩陣，也可采用主動(dòng)矩陣。這項技術(shù)可以用來(lái)制作多在飛機上使用的平視顯示器。

　　頂部發(fā)光OLED

　　頂部發(fā)光OLED具有不透明或反射性的基層。它們最適于采用主動(dòng)矩陣設計。生產(chǎn)商可以利用頂部發(fā)光OLED顯示器制作智能卡。

　　頂部發(fā)光OLED結構

　　可折疊OLED

　　可折疊OLED的基層由柔韌性很好的金屬箔或塑料制成?？烧郫BOLED重量很輕，非常耐用。它們可用于諸如移動(dòng)電話(huà)和掌上型電腦等設備，能夠有效降低設備破損率，而設備破損是退貨和維修的一大誘因。將來(lái)，可折疊OLED有可能會(huì )被縫合到纖維中，制成一種很“智能”的衣服，舉例來(lái)說(shuō)，未來(lái)的野外生存服可將電腦芯片、移動(dòng)電話(huà)、GPS接收器和OLED顯示器通通集成起來(lái)，縫合在衣物里面。

　　白光OLED

　　白光OLED所發(fā)白光的亮度、均衡度和能效都要高于日光燈發(fā)出的白光。白光OLED同時(shí)具備白熾燈照明的真彩特性。我們可以將OLED制成大面積薄片狀，因此OLED可以取代目前家庭和建筑物使用的日光燈。將來(lái)，使用OLED有望降低照明所需的能耗。

　　OLED顯示技術(shù)的分類(lèi)之大分子、小分子

　　目前，OLED器件的實(shí)用化制造技術(shù)存在兩種不同的工藝：一種是采用高分子有機聚合物，另一種是采用低分子有機聚合物。

　　高分子聚合物，也稱(chēng)為高分子發(fā)光二極管（PLED），由英國劍橋大學(xué)的杰里米伯勒德及其同事首先發(fā)現。PLED為polymer light-emitTIng diode的縮寫(xiě)，即第二種有機發(fā)光材料為高分子聚合物。聚合物大多由小的有機分子以鏈狀方式結合在一起，以旋涂法形成高分子有機發(fā)光二極管。

　　1990年，英國劍橋大學(xué)的Friend研究小組首先利用聚對苯乙炔（PPV）制作PLED器件，14 V電壓下發(fā)出黃綠色光，開(kāi)創(chuàng )了聚合物電致發(fā)光材料研究的新時(shí)代。PPV類(lèi)聚合物作為電致發(fā)光材料最早被提出，而經(jīng)過(guò)修飾和改性的PPV衍生物，因其綜合性能優(yōu)秀，也是目前研究得最多的一類(lèi)導電高分子發(fā)光材料。

　　小分子OLED（OLED） 大分子OLED（PLED）

　　高質(zhì)量聚合物薄膜的制備是PLED器件制作的關(guān)鍵。相對于小分子材料，高分子可以通過(guò)結構調整制得可溶的材料，成膜的手段較多，如旋涂、印刷、打印等技術(shù)，可以使用造價(jià)較低的印刷型設備，因此相對于小分子LED，PLED具有低成本的優(yōu)勢?？梢栽O想，隨著(zhù)高性能聚合物材料的不斷研發(fā)和薄膜制備技術(shù)的進(jìn)一步完善，PLED的產(chǎn)業(yè)化將會(huì )加速發(fā)展，并呈現更好的比較優(yōu)勢。

　　劍橋大學(xué)的科學(xué)家首先發(fā)現導電高分子材料PPV具有良好的電致發(fā)旋光性能，并制成PLED器件，就深刻認識到PLED的發(fā)展潛力，并于于1992年成立CDT（Cambridge Display Technology）公司。導電高分子的奠基人之一的Heeger教授（2000年度諾貝爾化學(xué)獎得主）于1990年創(chuàng )立Uniax公司。1992年該公司的曹鏞等以聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）為柔性透明襯底材料，通過(guò)溶液旋涂把聚苯胺（PANI）或聚苯胺類(lèi)的混合物的導電材料在上面形成導電膜，制得了柔性PLED，將有機電致發(fā)光顯示器最為迷人的一面展現在世人的面前。兩家公司為最主要的OLED高分子技術(shù)的專(zhuān)利持有者。

　　低分子聚合物OLED（或稱(chēng)為SMOLED），是一種小分子OLED技術(shù)。主要器件可以使用真空蒸鍍技術(shù)制造。小的有機分子被裝在ITO玻璃襯底上的若干層內。與基于PLED技術(shù)的器件相比，SMOLED不僅制造工藝成本更低，可以提供全部262 000種顏色的顯示能力，而且有很長(cháng)的工作壽命。

