由于有機電致發(fā)光二極管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)由于同時具備自發(fā)光,不需背光源、對比度高、厚度薄、視角廣、反應(yīng)速度快、可用于撓曲性面板、使用溫度范圍廣、構(gòu)造及制程較簡單等優(yōu)異之特性,被認為是下一代的平面顯示器新興應(yīng)用技術(shù),因此目前全球有多家廠商投入研發(fā),根據(jù)了解和估計,我國目前手機市場上采用OLED產(chǎn)品的手機共38款“單色OLED10款,區(qū)域色15款,256色8款,全色3款”(見表1),據(jù)本人得知目前國內(nèi)手機設(shè)計公司正在著手研發(fā)的OLED手機,已有7款.再加上SKD/CKD的產(chǎn)品和國際品牌的產(chǎn)品。
預(yù)計到年底我國手機市場上會有50款OLED產(chǎn)品手機,風騷于我國手機市場(見表2)。同時在綜合表3數(shù)據(jù)顯示,OLED未來可望與STN-LCD及TFT-LCD技術(shù)抗衡,至此向大家介紹OLED的相關(guān)知識。
一、OLED發(fā)展歷史
其依材料區(qū)分大致可分為小分子系及高分子系兩種,小分子系是以染料及顏料為材料,稱為OLED,在1987年由美國伊士曼柯達公司(Eastman Kodak Co.)的C.W.Tang[鄧青云博士,出生于香港,畢業(yè)于臺灣大學化學系]所發(fā)表,高分子系式以共軛性高分子為材料,則稱為PLED(Polymer Light-emitting Diode)或LEP(Light-emitting Polymer Device),是由英國劍橋大學(Cambrige Univ.)所1990年提出。1992年劍橋成立顯示技術(shù)公司CDT(Cambrige Display Technology),使PLED商業(yè)化.
二、OLED的發(fā)光原理
OLED的發(fā)光原理與LED相似,是利用外加偏壓使電洞和電子分別由正、負極出發(fā),并在有機發(fā)光層相遇而產(chǎn)生發(fā)光作用,其中陽極為ITO導電膜,陰極則含有Mg、Al、Li等金屬,其基本結(jié)構(gòu)如(圖四)所示。而OLED發(fā)光的顏色取決于有機發(fā)光層的材料,故廠商可由改變發(fā)光層的材料而得到所需之顏色。也可以理解為主要發(fā)光原理是由電子與電洞結(jié)合而產(chǎn)生光,視材料的不同,電子與電洞所具的能階也有差異,進而產(chǎn)生不同波長(即不同顏色)的光線。
三、OLED/Polymer OLED(高分子OLED)
OLED為自發(fā)光材料,不需用到背光板,同時視角廣、畫質(zhì)均勻、反應(yīng)速度快、較易彩色化、用簡單驅(qū)動電路即可達到發(fā)光、制程簡單、可制作成撓曲式面板,符合輕薄短小的原則,應(yīng)用范圍屬于中小尺寸面板;但由于OLED驅(qū)動電壓較高、因此在能量上使用的效益較差。而PLED由于不需經(jīng)過薄膜制程及高價的真空裝置,組件構(gòu)造只有2層,較為簡單,因此在投資成本上較OLED低很多;但由于PLED在色彩的表現(xiàn)上不如OLED佳,每個顏色衰減常數(shù)不同,必須對色彩偏差做補償,同時頻寬又大,發(fā)光色彩不易調(diào)整,因此產(chǎn)品的壽命亦較短暫,目前PLED主要應(yīng)用范圍以大尺寸面板為主。從產(chǎn)品的市場區(qū)隔來看,OLED的市場利基要往高單價、高附加價值的產(chǎn)品發(fā)展,而PLED則往大量而低單價的產(chǎn)品發(fā)展。
四、無源OLED和有源OLED
OLED以驅(qū)動方式可分為無源驅(qū)動(Passive Matrix;PMOLED)與有源驅(qū)動(Active Matrix;AMOLED)兩種,OLED的驅(qū)動方式是屬于電流驅(qū)動。無源方式的構(gòu)造較于簡單,驅(qū)動視電流決定灰階,應(yīng)用在小尺寸產(chǎn)品上的分辨率及畫質(zhì)表現(xiàn)還算不錯,但若要往大尺寸應(yīng)用產(chǎn)品發(fā)展,恐怕會提高消耗電量、壽命降低的問題發(fā)生。最好的對應(yīng)的則是采用有源驅(qū)動方式,因為有源的電流整流性較無源方式佳,不易產(chǎn)生漏電現(xiàn)象,同時使用在低溫多晶硅(Poly-si)TFT技術(shù)時,電流可以產(chǎn)生阻抗較低的小型TFT,符合大尺寸、大畫面OLED顯示器的需求。
