顯示技術(shù)基礎(chǔ)11OLED器件制備工藝與工作特性

1、顯示技術(shù)基礎(chǔ)顯示技術(shù)基礎(chǔ)辦公室：辦公室：E-mail: 課程介紹 本課程為光電信息工程專業(yè)的學(xué)科專業(yè)平臺必修課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，其作用和任務(wù)是使學(xué)生掌握幾類平板顯示技術(shù)（PDP、OLED、EL、FED等）的基本原理以及相關(guān)的光、電設(shè)計原理。本課程重點介紹圖像信息的平板顯示技術(shù)及其在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用。課程內(nèi)容安排 第一章第一章 緒論（顯示技術(shù)總體應(yīng)用及發(fā)展進(jìn)展緒論（顯示技術(shù)總體應(yīng)用及發(fā)展進(jìn)展 ） 第二章第二章 陰極射線管及圖像質(zhì)量陰極射線管及圖像質(zhì)量 第三章第三章 平板信息顯示器件平板信息顯示器件 3.1 PDP顯示技術(shù)顯示技術(shù) 3.2 OLED顯示技術(shù)顯示技術(shù) 3.3 無機(jī)無機(jī)EL顯示技術(shù)

2、顯示技術(shù) 3.4 FED顯示技術(shù)顯示技術(shù) 第四章第四章 大屏幕臨場感顯示大屏幕臨場感顯示 4.1 投影顯示（投影顯示（CRT投影）投影） 4.2 三維顯示三維顯示 教材：教材： 液晶與平板顯示技術(shù)液晶與平板顯示技術(shù)，作者：高鴻錦，北京郵電大學(xué)出版社，作者：高鴻錦，北京郵電大學(xué)出版社，第第1版版 2007參考書：參考書： 1、平板顯示技術(shù)平板顯示技術(shù) 應(yīng)根裕應(yīng)根裕 胡文波胡文波 邱勇，邱勇，人民郵電出版社人民郵電出版社 2002 年年10月月 2、光電顯示技術(shù)光電顯示技術(shù) 張興義，北京理工大學(xué)出版社張興義，北京理工大學(xué)出版社 1995 3、顯示技術(shù)與顯示器件顯示技術(shù)與顯示器件 彭國賢，人民郵電出

3、版社彭國賢，人民郵電出版社 1981參考資料：參考資料： 搜索引擎（搜索引擎（Google、baidu） 臺灣各高校網(wǎng)絡(luò)資源臺灣各高校網(wǎng)絡(luò)資源 陜西科技大學(xué)等離子體課件陜西科技大學(xué)等離子體課件 麻省理工麻省理工OLED課件課件OLED顯示技術(shù) OLED器件制備工藝與工作特性 1. OLED制備工藝 2. PLED制備工藝 3. OLED工作特性有機(jī)發(fā)光二極管制備工藝有機(jī)發(fā)光二極管制備工藝 OLED器件的發(fā)光效率和穩(wěn)定性、器件的成品率乃至器件的成本等都要受到工藝技術(shù)的控制 有機(jī)發(fā)光二極管工藝技術(shù)的發(fā)展對產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程尤為重要 制備工藝可分為小分子有機(jī)發(fā)光二極管OLED工藝技術(shù)，和聚合物發(fā)光二極管PL

4、ED工藝技術(shù)兩大類 小分子OLED通常用蒸鍍方法或干法制備，PLED一般用溶液方法或濕法制備OLED器件的典型結(jié)構(gòu)及制作工藝流程有機(jī)發(fā)光二極管制備工藝有機(jī)發(fā)光二極管制備工藝1. 小分子OLED制造工藝OLED 制備過程中的關(guān)鍵技術(shù)制備過程中的關(guān)鍵技術(shù)ITO基片的清洗和預(yù)處理陰極隔離柱制備有機(jī)功能薄膜和金屬電極的制備彩色化技術(shù)封裝技術(shù)Process of Passive OLEDProcess of Passive OLEDGlassITOGlassITOInsulatorRibOrganic LayoutCathodeCathodeOrganic LayoutGlassITOMetal or

5、Glass CanInsulatorRibPassivation LayerUV Resin（1） 基片的清洗和預(yù)處理基片的清洗和預(yù)處理 OLED對ITO的要求:表面潔凈；表面平整；功函數(shù)較高 有機(jī)層與ITO之間界面對發(fā)光性能的影響至關(guān)重要，ITO玻璃在使用前必須仔細(xì)清洗，目的是除去表面上物理附著的污物和化學(xué)附著的有機(jī)物等。 污染物通常分為四類：有形顆粒，如塵埃；有機(jī)物質(zhì)，如油脂和涂料；無機(jī)物質(zhì)，如堿、鹽和銹斑；微生物機(jī)體 清除基片表面污染物的方法：化學(xué)清洗法、超生波清洗法、真空烘烤法及離子轟擊法 ITO基板清洗基板清洗 化學(xué)清洗法 清洗劑：乙醇、丙酮、氯仿、四氯化碳等。 作用：去除油、潤滑脂