　　有機小分子材料以金屬鰲合物和稀土配合物為代表。1987年Tang C W首先采用此種化合物Alq3實(shí)現較高效率的有機電致發(fā)光器件。常見(jiàn)的此類(lèi)物質(zhì)有：Alq3， Al mqs ， Zn（ 5 Fa） 2， Be Bq2等。此類(lèi)發(fā)光物質(zhì)的缺點(diǎn)是制作過(guò)程中難分離。其它性能比較優(yōu)越的發(fā)光薄膜材料有Perylene ， AromaTIcdiamine ， TAD， TAP，T AZ，TPA， TPB， TPD， TPP等。

　　目前小分子技術(shù)的核心專(zhuān)利被其主要發(fā)現者柯達公司掌握。伊斯曼柯達公司的專(zhuān)利許可對象開(kāi)始以日本廠(chǎng)商為主，之后伊斯曼柯達公司逐步將其許可范圍轉向中國臺灣省和香港的廠(chǎng)商，包括臺灣的錸寶、東元激光、光磊、聯(lián)宗光電以及香港的Truly International與精電國際等。這些得到Eastern Kodak公司OLED專(zhuān)利許可的亞洲廠(chǎng)商大多具有LCD產(chǎn)業(yè)背景，如三洋、三星等，因而在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和市場(chǎng)渠道方面具有相當的優(yōu)勢。Eastern Kodak公司選擇這些廠(chǎng)商作為專(zhuān)利許可對象，很好地促進(jìn)了小分子OLED技術(shù)的商品化。

　　目前小分子OLED比高分子OLED的技術(shù)和工藝都更加成熟，并已進(jìn)入市場(chǎng)化階段。因而市場(chǎng)上的OLED絕大多數是小分子、中小尺寸的產(chǎn)品，主要用于MP3、手機、車(chē)載設備、儀器儀表上。

　　OLED的特性特點(diǎn)

　　OLED顯示技術(shù)具有自發(fā)光的特性，采用非常薄的有機材料涂層和玻璃基板，當有電流通過(guò)時(shí)，這些有機材料就會(huì )發(fā)光，而且OLED顯示屏幕可視角度大，并且能夠節省電能，從2003年開(kāi)始這種顯示設備在MP3播放器上得到了應用。

　　以OLED使用的有機發(fā)光材料來(lái)看，一是以染料及顏料為材料的小分子器件系統，另一則以共軛性高分子為材料的高分子器件系統。同時(shí)由于有機電致發(fā)光器件具有發(fā)光二極管整流與發(fā)光的特性，因此小分子有機電致發(fā)光器件亦被稱(chēng)為OLED（Organic Light Emitting Diode），高分子有機電致發(fā)光器件則被稱(chēng)為PLED （Polymer Light-emitting Diode）。

　　小分子及高分子OLED在材料特性上可說(shuō)是各有千秋，但以現有技術(shù)發(fā)展來(lái)看，如作為監視器的信賴(lài)性上，及電氣特性、生產(chǎn)安定性上來(lái)看，小分子OLED處于領(lǐng)先地位。當前投入量產(chǎn)的OLED組件，全是使用小分子有機發(fā)光材料。

　　有機發(fā)光顯示器件之所以受到人們的青睞，是因為其與LCD 為代表的第二代顯示器相比，有著(zhù)突出的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：

　　●具有低成本特性，工藝簡(jiǎn)單，使用原材料少；

　　●具有自發(fā)光特性，不需要背光源；

　　●具有低壓驅動(dòng)和低功耗特性，直流驅動(dòng)電壓在10 伏以下，易于用在便攜式移動(dòng)顯示終端上；

　　●具有全固態(tài)特性，無(wú)真空腔，無(wú)液態(tài)成份，機械性能好，抗震動(dòng)性強，可實(shí)現軟屏顯示；

　　●具有快速響應特性，響應時(shí)間為微秒級，比普通液晶顯示器響應時(shí)間快1000 倍，適于播放動(dòng)態(tài)圖像；具有寬視角特性，上下、左右的視角接近180 度；

　　●具有高效發(fā)光特性，可作為新型環(huán)保光源；

　　●具有寬溫度范圍特性，在零下40 攝氏度至零上85 攝氏度范圍內都可正常工作；

　　●具有高亮度特性，顯示效果鮮艷、細膩。