OLED的制造與其分類，OLED的產(chǎn)品特性特點

　　有機發(fā)光二極管（organic light-emitTIng diode，OLED）是一種由柯達公司開發(fā)并擁有專利的顯示技術，這項技術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。蛋白質和DNA就是有機聚合物的例子。

　　OLED顯示技術廣泛的運用于手機、數(shù)碼攝像機、DVD機、個人數(shù)字助理（PDA）、筆記本電腦、汽車音響和電視。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來表示）?；贠LED的新技術有軟性有機發(fā)光顯示技術（FOLED），這項技術有可能在將來使得高度可攜帶、折疊的顯示技術變?yōu)榭赡堋?/p>

　　oled的生產(chǎn)制造

　　OLED生產(chǎn)過程中最重要的一環(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(nèi)的有機物分子會被輕微加熱（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）

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

　　3、噴墨打印

　　利用噴墨技術可將OLED噴灑到基層上，就像打印時墨水被噴灑到紙張上那樣。噴墨技術大大降低了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

　　根據(jù)使用有機功能材料的不同，OLED器件可以分為兩大類：小分子器件和高分子器件。小分子OLED技術發(fā)展得較早（1987年），而且技術已經(jīng)達到商業(yè)化生產(chǎn)水平。高分子OLED又被稱為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，但目前該技術遠未成熟。

　　根據(jù)驅動方式的不同，OLED 器件也可以分為無源驅動型（Passive Matrix，PM，亦稱被動 驅動）和有源驅動型（AcTIve Matrix，AM，亦稱主動驅動）兩種。無源驅動型不采用薄膜晶體 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態(tài)圖像顯示。目前，無源驅動型OLED技術已經(jīng)比較成熟，商業(yè)化的產(chǎn)品絕大部分是無源驅動型；有源驅動型OLED技術發(fā)展很快，但還需要一定時間才能大批量推出商用產(chǎn)品。

　　以下是幾種OLED：被動矩陣OLED、 主動矩陣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，我們會逐一討論這幾種OLED。首先是被動矩陣和主動矩陣OLED。

　　被動矩陣OLED（PMOLED）

　　被動矩陣OLED結構

　　PMOLED具有陰極帶、有機層以及陽極帶。陽極帶與陰極帶相互垂直。陰極與陽極的交叉點形成像素，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型的OLED，這主要是因為它需要外部電路的緣故。

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

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

　　主動矩陣OLED（AMOLED）

　　主動矩陣OLED結構

　　AMOLED具有完整的陰極層、有機分子層以及陽極層，但陽極層覆蓋著一個薄膜晶體管（TFT）陣列，形成一個矩陣。TFT陣列本身就是一個電路，能決定哪些像素發(fā)光，進而決定圖像的構成。

　　AMOLED的耗電量低于PMOLED，這是因為TFT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、陽極、陰極），并且在不發(fā)光時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，光線可以雙向通過。透明OLED顯示器既可采用被動矩陣，也可采用主動矩陣。這項技術可以用來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。可折疊OLED重量很輕，非常耐用。它們可用于諸如移動電話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，可折疊OLED有可能會被縫合到纖維中，制成一種很“智能”的衣服，舉例來說，未來的野外生存服可將電腦芯片、移動電話、GPS接收器和OLED顯示器通通集成起來，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，使用OLED有望降低照明所需的能耗。

　　OLED顯示技術的分類之大分子、小分子

　　目前，OLED器件的實用化制造技術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，也稱為高分子發(fā)光二極管（PLED），由英國劍橋大學的杰里米伯勒德及其同事首先發(fā)現(xiàn)。PLED為polymer light-emitTIng diode的縮寫，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，開創(chuàng)了聚合物電致發(fā)光材料研究的新時代。PPV類聚合物作為電致發(fā)光材料最早被提出，而經(jīng)過修飾和改性的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導電高分子發(fā)光材料。

　　小分子OLED（OLED） 大分子OLED（PLED）

　　高質量聚合物薄膜的制備是PLED器件制作的關鍵。相對于小分子材料，高分子可以通過結構調(diào)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，可以使用造價較低的印刷型設備，因此相對于小分子LED，PLED具有低成本的優(yōu)勢?？梢栽O想，隨著高性能聚合物材料的不斷研發(fā)和薄膜制備技術的進一步完善，PLED的產(chǎn)業(yè)化將會加速發(fā)展，并呈現(xiàn)更好的比較優(yōu)勢。

　　劍橋大學的科學家首先發(fā)現(xiàn)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?jié)摿Γ⒂谟?992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，通過溶液旋涂把聚苯胺（PANI）或聚苯胺類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(xiàn)在世人的面前。兩家公司為最主要的OLED高分子技術的專利持有者。

　　低分子聚合物OLED（或稱為SMOLED），是一種小分子OLED技術。主要器件可以使用真空蒸鍍技術制造。小的有機分子被裝在ITO玻璃襯底上的若干層內(nèi)。與基于PLED技術的器件相比，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實現(xiàn)較高效率的有機電致發(fā)光器件。常見的此類物質有：Alq3， Al mqs ， Zn（ 5 Fa） 2， Be Bq2等。此類發(fā)光物質的缺點是制作過程中難分離。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。

　　目前小分子技術的核心專利被其主要發(fā)現(xiàn)者柯達公司掌握。伊斯曼柯達公司的專利許可對象開始以日本廠商為主，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專利許可的亞洲廠商大多具有LCD產(chǎn)業(yè)背景，如三洋、三星等，因而在產(chǎn)品開發(fā)和市場渠道方面具有相當?shù)膬?yōu)勢。Eastern Kodak公司選擇這些廠商作為專利許可對象，很好地促進了小分子OLED技術的商品化。

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

　　OLED的特性特點

　　OLED顯示技術具有自發(fā)光的特性，采用非常薄的有機材料涂層和玻璃基板，當有電流通過時，這些有機材料就會發(fā)光，而且OLED顯示屏幕可視角度大，并且能夠節(jié)省電能，從2003年開始這種顯示設備在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處于領先地位。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，有著突出的技術優(yōu)點：

　　●具有低成本特性，工藝簡單，使用原材料少；

　　●具有自發(fā)光特性，不需要背光源；

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

　　●具有全固態(tài)特性，無真空腔，無液態(tài)成份，機械性能好，抗震動性強，可實現(xiàn)軟屏顯示；

　　●具有快速響應特性，響應時間為微秒級，比普通液晶顯示器響應時間快1000 倍，適于播放動態(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(nèi)都可正常工作；

　　●具有高亮度特性，顯示效果鮮艷、細膩。