6、、脂肪及其它有機(jī)污染物。 超聲波清洗 作用：去除不溶性污物。 真空烘烤法 方法：在真空室（真空度為10-4Pa）中，將基片加熱至200C。 作用：去除基片表面吸附的氣體和雜質(zhì)。（1） 基片的清洗和預(yù)處理基片的清洗和預(yù)處理 超聲波清洗法超聲波清洗法超聲波清洗是利用超聲波技術(shù)，使水和溶劑發(fā)生振動，清洗表面復(fù)雜的附著物而且不損傷基片的一種清洗方法。目前，超聲波清洗廣泛應(yīng)用于OLED器件制作的前清洗工藝當(dāng)中。超聲波的基本原理是空化作用：存在于液體內(nèi)的微氣泡（空化核）在聲場的作用下振動，在聲壓達(dá)到一定值時，氣泡迅速增大然后突然閉合，在氣泡閉合時產(chǎn)生激波，在其周圍產(chǎn)生上千個大氣壓，破壞不溶性污染物而使它們

7、分散于溶液中，使表面得以凈化。一般超聲波清洗所使用的頻率為1550KHz（例如28KHz、38KHz），適合于基板附著有機(jī)物的清洗。采用高頻率（1MHz以上）的超聲波清洗主要是為了清洗亞微米（0.1m）以下的污染物。（1） 基片的清洗和預(yù)處理基片的清洗和預(yù)處理原理：原理：由超聲波發(fā)生器發(fā)出的高頻振蕩信號，通過換能器轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振蕩而傳播到介質(zhì)，使液體流動而產(chǎn)生數(shù)以萬計的微小氣泡，存在于液體中的微小氣泡（空化氣泡）在聲場的作用下振動，當(dāng)聲壓達(dá)到一定值時，氣泡迅速增長，然后突然閉合，在氣泡閉合時產(chǎn)生沖擊波，在其周圍產(chǎn)生上千個大氣壓力，破壞不溶性污物而使它們分散于清洗液中，當(dāng)粒子被油污裹著而粘附在

8、清洗件表面時，油被乳化，固體粒子即脫離，從而達(dá)到清洗件表面凈化的目的。超聲波清洗器的工作原理超聲波清洗器的工作原理 紫外光清洗法紫外光清洗法1h（254nm）離子離子游離態(tài)原子游離態(tài)原子受激分子受激分子中性分子中性分子CO2、N2、H2O2185h（nm）1h+O2O3+OO2+OO3h為普朗克常數(shù)為普朗克常數(shù) 為紫外線光子為紫外線光子 1h+有機(jī)污染有機(jī)污染CO2、N2、H2O1hO2+O1h1h+O3 紫外光（紫外光（UV）清洗的工作原理是利用紫外光對有機(jī)物質(zhì)所起的光敏氧）清洗的工作原理是利用紫外光對有機(jī)物質(zhì)所起的光敏氧化作用以達(dá)到清洗粘附在物體表面上的有機(jī)化合物的目的?；饔靡赃_(dá)到清洗粘

9、附在物體表面上的有機(jī)化合物的目的。 紫外光清洗一方面能夠避免由于使用有機(jī)溶劑造成的污染，同時能夠紫外光清洗一方面能夠避免由于使用有機(jī)溶劑造成的污染，同時能夠?qū)⑶逑催^程縮短。將清洗過程縮短。在實際應(yīng)用中，通常是利用一種能產(chǎn)生兩種波長紫外光的低壓在實際應(yīng)用中，通常是利用一種能產(chǎn)生兩種波長紫外光的低壓水銀燈（這種紫外光燈能夠產(chǎn)生波長為水銀燈（這種紫外光燈能夠產(chǎn)生波長為254nm和波長為和波長為185nm的紫外光的紫外光 ）。）。 （1） 基片的清洗和預(yù)處理基片的清洗和預(yù)處理ITO表面處理工藝表面處理工藝 目的：ITO的不均勻性將導(dǎo)致有機(jī)層不均勻，從而易形成局部強(qiáng)電場引起OLED中黑斑的產(chǎn)生。平整的I

