OLED背光源技術(shù)研究進(jìn)展

　　2.4 噴墨印刷制備大面積OLED

　　旋轉(zhuǎn)涂布（spin-coating）是制備PLED溶液涂膜最常用的技術(shù)，其制作程序雖然快速、簡易，但存在著很大的局限性：膜厚的均勻性不夠以及無法達(dá)到面板上RGB精準(zhǔn)定位。

　　美國Arizona大學(xué)的Jabbour教授發(fā)展Screenprinting 技術(shù)，目前已經(jīng)成功開發(fā)全彩PLED顯示器的噴墨打印( ink-jet printing，IJP) 薄膜制備技術(shù)。目前開展此項(xiàng)技術(shù)開發(fā)的PLED研究群還有CDT與Seiko-Epson、Philips、Covion 與Litrex、Toshiba和中國臺灣工研院等。

　　利用PLED噴墨打印制造設(shè)備，采用發(fā)光材料共混技術(shù)，通過實(shí)時(shí)控溫技術(shù)，調(diào)整打印溶液的揮發(fā)速率，進(jìn)而調(diào)節(jié)打印薄膜的均勻性，實(shí)現(xiàn)打印溶液的高速、平穩(wěn)輸出，可以實(shí)現(xiàn)在大面積基板上連續(xù)、穩(wěn)定的打印高分子溶液，制備大面積均勻的OLED背光源面板。華南理工大學(xué)曹鏞團(tuán)隊(duì)通過導(dǎo)電銀膠替代金屬陰極，在國際上率先實(shí)現(xiàn)了全印刷制備OLED 面板。

　　2.5 偏極化的OLED技術(shù)

　　OLED具有自發(fā)光、輕、薄、省電等優(yōu)勢，若開發(fā)具有偏極化的OLED材料與制程技術(shù)，可替代現(xiàn)有LCD用背光源并省去下偏光板的使用。高分子OLED（PLED）具有制程容易、易量產(chǎn)及易大面積化等優(yōu)點(diǎn)，偏光O/PLED 器件在LCD的背光應(yīng)用上能取代背光源及一片偏光板，因此能得到更小的功耗及更高的亮度，能夠減少偏振片的數(shù)目簡化制造程序及降低成本，在LCD背光源照明領(lǐng)域的應(yīng)用前景更值得期待。在目前OLED市場上，還是以小分子材料OLED居多、高分子OLED居少，但在偏光研究方面，以小分子為偏振發(fā)光薄膜的研究卻很少。

　　聚合物分子在PLEDs發(fā)光層中是無規(guī)則排列的，但如果通過一定方法使聚合物分子鏈在特定方向上有序排列，使發(fā)光層具備二向色性，就可以得到在這個(gè)取向方向上的線偏振光發(fā)射。實(shí)現(xiàn)偏振發(fā)光的方法很多，比如機(jī)械拉伸法,摩擦轉(zhuǎn)移法和分子自組裝法。國際上對偏振PLED的研究也不是很深入。產(chǎn)生偏振OLED的方法需要將發(fā)光分子沿一個(gè)方向形成非均向性排列。目前在有機(jī)發(fā)光偏振OLED元件的發(fā)展上，是以高分子或聚合物材料的非均向成膜為主。

　　1995年Dyreklev首先以伸展分子排列的方法將poly ( 3- ( 4-octy lphenyl ) -2, 2-bithiophene )( PTOPT ) 長在polyethy lene ( PE )薄膜上, 拉伸成原來長度兩倍長，然后將拉伸的PTOPT 轉(zhuǎn)移到EL元件上，做成發(fā)出偏振光的電激發(fā)光EL元件，偏振比（平行分子排列方向的光強(qiáng)除以垂直分子排列方向之光強(qiáng)）為2-4, 但此方法有許多缺點(diǎn)，如復(fù)雜的薄膜轉(zhuǎn)移方式、機(jī)械拉伸的控制等。此后聚合物偏振發(fā)光的研究開始在一些科研結(jié)構(gòu)開展。