五、OLED彩色化方式
OLED以彩色化的方式區(qū)分可分為三種,一,"RGB三色發(fā)光結(jié)構(gòu)"、二,"色變換結(jié)構(gòu)[白光+彩色濾光片]",三,"彩色濾光膜[藍光+色轉(zhuǎn)換層]"等3種方式。由于3色發(fā)光結(jié)構(gòu)運用獨立發(fā)光材料RGB(紅綠藍)3色進行排列,具有發(fā)光效率佳的特性,不需再加上彩色濾光片或色彩變換層的薄膜,為目前投入廠商最普遍的使用方式;但由于3色法制程是采用屏蔽(shadow mask)蒸鍍法,因此色彩的精細度較差。而色變換方式則是以藍色發(fā)光材料進行發(fā)光,發(fā)光時中間隔上一層薄膜,因此發(fā)光效率不如3色發(fā)光方式佳。彩色濾光片則是以白光發(fā)光材料進行發(fā)光,中間加了一層彩色濾光片,因此發(fā)光效率亦不如3色發(fā)光方式佳,目前擁有白光技術(shù)的廠商并不多。
六、OLED與LCD技術(shù)的比較
七、手機采用OLED、TFT ,CSTN產(chǎn)品特性比較
八、OLED工藝說明
ITO面板[Array制造工藝]→ITO面板(形成有機膜)→OLED模塊封裝測試→OLED成品
因OLED構(gòu)造簡單,所以生產(chǎn)流程不似TFT-LCD制造工藝復雜,生產(chǎn)過程為有機材料、ITO面板(Array制造工藝)、ITO面板(形成有機模)、OLED模塊封裝測試。在Array制造工藝上,ITO面板清潔程度為OLED品質(zhì)的關(guān)鍵因素的一,至此面板的清洗方式也成為各家廠商的商業(yè)機密,而OLED分子結(jié)構(gòu)會影響成膜的完整性,若成膜不平整,將造成發(fā)光不均勻,適當?shù)挠袡C材料的選擇,理所當然成為廠商研究發(fā)展與未來競爭利基所在。另外,在薄膜形成過程中化合物生成反應(yīng)將產(chǎn)生副產(chǎn)品的雜質(zhì),會影響發(fā)光效率與產(chǎn)品壽命,因此制造工藝中適度的純化是必要的。再者OLED器件的材料易受水氣與氧氣的影響,而使得器件劣化影響使用壽命,因此鍍膜后的封裝過程中需隔除空氣中水分,封裝技術(shù)的成敗直接影響器件的成敗,封裝技術(shù)可說是在整個制造工藝中相當重要的一環(huán),目前尚未出現(xiàn)最佳的封裝方式,雖然OLED生產(chǎn)流程較為簡單,但在各個制造工藝階段仍然面臨不同的困難有待克服,因此OLED目前并無標準量產(chǎn)技術(shù),廠商在制造工藝上仍有頗大的發(fā)展空間。[!--empirenews.page--]
總結(jié)
OLED在副顯示器中用得最多,目前,大約百分之二十的副顯示器是使用OLED,在今后兩年中,全色OLED將用于主,副顯示器OLED,用得最多的將是分辨率96*64/96*96個像素的OLED顯示器,這些分辨率比較低的產(chǎn)品使用無源矩陣[passive ]OLED技術(shù),制造成本低,功耗小。無源矩陣OLED技術(shù)的上限是128行。超過128行時,需要使用有源矩陣[Active]OLED技術(shù)。這是因為,無源矩陣在尋址是,陰極總線的電流負載及功耗受到限制。 OLED全色技術(shù)雖然技術(shù)尚未成熟,但隨著全球廠商投入研發(fā)的力度不短增加下,OLED技術(shù)將會愈來愈成熟,而目前風騷于手機及便攜式產(chǎn)品的LCD,將逐步會給OLED讓出相當部分市場.
OLED: Organic Light-Emitting Diode 有機電致發(fā)光二極管
ITO: indium tin oxid [銦錫氧化物]
Passive Matrix: PMOLED [無源矩陣又稱被動驅(qū)動OLED]
Active Matrix;AMOLED [有源矩陣又稱主動驅(qū)動OLED]
LTPS: Low Temperature Poly Silicon 低溫多晶硅薄膜晶體管
SKD: Semi Knock-down 半散裝件
CKD: complete knock-down 全散裝件