10、TO表面場強(qiáng)均勻，減小短路的危險，提高OLED的穩(wěn)定性。 早在1987年，鄧青云就指出，在沉積有機(jī)層之前，ITO表面必須進(jìn)行仔細(xì)的清洗，否則不能得到穩(wěn)定的OLED器件。（1） 基片的清洗和預(yù)處理基片的清洗和預(yù)處理ITO ITO 基片處理基片處理ITO For LCDITO For OLED（1） 基片的清洗和預(yù)處理基片的清洗和預(yù)處理ITO膜表面形態(tài)對膜表面形態(tài)對OLED器件的性能器件的性能: 粗糙的ITO膜表面將使光線產(chǎn)生漫反射,減小出射光效率,降低OLED的外量子效率。 OLED加電壓時,粗糙表面會影響OLED的內(nèi)電場分布。ITO表面的尖峰將導(dǎo)致局部高電場,高電場將使激子解離成為正負(fù)載流子,

11、致使發(fā)光強(qiáng)度降低;而且高電場將加速有機(jī)材料的惡化,以至降低OLED的穩(wěn)定性。（1） 基片的清洗和預(yù)處理基片的清洗和預(yù)處理ITO膜是有機(jī)物膜進(jìn)行淀積的基底, ITO膜的表面形態(tài)將影響有機(jī)膜的成膜的吸附性、內(nèi)應(yīng)力和結(jié)晶度。由于粗糙的表面將不利于有機(jī)分子之間內(nèi)聚形成晶體,因而粗糙的表面易于形成不定形結(jié)構(gòu)的有機(jī)物薄膜。對于不定形結(jié)構(gòu)的有機(jī)物來說,結(jié)晶有機(jī)物的出現(xiàn)將增加電子與晶格碰撞的可能性,這將降低OLED器件的發(fā)光效率和能量效率。常用的ITO薄膜表面預(yù)處理方法：化學(xué)方法化學(xué)方法（酸堿處理）和物理方法物理方法（O2等離子體處理、惰性氣體濺射）（1） 基片的清洗和預(yù)處理基片的清洗和預(yù)處理 酸堿處理酸堿處

12、理 固體表面的結(jié)構(gòu)和組成都與內(nèi)部不同，處于表面的原子或離子表現(xiàn)為配固體表面的結(jié)構(gòu)和組成都與內(nèi)部不同，處于表面的原子或離子表現(xiàn)為配位上的不飽和性，這是由于形成固體表面時被切斷的化學(xué)鍵造成的。正是位上的不飽和性，這是由于形成固體表面時被切斷的化學(xué)鍵造成的。正是由于這一原因，固體表面極易吸附外來原子，使表面產(chǎn)生污染。因環(huán)境空由于這一原因，固體表面極易吸附外來原子，使表面產(chǎn)生污染。因環(huán)境空氣中存在大量水份，所以水是固體表面最常見的污染物。由于金屬氧化物氣中存在大量水份，所以水是固體表面最常見的污染物。由于金屬氧化物表面被切斷的化學(xué)鍵為離子鍵或強(qiáng)極性鍵，易與極性很強(qiáng)的水分子結(jié)合，表面被切斷的化學(xué)鍵為離子

13、鍵或強(qiáng)極性鍵，易與極性很強(qiáng)的水分子結(jié)合，因此，絕大多數(shù)金屬氧化物的清潔表面，都是被水吸附污染了的。在多數(shù)因此，絕大多數(shù)金屬氧化物的清潔表面，都是被水吸附污染了的。在多數(shù)情況下，水在金屬氧化物表面最終解離吸附生成情況下，水在金屬氧化物表面最終解離吸附生成OH-及及H+，其吸附中心分，其吸附中心分別為表面金屬離子以及氧離子。別為表面金屬離子以及氧離子。 根據(jù)酸堿理論，根據(jù)酸堿理論，M+是酸中心，是酸中心，O-是堿中心，此時水解離吸附是在一對是堿中心，此時水解離吸附是在一對酸堿中心進(jìn)行的。在對酸堿中心進(jìn)行的。在對ITO表面的水進(jìn)行解離之后，再使用酸堿處理表面的水進(jìn)行解離之后，再使用酸堿處理ITO金金

14、屬氧化物表面時，酸中的屬氧化物表面時，酸中的H+、堿中的、堿中的OH-分別被堿中心和酸中心吸附，形分別被堿中心和酸中心吸附，形成一層偶極層，因而改變了成一層偶極層，因而改變了ITO表面的功函數(shù)。表面的功函數(shù)。 （1） 基片的清洗和預(yù)處理基片的清洗和預(yù)處理 等離子體處理等離子體處理 等離子體的作用通常是改變表面粗糙度和提高功函數(shù)。等離子體的作用通常是改變表面粗糙度和提高功函數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)，等離子作用對表面粗糙度的影響不大，只能使研究發(fā)現(xiàn)，等離子作用對表面粗糙度的影響不大，只能使ITO的均方根粗糙度從的均方根粗糙度從1.8nm降到降到1.6nm，但對功函數(shù)的影響，但對功函數(shù)的影響卻較大。卻較大。 用