　　另一方法為液晶配向膜技術(shù)之應(yīng)用，M-H amaguch i等人首先將此摩擦配向的方法用在共軛高分子材料alkoxy-substituted PPV 上, 并做成包括電洞注入層的PrecPPV、摩擦配向的發(fā)光層alkoxy-substituted PPV 及電子傳輸材料( 2- ( 4-biphenyly l) -5- ( 4-tert-buty lpheny l) -1, 3,4-oxadiazo le, PBD) 的偏振光OLED 元件, 偏振比為4, 而此方法為目前制作偏振光OLED元件的較理想的方法。

　　對于聚合物電致發(fā)光材料, 將發(fā)光層制備在預(yù)先經(jīng)過摩擦的定向?qū)由? 再經(jīng)過退火過程使發(fā)光分子沿著定向?qū)拥姆较蛴行蚺帕? 是實(shí)現(xiàn)偏振發(fā)光更為簡便的途徑。D-Sa inova和M-M isaki等人分別通過光定向?qū)雍湍ゲ赁D(zhuǎn)移法實(shí)現(xiàn)PFO藍(lán)光偏振電致發(fā)光。與不導(dǎo)電的聚酰亞胺相比, 導(dǎo)電聚合物對苯撐乙炔( PPV )和3, 4-乙撐二氧噻吩: 聚苯乙烯磺酸( PEDOT: PSS)由于本身具有空穴傳輸能力, 成為應(yīng)用最普遍的定向?qū)硬牧?。K-S-W hitehead和P-Strohr iegl以摩擦后的PPV做定向?qū)臃謩e實(shí)現(xiàn)了藍(lán)光和綠光的高偏振度發(fā)光。由于水溶性特性不易受發(fā)光層溶劑壞,PEDOT: PSS在PLED 器件的應(yīng)用更加廣泛。

　　S-H- Chen通過分子設(shè)計(jì)合成不同波長的芴基齊聚物, 并實(shí)現(xiàn)偏振發(fā)光, 但分子量較低的齊聚物在實(shí)際應(yīng)用中必然具有較低的穩(wěn)定性。D-X-Zhu等首次實(shí)現(xiàn)了單一白光聚合物的偏振電致發(fā)光,并利用F-B色散模型研究了取向薄膜不同偏振方向的光學(xué)常數(shù)。

　　目前為止, 國外針對聚合物偏振發(fā)光的研究，多集中于摩擦定向法，這樣在一定程度上會(huì)對定向?qū)訋頇C(jī)械損傷；白光聚合物偏振器件是通過不同發(fā)光波長聚合物共混實(shí)現(xiàn)的，而作為由于共混物在使用過程中不可避免的相分離。

　　2.6 OLED與LCD匹配技術(shù)

　　由于OLED背光源器件是電流驅(qū)動(dòng)的自發(fā)光體，一般小尺寸的OLED需要一組正電壓(Vdd )和一組負(fù)電壓(Vss)供電，而手機(jī)電源規(guī)格是：Vdd電壓大約為2-5V，Vss電壓范圍為-10~ -7 V。而這兩種產(chǎn)品的輸入電源通常為一節(jié)鋰電池，電壓范圍約為3~ 4.2 V。所以如果要將所制備的OLED背光源器件與LCD屏很好地匹配，必須設(shè)計(jì)背光源供電解決方案。

　　奧地利微電子發(fā)布DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器AS1343，可由低壓輸入產(chǎn)生LCD或OLED顯示器的偏壓, 進(jìn)而優(yōu)化單節(jié)電池供電應(yīng)用的整體性能。AS1343由2節(jié)或1節(jié)AA 電池供電時(shí), 分別可提供24V和40mA或12V和30 mA驅(qū)動(dòng)能力, 并可提供5.5 ~ 42 V的可調(diào)輸出電壓。AS1343工作于0.9~ 3.6 V單輸入電源, 1MHz的固定開關(guān)頻率允許使用微型、超薄電感和電容，可最大限度地減少PCB占位面積。

　　3 OLED背光源產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析

　　2003年, 美國能源部以460萬美元資助Osram公司開發(fā)OLED照明技術(shù)。歐盟在2005年二月宣布斥資2000萬歐元支持45個(gè)月的歐盟有機(jī)白光計(jì)劃。歐盟成員國的14個(gè)大學(xué)研究機(jī)構(gòu)及電子公司參與了這個(gè)計(jì)劃。該計(jì)劃稱為OLLA計(jì)劃, 由飛利浦公司的Peter Visser擔(dān)任OLLA的計(jì)劃主管, 這是至今所見到的最大的一項(xiàng)支持有機(jī)白光照明計(jì)劃。

