走近OLED
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發(fā)展歷史
OLED (Organic Light Emitting Diode)即有機電致發(fā)光，有機電致發(fā)光是本世紀五六十年代的產(chǎn)物。1953年A.Bernanose等人在蒽單晶片的兩側(cè)加400V的直流電壓時,觀察到了發(fā)光現(xiàn)象，這是有機EL的最早報道。到了七十年代,單晶方面的工作積累促進了有機電致發(fā)光材料的研究。1970年，D.F.Williams等人在100V驅(qū)動電壓下得到了量子效率達5%的有機EL器件。1987年，美國柯達公司的C.W.Tang及其合作者采用新結(jié)構(gòu)和選用新材料，首次將空穴傳輸層引入了有機薄膜發(fā)光器件中，制備了具有雙層結(jié)構(gòu)的器件，使有機電致發(fā)光的研究開始了一個新的階段。
技術(shù)原理
OLED基本結(jié)構(gòu)如下圖，利用一個薄而透明具導(dǎo)電性質(zhì)的銦錫氧化物（ITO）為正極，與另一金屬陰極以如同三明治般的架構(gòu)，將有機材料層包夾其中，有機材料層包括電洞傳輸層（HTL）、發(fā)光層（EL）、與電子傳輸層（ETL）。當通入適當?shù)碾娏?，此時注入正極的電洞與陰極來的電荷在發(fā)光層結(jié)合時，即可激發(fā)有機材料生成光線，而不同成分的有機材料會發(fā)出不同顏色的色光，因此選擇不同的發(fā)光材料就可以實現(xiàn)全色的顯示。
技術(shù)分類
以OLED使用的有機發(fā)光材料來看，一是以染料及顏料為材料的小分子器件系統(tǒng)，另一則以共軛性高分子為材料的高分子器件系統(tǒng)。同時由于有機電致發(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)光器件亦被稱為OLED(Organic Light Emitting Diode)，高分子有機電致發(fā)光器件則被稱為PLED (Polymer Light-emitting Diode)。小分子及高分子OLED在材料特性上可說是各有千秋，但以現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展來看，如作為監(jiān)視器的信賴性上，及電氣特性、生產(chǎn)安定性上來看，小分子OLED現(xiàn)在是處于領(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。
OLED及PLED比較
加工方式 | 專利 授權(quán) | 材料廠商 | 優(yōu) 勢 | 劣 勢 | 適用 領(lǐng)域 | 顯示器廠商 | |
小 分 子 | 采用熱蒸鍍方式 | Kodak對于專利授權(quán)較不積極 | Eastman Kodak、出光興產(chǎn)、東洋INK制造、三菱化學(xué)、三井化學(xué)、UDC等 | 容易彩色化制造工藝控制較容易且穩(wěn)定材料的合成與純化較為容易 | 設(shè)備成本較高對于水分的耐受性不佳 | 高單價、高附加價值的產(chǎn)品 | Pioneer、Sharp、NEC、東芝、日本精機、三洋電機、eMagin等 |
高 分 子 | 采用旋轉(zhuǎn)涂布方式 | CDT對技轉(zhuǎn)與專利授權(quán)較為積極 | CDT、Covion、Dow Chemical、住友化學(xué)等 | 設(shè)備成本較低器件構(gòu)造較簡單耐熱性較佳 | 蒸鍍率低容易造成材料浪費熱穩(wěn)定性與機械性質(zhì)較差驅(qū)動電壓較高彩色化較困難研發(fā)腳步較慢 | 量大、低單價的產(chǎn)品 | Seiko Epson、Royal Philips、Electronics、UNIAX、HP、Du Pont |
以OLED使用的驅(qū)動方式來看，可分為無源矩陣驅(qū)動方式及有源矩陣驅(qū)動方式兩大類。目前無源矩陣驅(qū)動方式OLED在壽命、發(fā)色、耗電量等議題上都獲得了長足進步，當前市面上推出的OLED產(chǎn)品幾乎全為無源矩陣驅(qū)動方式的OLED產(chǎn)品，但其制造技術(shù)仍未完全成熟。
OLED驅(qū)動方式比較
| 優(yōu) 勢 | 劣 勢 | 顯色能力 | 階段性目標 |
無源驅(qū)動方式 | 構(gòu)造簡單成本低廉（低于LCD） | 耗電量大、壽命低 | 單色或多彩 | 2000年起切入手機、PDA等市場，搶占小尺寸LCD的市場 |
有源驅(qū)動方式 | 低電壓驅(qū)動、低耗電適合大畫面．高解析發(fā)展亮度高響應(yīng)時間快 | 技術(shù)門檻較高(須低溫多晶硅TFT-LCD技術(shù))生產(chǎn)成本高 | 全彩 | 2002年起取代低溫多晶硅TFT-LCD在消費電子市場的地位 |
產(chǎn)品優(yōu)缺點
有機電致發(fā)光由于其自身的發(fā)光特點, 具有如下的優(yōu)點：
1)可以獲得可見光區(qū)的任意一種的高亮度發(fā)光。
2)制備工藝簡單。
3)對比度高,最大亮度大于100,000cd/m2
4)驅(qū)動電壓低, 功耗小, 發(fā)光效率高, 可以用電池提供工作電源
5)效應(yīng)速度快, 全固化, 抗震性能好, 工作溫度范圍廣
有機發(fā)光顯示屏
就目前發(fā)展來看, 有機電致發(fā)光距離大批量產(chǎn)業(yè)化, 還存在兩個問題:
一、 選擇合適的材料, 改進藍光的效率和亮度；
二、 器件的壽命還有待于進一步的提高。
產(chǎn)品應(yīng)用
有機電致發(fā)光器件的應(yīng)用十分廣泛, 在小尺寸方面它可用作手機, 掌上電腦的顯示屏, 電梯的指示牌等。在大尺寸方面可用在電腦的顯示器, 電視屏幕, 及作為商場或火車站的廣告牌。 特別的由于它對于溫度的要求不高, 因此它可以用在比液晶更惡劣的環(huán)境中。
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