15、等離子體處理提高功函數(shù)的方法也不盡相同。用等離子體處理提高功函數(shù)的方法也不盡相同。 氧等離子處理是通過補(bǔ)充氧等離子處理是通過補(bǔ)充ITO表面的氧空位來提高表面表面的氧空位來提高表面氧含量的。氧含量的。 （1） 基片的清洗和預(yù)處理基片的清洗和預(yù)處理（）陰極隔離柱技術(shù)（）陰極隔離柱技術(shù) 為了實現(xiàn)無源矩陣OLED的高分辨率和彩色化，更好地解決陰極模板分辨率低和器件成品率低等問題，人們在研究中引入了陰極隔離柱結(jié)構(gòu)。 即在器件制備中不使用金屬模板，而是在蒸鍍有機(jī)薄膜和金屬陰極之前，在基板上制作絕緣的間壁，最終實現(xiàn)將器件的不同像素隔開，實現(xiàn)像素陣列 在隔離柱制備中，廣泛采用了絕緣的無機(jī)材料（如氮化硅，在隔離

16、柱制備中，廣泛采用了絕緣的無機(jī)材料（如氮化硅，碳化硅、氧化硅）、有機(jī)聚合物材料（如碳化硅、氧化硅）、有機(jī)聚合物材料（如PI、聚四氟乙烯等）、聚四氟乙烯等）和光刻膠等材料和光刻膠等材料 目前采用有機(jī)絕緣材料和光刻膠的目前采用有機(jī)絕緣材料和光刻膠的OLED隔離柱制備工藝比隔離柱制備工藝比較成熟。隔離柱的形狀是隔離效果關(guān)鍵。較成熟。隔離柱的形狀是隔離效果關(guān)鍵。倒梯形隔離柱結(jié)構(gòu)倒梯形隔離柱結(jié)構(gòu)絕緣緩沖層來解決同一像素間的短路問題，同時使用倒立梯形絕緣緩沖層來解決同一像素間的短路問題，同時使用倒立梯形的隔離柱來解決相鄰像素間的短路問題的隔離柱來解決相鄰像素間的短路問題 隔離柱的基本制作方法：隔離柱的基本

17、制作方法： （）在透明基片上旋涂第一層光敏有機(jī)絕緣材料，厚度為0.55m，一般為光敏型PI、前烘后曝光，曝光圖形為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或條狀結(jié)構(gòu)，線條的寬度由顯示分辨率即像素之間間隔決定，顯影后線寬為1050m，然后進(jìn)行后烘。 （）在有機(jī)絕緣材料上旋涂第二層光敏型有機(jī)絕緣材料，膜厚為0.55m ，一般為光刻后線條橫截面能形成上大下小倒梯形形狀的光刻膠中的一種，一般為負(fù)型光刻膠，前烘后對第二層有機(jī)絕緣體材料進(jìn)行曝光，曝光圖形為直線條，顯影后的線寬為545m有機(jī)薄膜的制備工藝步驟（）（）有機(jī)薄膜或金屬電極的制備有機(jī)薄膜或金屬電極的制備 小分子OLED器件通常采用真真空蒸鍍法制空蒸鍍法制備有機(jī)薄膜備有機(jī)薄膜和金

18、屬電極和金屬電極（）有機(jī)薄膜或金屬電極的制備（）有機(jī)薄膜或金屬電極的制備 小分子OLED器件通常采用真空蒸鍍法制備有機(jī)薄膜和金真空蒸鍍法制備有機(jī)薄膜和金屬電極屬電極，其具體操作過程是在真空中加熱蒸發(fā)容器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分子從表面氣化逸出，形成蒸汽流，入射到固體襯底或基片的表面形成固態(tài)薄膜 該過程如果真空度太低，有機(jī)分子將與大量空氣分子碰撞，使膜層受到嚴(yán)重污染，甚至被氧化燒毀；此條件下沉積的金屬往往沒有光澤，表面粗糙，得不到均勻連續(xù)的薄膜 理論計算，為了保證鍍膜質(zhì)量，當(dāng)蒸發(fā)源到基片距離為25cm時，必須保證氣壓低于310-3Pa有機(jī)薄膜的制備有機(jī)薄膜的制備采用真空蒸鍍法沉積成膜。

19、包括以下三個基本過程： 加熱蒸發(fā)過程 氣化原子或分子在蒸發(fā)源與基片之間的輸送蒸發(fā)原子或分子在基片表面上的沉積過程（）有機(jī)薄膜或金屬電極的制備（）有機(jī)薄膜或金屬電極的制備基本步驟：放置材料于束源抽取真空通電加熱蒸發(fā)成膜真空熱蒸鍍技術(shù)的三大缺點真空熱蒸鍍技術(shù)的三大缺點: 1，環(huán)境要求高。，環(huán)境要求高。工藝流程必須在真空室中進(jìn)行，要求緊鄰工藝流程必須在真空室中進(jìn)行，要求緊鄰玻璃底板放置一塊遮光板，用以確定底板上沉積材料的圖樣。玻璃底板放置一塊遮光板，用以確定底板上沉積材料的圖樣。 2，制作大尺寸困難。，制作大尺寸困難。真空熱蒸鍍技術(shù)在生產(chǎn)小屏?xí)r，相對真空熱蒸鍍技術(shù)在生產(chǎn)小屏?xí)r，相對容易，但制造大屏幕