　　在國外白光OLED相關(guān)專利前十位申請人中，日本有八家公司，其他兩家分別是韓國和美國企業(yè)。日本企業(yè)在白光OLED領(lǐng)域的強(qiáng)大優(yōu)勢，申請量最多的企業(yè)是三星SDI株式會(huì)社。前十位申請人其專利技術(shù)專題集中于電致發(fā)光光源、有機(jī)光電器件以及發(fā)光材料等方面。在OLED照明應(yīng)用上, Osram、飛利浦( Philips)、GE等照明廠商，大多處于產(chǎn)品的研發(fā)階段，尚未正式推出白光OLED的照明產(chǎn)品。

　　近年來，隨著OLED發(fā)光效率及使用壽命的逐年提高, 在AMOLED顯示面板新時(shí)代來臨之前,借助成熟的面板制備工藝技術(shù), OLED正在成為LCD面板另一最佳的平面式背光源技術(shù)。在OLED背光市場, 日本、德國及中國臺灣地區(qū)占據(jù)了領(lǐng)先地位, 但現(xiàn)階段OLED背光源尚處于新技術(shù)與其新市場開發(fā)階段。

　　在開發(fā)LCD用的OLE背光源方面, 英國牛津大學(xué)A-M ostery等人進(jìn)行了卓有成效的工作。他們先后開發(fā)出了一種綠光、兩種藍(lán)光的LCD用的OLED背光源。美國通用公司開發(fā)出了較大面積的面光源形式的白色背光源。Universal Display最近開發(fā)出高亮度高效率的白色磷光背光源。最近有人已經(jīng)在研究制作柔性襯底的OLED背光源。

　　日本Tohoku Device已于2006年底, 開始正式量產(chǎn)橙色、藍(lán)色兩層發(fā)光材料來發(fā)出白光的1.5英寸( 37.5mm ) OLED 背光源, 亮度為1000 cd/m2, 發(fā)光壽命超過10000 h, 厚度為1.5英寸( 37.5mm )。應(yīng)用于STN-LCD 面板用背光源的手機(jī), 同時(shí)將開始向BRICs (巴西、俄羅斯、印度、中國) 供貨。因OLED背光源則不需要使用導(dǎo)光板和擴(kuò)散膜, 其價(jià)格能與LED 背光模塊接近。

　　日本Rohm公司于CEATEC JAPAN 2007上展示了一款可發(fā)出藍(lán)色、綠色與紅色三波長型白光OLED面板的背光源, 其亮度5000 cd /m2, 平均演色性Ra為80, 厚度1 mm。將20片面積40 mm2的白光OLED面板, 如拼圖般配置于顯示面板內(nèi)側(cè)構(gòu)成背光源。除了應(yīng)用在廣告、公共布告欄等用途之外, 亦可應(yīng)用于LCD面板。

　　日本Tohoku Device已于2008年7月發(fā)布一款厚度僅0.5 mm的超薄型OLED背光源新產(chǎn)品, 并量產(chǎn)出貨。傳統(tǒng)OLED需要兩片封裝玻璃基板, 最薄處厚度亦有1.13mm。新產(chǎn)品則僅僅附著于下面的一片玻璃基板、上方以薄膜進(jìn)行封裝。玻璃基板用量減半、生產(chǎn)成本減半、面板重量減少三分之二, 2.8英寸OLED背光源產(chǎn)品重量從6g減少至2g。原來以橙、藍(lán)兩色產(chǎn)生白光的方式, 亦升級變更為以紅、藍(lán)、綠三色混色方式。

　　德國Siemens (西門子) 旗下的子公司Osram,已于2007年宣布停止生產(chǎn)OLED顯示面板, 將專注于采用OLED技術(shù)的照明解決方案。Osram 在OLED照明應(yīng)用方面, 已能做到55% 的透光率、90m2的白光OLED 在3.4的發(fā)射比率下、最高發(fā)光效率為20 lm/W。同時(shí)亦宣布在2008年春季推出