20、時則困難重重。遮光板，極易受工藝流容易，但制造大屏幕時則困難重重。遮光板，極易受工藝流程中的高溫環(huán)境影響而發(fā)生偏移，導(dǎo)致很難在大尺寸底板上程中的高溫環(huán)境影響而發(fā)生偏移，導(dǎo)致很難在大尺寸底板上保持均勻的沉積率。保持均勻的沉積率。 3，成本過高。，成本過高。流程復(fù)雜、環(huán)境特殊、良品率低等因素，造流程復(fù)雜、環(huán)境特殊、良品率低等因素，造成現(xiàn)階段成現(xiàn)階段OLED屏的售價居高不下。屏的售價居高不下。有機(jī)薄膜厚度優(yōu)化有機(jī)薄膜厚度優(yōu)化05101502000400060008000 HIL -5 HIL -1 HIL -2 HIL -3Brightness cd.m-2Voltage /V01002003004

21、00500250300350400450500550Brightness / cd.m-2Time / hr HIL-2 HIL-3 HIL-4有機(jī)薄膜沉積速率優(yōu)化有機(jī)薄膜沉積速率優(yōu)化 0.00.20.40.60.80.40.60.81.01.21.4發(fā)光效率 /lm.W-1沉積速率 /nm.s-10.00.20.40.60.80.00.51.01.52.0流明效率 /lm.W-1沉積速率 /nm.s-1 HTL-1 EML-1有機(jī)薄膜沉積速有機(jī)薄膜沉積速率優(yōu)化率優(yōu)化(a) 0.02nm/s(b) 0.09nm/s (c) 0.24nm/s(d) 1.33nm/s有機(jī)薄膜沉積速率優(yōu)化有機(jī)薄膜沉

22、積速率優(yōu)化050010001500250300350400450500550 1.0A/s 0.5A/s 2.0A/sBrightness /cd.m-2Time /hrHTL-2染料摻雜濃度的研究染料摻雜濃度的研究 10-210-110010110210310-1100101102103104105 E F G H IBrightness /cd.m-2Current Density /mA.cm-2E：0wt, F：0.33wtG：0.43wt%, H：1.1wt%I：3.7wt%GD-1染料摻雜濃度的研究染料摻雜濃度的研究0500100015000100200300400500600 1

23、.25% 2.77% 0.13% 0.55% 0.73%Brightness /cd.m-2Time /hrGD -2（）彩色化技術(shù)（）彩色化技術(shù) 小分子小分子OLED全彩色顯示技術(shù)方面，實現(xiàn)彩色化的全彩色顯示技術(shù)方面，實現(xiàn)彩色化的方法有方法有光色轉(zhuǎn)換法、彩色濾光薄膜法、獨立發(fā)光材光色轉(zhuǎn)換法、彩色濾光薄膜法、獨立發(fā)光材料法等。料法等。（1）三色發(fā)光層法三色發(fā)光層法（獨立發(fā)光材料法）（獨立發(fā)光材料法）：這是最常使用的技術(shù)，就是將三種發(fā)光層排列在一起，加入不同的偏壓產(chǎn)生全彩的效果，此技術(shù)重點在于發(fā)光材料光色純度與效率的掌握。以小分子有機(jī)發(fā)光二極管技術(shù)而言，所面臨的重大問題就是紅色材料的純度、效率與

24、壽命，而大分子有機(jī)發(fā)光二極管方面，則是在于紅、綠、藍(lán)三原色定位等問題。（）彩色化技術(shù)（）彩色化技術(shù)OLED Vacuum ProcessITO GlassInsulator making& ITO treatmentOrganic LayerRedOrganic Layer GreenOrganic Layer BlueCathodePassivation Layer彩色彩色OLED制造技術(shù)制造技術(shù)（2）白色彩色濾光片法白色彩色濾光片法：此法是將三種發(fā)光層疊在一起，使紅、綠、藍(lán)混色產(chǎn)生白光，或是互補(bǔ)色產(chǎn)生白光。此全彩化技術(shù)最大的優(yōu)點是可以直接應(yīng)用液晶顯示器現(xiàn)有的彩色濾光片技術(shù)，但是元件

25、發(fā)光時必須多經(jīng)過一層彩色濾光片，導(dǎo)致亮度衰減，因此在透光率與成本上必須再深入研究。（）彩色化技術(shù)（）彩色化技術(shù)（3）色轉(zhuǎn)換法色轉(zhuǎn)換法（光色轉(zhuǎn)換法）（光色轉(zhuǎn)換法）：就是在藍(lán)色發(fā)光層中加入能量轉(zhuǎn)移的中心，使短波長、能量較大的藍(lán)光以能量轉(zhuǎn)移方式，轉(zhuǎn)換成其他顏色的光，因此在材料的選擇與技術(shù)開發(fā)上比較容易，只須先產(chǎn)生一個發(fā)光效率、色純度極佳的藍(lán)光，否則經(jīng)過能量轉(zhuǎn)換后，整體的發(fā)光效率會很差。（）彩色化技術(shù)（）彩色化技術(shù)發(fā)光方式發(fā)光方式 RGBRGB三色發(fā)光材料獨立發(fā)光三色發(fā)光材料獨立發(fā)光 藍(lán)光為背光再經(jīng)色轉(zhuǎn)換藍(lán)光為背光再經(jīng)色轉(zhuǎn)換 白光為背光加彩色濾光片白光為背光加彩色濾光片發(fā)光效率發(fā)光效率 優(yōu)優(yōu) 可可 差

26、差精細(xì)度精細(xì)度 平平 佳佳 佳佳 優(yōu)點優(yōu)點 對比度佳對比度佳 高效率、廣視角高效率、廣視角 與液晶使用的材料相同與液晶使用的材料相同技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵 金屬模板金屬模板RGBRGB精確定位問題、藍(lán)光材料的發(fā)光效率及精確定位問題、藍(lán)光材料的發(fā)光效率及 長壽命、高效率、色純度長壽命、高效率、色純度 RGBRGB色純度及穩(wěn)定性色純度及穩(wěn)定性 穩(wěn)定性穩(wěn)定性 匹配的白光材料匹配的白光材料（4） 首先制備發(fā)白光或近于白光的器件，然后通過微腔共振結(jié)構(gòu)的調(diào)諧，得到不同波長的單色光，然后再獲得彩色顯示。 （5）采用堆疊結(jié)構(gòu)，將采用透明電極的紅、綠、藍(lán)發(fā)光器件縱向堆疊，從而實現(xiàn)彩色顯示。（5）OLED的封裝技術(shù)的封

27、裝技術(shù) 對水和氧極為敏感，因此封裝技術(shù)直接影響器件的穩(wěn)定性和對水和氧極為敏感，因此封裝技術(shù)直接影響器件的穩(wěn)定性和壽命壽命 ）、封裝技術(shù)）、封裝技術(shù) 主要有主要有3 3種技術(shù)：金屬蓋封裝、玻璃基片封裝，薄膜封裝。種技術(shù)：金屬蓋封裝、玻璃基片封裝，薄膜封裝。 目前常用的封裝技術(shù)是玻璃基片封裝。用帶有凹槽的玻璃基目前常用的封裝技術(shù)是玻璃基片封裝。用帶有凹槽的玻璃基片與片與OLEDOLED基片壓合在一起基片壓合在一起 玻璃封裝片的加工有兩種方法，一種是噴砂，另一種采取腐玻璃封裝片的加工有兩種方法，一種是噴砂，另一種采取腐蝕方式。蝕方式。 OLED器件要求氧氣的透過率為器件要求氧氣的透過率為10-3cc

28、/m2/d以下，水氣透以下，水氣透過率為過率為10-6g/m2/d 以下以下 水氣來源有兩種：水氣來源有兩種： 經(jīng)由外在環(huán)境滲透進(jìn)入器件內(nèi)經(jīng)由外在環(huán)境滲透進(jìn)入器件內(nèi) 或是在或是在OLED工藝中被每一層物質(zhì)吸收的水汽。工藝中被每一層物質(zhì)吸收的水汽。 為了減少水汽進(jìn)入組件或排除由工藝中吸附的水汽，一為了減少水汽進(jìn)入組件或排除由工藝中吸附的水汽，一般最常用的物質(zhì)為吸水材料，般最常用的物質(zhì)為吸水材料， 干燥劑和干燥片通過貼附在封裝玻璃基片的內(nèi)側(cè)以吸附干燥劑和干燥片通過貼附在封裝玻璃基片的內(nèi)側(cè)以吸附器件內(nèi)部的水分器件內(nèi)部的水分）、吸水材料）、吸水材料 ）、封裝工藝流程）、封裝工藝流程）、水氧濃度控制和封

29、裝壓合）、水氧濃度控制和封裝壓合OLED器件封裝過程中水氧濃度要達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，必須器件封裝過程中水氧濃度要達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，必須在水氧濃度很低的情況下完成在水氧濃度很低的情況下完成水氧濃度控制是通過水氧濃度控制是通過N2循環(huán)精制設(shè)備完成的循環(huán)精制設(shè)備完成的在壓合過程中，要控制在壓合過程中，要控制UV固化膠的高度和寬度，使封裝固化膠的高度和寬度，使封裝腔室內(nèi)的壓力合適，以避免封裝后器件產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象。腔室內(nèi)的壓力合適，以避免封裝后器件產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象。 2 PLED的制備工藝的制備工藝 旋涂法：將材料溶解在有機(jī)溶劑中，滴加在基板上，甩膠，蒸鍍電極。簡單，膜層均勻無針孔，易于大面積器件 噴涂（int

30、jet）：噴墨方式制作三基色象元，易于實現(xiàn)彩色和全色顯示工藝簡單 浸取法 印刷法器件的封裝器件的封裝 器件的有機(jī)材料和金屬電極遇到水汽和氧氣發(fā)生氧化、晶化等物理化學(xué)變化，從而失效，必須封裝、環(huán)氧樹脂對器件封裝，添加分子篩吸濕等。3 OLED的工作特性的工作特性(1)(1)、發(fā)光顏色、發(fā)光顏色有機(jī)和聚合物發(fā)光顏色的特點：u 發(fā)光顏色覆蓋從紫外到紅外整個波段。只要改變發(fā)色團(tuán)的化學(xué)結(jié)構(gòu)或發(fā)色團(tuán)上取代基種類和位置，就可實施顏色調(diào)控；u 色純差。有機(jī)和聚合物的吸收光譜和發(fā)射光譜一般都是寬帶光譜，譜峰的半高寬度大約在100200nm之間，這是有機(jī)分子的振動能級與電子能級互相疊加的結(jié)果。相對于無機(jī)發(fā)光材料，

31、色純度要差的多；u 形成基激復(fù)合物和發(fā)生能量轉(zhuǎn)移。(2) OLED器件的效率：器件的效率：fsq內(nèi)量子效率：激子復(fù)合產(chǎn)生的光子數(shù)內(nèi)量子效率：激子復(fù)合產(chǎn)生的光子數(shù) / 注入的的電子空穴對數(shù)注入的的電子空穴對數(shù)外量子效率：射出器件的光子數(shù)外量子效率：射出器件的光子數(shù) / 注入的的電子空穴對數(shù)注入的的電子空穴對數(shù)載流子復(fù)合系數(shù)載流子復(fù)合系數(shù)s單線態(tài)激子的形成概率單線態(tài)激子的形成概率f單線態(tài)激子的輻射衰減效率單線態(tài)激子的輻射衰減效率從從OLED的工作過程可以得到其外量子效率可以表示為的工作過程可以得到其外量子效率可以表示為3 OLED的工作特性的工作特性影響影響OLED發(fā)光效率的主要因素發(fā)光效率的主要

32、因素:u 取決于電荷的平衡注入，為提高OLED的量子效率，由陽極注入有機(jī)發(fā)光體的空穴數(shù)應(yīng)和陰極注入的電子數(shù)相等。u 載流子遷移率。載流子從注入到復(fù)合有一個沿電場方向的遷移擴(kuò)散過程，為了提高形成激子的效率 ，正負(fù)載流子的遷移率都應(yīng)該較大，并且兩者相差較小。u 激子輻射衰減效率。有機(jī)發(fā)光材料的ph可以達(dá)到80%100%，而聚合物發(fā)光材料的ph一般在達(dá)到20%左右。3 OLED的工作特性的工作特性u 單態(tài)激子形成概率。在通常情況下，電子被空穴束縛，每產(chǎn)生一個單重態(tài)激子同時產(chǎn)生3個三重態(tài)激子，s=25%，因此即使注入到器件的電子全部被空穴束縛，且全部的單態(tài)激子均輻射產(chǎn)生光子，25%將是OLED的極限量

33、子效率。由于三重態(tài)激子的躍遷受量子自旋守恒定律的限制,不能發(fā)光，75%的激子白白被熱耗掉。u 能量轉(zhuǎn)移。當(dāng)兩種發(fā)色團(tuán)并存時一種發(fā)色團(tuán)的激發(fā)態(tài)可以將能量傳遞給另一種發(fā)色團(tuán)使之激發(fā)。對于前一種激子，這是“淬滅”；對于后一種發(fā)色團(tuán)，這是額外的激發(fā)，因而使其發(fā)光效率大幅度提高。3 OLED的工作特性的工作特性提高發(fā)光效率的措施：提高發(fā)光效率的措施：u 選擇合適電極和有機(jī)層材料，提高載流子注入效率和均衡程度u 采用薄膜結(jié)構(gòu)和載流子傳輸層提高兩種載流子的遷移率，并且使兩者相差較小。u 改善器件的界面特性，提高器件的量子效率。u 利用能量轉(zhuǎn)移提高發(fā)光效率。u 開發(fā)三線態(tài)電致發(fā)光材料。3 OLED的工作特性的

34、工作特性(3)(3)、壽命和失效機(jī)制、壽命和失效機(jī)制 測量元件壽命的方法，是在元件維持一恒定電流的條件下，測量從初始亮度下降至一半一半亮度的時間。 根據(jù)Kodak公司的VanSlyke報道，亮度在2000cd/2時，器件的工作壽命達(dá)到了1000小時 對壽命進(jìn)行比較的最佳參量是亮度亮度和半亮度壽命半亮度壽命的乘積。據(jù)報道，該量值對使用壽命最長的器件是:綠光為7000000 hrcd/m2;藍(lán)光為300000 hrcd/m2;紅橙色為1600000 hrcd/m2。 3 OLED的工作特性的工作特性O(shè)LEDs失效的表現(xiàn)形式：（1）恒定電流工作條件下，亮度、效率逐漸下降。（2）OLEDs在一定濕度、

35、溫度的大氣環(huán)境中存放一定時間，發(fā)光亮度、效率衰減直至發(fā)光消失。這一過程體現(xiàn)出的是OLEDs的存貯壽命。（3）不管是存貯，還是工作，所有失效的OLED都出現(xiàn)大量的不發(fā)光區(qū)域黑斑。3 OLED的工作特性的工作特性（1）短路現(xiàn)象。 由于有機(jī)薄膜不均勻致密，從而有貫穿有機(jī)層的微型導(dǎo)電通道形成。（2）黑斑的形成。 熱效應(yīng)熱效應(yīng)有機(jī)薄層的熱不穩(wěn)定性導(dǎo)致了黑點的形成；有機(jī)薄層的熱不穩(wěn)定性導(dǎo)致了黑點的形成； 有機(jī)聚合物材料的化學(xué)不穩(wěn)定性有機(jī)聚合物材料的化學(xué)不穩(wěn)定性有機(jī)分子易受到氧和水的侵蝕，喪有機(jī)分子易受到氧和水的侵蝕，喪失發(fā)光能力；失發(fā)光能力； 金屬陰極的不穩(wěn)定性金屬陰極的不穩(wěn)定性金屬陰極被氧化；金屬陰極被

36、氧化； 金屬陰極有機(jī)層界面處化學(xué)反應(yīng)金屬陰極有機(jī)層界面處化學(xué)反應(yīng)水、氧和鋁三者所發(fā)生的電化學(xué)反水、氧和鋁三者所發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)會釋放出微量氣體，造成金屬陰極從有機(jī)層剝離開來。應(yīng)會釋放出微量氣體，造成金屬陰極從有機(jī)層剝離開來。（3）雜質(zhì)的影響 雜質(zhì)是捕獲載流子和激子非輻射衰減（生熱）的中心，又可以引起內(nèi)部電場的局部畸變，因而是器件老化和蛻變得重要原因。OLED失效機(jī)制失效機(jī)制:3 OLED的工作特性的工作特性器件老化陰極電極電子傳導(dǎo)層 (ETL)發(fā)光層(EML)空穴傳導(dǎo)層 (HTL)空穴注入層 (HIL)ITO陽極電極玻璃基板陰極電極電子傳輸層 (ETL)發(fā)光層(EML)空穴傳輸層 (HTL)空

37、穴注入層 (HIL)ITO玻璃基板水汽陰極表面氧化剝離擴(kuò)散有機(jī)層有機(jī)材料結(jié)晶有機(jī)層擴(kuò)散電化學(xué)分解光化學(xué)反應(yīng)水解、氧化陽極表面污染氧化物平整度載流子注入能障環(huán)境溫度焦耳熱工藝溫度元件的衰變(1) 有機(jī)材料元件衰變可分為三種: (1)熱衰變。Tg可以作為其熱穩(wěn)定性的依據(jù)。Tg低的材料在室溫下容易結(jié)晶。 (2)光化學(xué)衰變。有些有機(jī)材料，在光照射下不穩(wěn)定，發(fā)生了光化學(xué)反應(yīng)。 (3)界面的不穩(wěn)定。OLED器件中有三種界面:ITO/有機(jī)層;有機(jī)層/有機(jī)層;金屬/有機(jī)層。有些有機(jī)材料在其它有機(jī)材料或無機(jī)材料上的粘附性能很差。元件的衰變(2) 無無機(jī)材料元件衰變機(jī)材料元件衰變可分為可分為兩種兩種: (1) ITO的表面污染。器件中的ITO表面必須沒有有機(jī)雜質(zhì)。表面遺留物會導(dǎo)致工作電壓升高，效率和使用壽命降低。 (2)陰極的腐蝕。陰極腐蝕是最常見的導(dǎo)致器件