专栏名称: 光电与显示
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OLED工艺及产品分类

光电与显示  · 公众号  · 硬件  · 2017-03-30 11:34

正文

 一、氧化铟锡(ITO)基板前处理  

   1、ITO表面平整度:ITO目前已广泛应用在商业化的显示器面板制造,其具有高透射率、低电阻率及

高功函数等优点。一般而言,利用射频溅镀法(RF sputtering)所制造的 ITO,易受工艺控制因素不良而导致

表面不平整,进而产生表面的尖端物质或突起物。另外高温锻烧及再结晶的过程亦会产生表面约10 ~ 30nm

的突起层。这些不平整层的细粒之间所形成的路径会提供空穴直接射向阴极的机会,而这些错综复杂的路

径会使漏电流增加。 一般有三个方法可以解决这表面层的影响?U一是增加空穴注入层及空穴传输层的厚度

以降低漏电流,此方法多用于 PLED 及空穴层较厚的 OLED(~200nm)。二是将 ITO 玻璃再处理,使表面光

滑。三是使用其它镀膜方法使表面平整度更好。  

   2、ITO 功函数的增加:当空穴由 ITO 注入 HIL 时,过大的位能差会产生萧基能障,使得空穴不易注

入,因此如何降低 ITO / HIL 接口的位能差则成为 ITO 前处理的重点。一般我们使用 O2-Plasma 方式增加

ITO 中氧原子的饱和度,以达到增加功函数之目的。ITO 经 O2-Plasma 处理后功函数可由原先之 4.8eV 提

升至5.2eV,与HIL的功函数已非常接近。  

  加入辅助电极,由于OLED为电流驱动组件,当外部线路过长或过细时,于外部电路将会造成严重之

电压梯度, 使真正落于OLED组件之电压下降, 导致面板发光强度减少。 由于ITO电阻过大(10 ohm / square),

易造成不必要之外部功率消耗,增加一辅助电极以降低电压梯度成了增加发光效率、减少驱动电压的快捷

方式。铬(Cr:Chromium)金属是最常被用作辅助电极的材料,它具有对环境因子稳定性佳及对蚀刻液有较

大的选择性等优点。然而它的电阻值在膜层为100nm时为2 ohm / square,在某些应用时仍属过大,因此在

相同厚度时拥有较低电阻值的铝(Al: Aluminum)金属(0.2 ohm / square)则成为辅助电极另一较佳选择。 但是,

铝金属的高活性也使其有信赖性方面之问题因此,多叠层之辅助金属则被提出,如:Cr / Al / Cr 或

Mo / Al / Mo,然而此类工艺增加复杂度及成本,故辅助电极材料的选择成为OLED 工艺中的重点之一。  


二、OLED工艺阴极工艺  


  在高解析的 OLED 面板中,将细微的阴极与阴极之间隔离,一般所用的方法为蘑菇构型法

(Mushroom structure approach),此工艺类似印刷技术的负光阻显影技术。在负光阻显影过程中,许多工艺

上的变异因子会影响阴极的品质及良率。例如,体电阻、介电常数、高分辨率、高 Tg、低临界维度(CD)

的损失以及与ITO或其它有机层适当的黏着接口等。  

   三、OLED工艺封装  

   1、吸水材料:一般 OLED 的生命周期易受周围水气与氧气所影响而降低。水气来源主要分为两种:

一是经由外在环境渗透进入组件内,另一种是在OLED 工艺中被每一层物质所吸收的水气。为了减少水气

进入组件或排除由工艺中所吸附的水气,一般最常使用的物质为吸水材(Desiccant)。Desiccant 可以利用化

学吸附或物理吸附的方式捕捉自由移动的水分子,以达到去除组件内水气的目的。  

   2、工艺及设备开发:封装工艺之流程如图四所示,为了将 Desiccant 置于盖板及顺利将盖板与基板黏

合,需在真空环境或将腔体充入不活泼气体下进行,例如氮气。值得注意的是,如何让盖板与基板这两部

分工艺衔接更有效率、减少封装工艺成本以及减少封装时间以达最佳量产速率,已俨然成为封装工艺及设

备技术发展的3大主要目标。 

OLED产品分类
  以下是几种OLED——被动矩阵OLED、主动矩阵OLED、透明OLED、顶部发光OLED、可折叠OLED、白光OLED等。每一种OLED都有其独特的用途。接下来,我们会逐一讨论这几种OLED。
  以下是几种OLED——被动矩阵OLED、主动矩阵OLED、透明OLED、顶部发光OLED、可折叠OLED、白光OLED等。每一种OLED都有其独特的用途。接下来,我们会逐一讨论这几种OLED。
  首先是被动矩阵和主动矩阵OLED。
  被动矩阵OLED(PMOLED)
 

  PMOLED具有阴极带、有机层以及阳极带。阳极带与阴极带相互垂直。阴极与阳极的交叉点形成像素,也就是发光的部位。外部电路向选取的阴极带与阳极带施加电流,从而决定哪些像素发光,哪些不发光。此外,每个像素的亮度与施加电流的大小成正比。
  PMOLED易于制造,但其耗电量大于其他类型的 OLED,这主要是因为它需要外部电路的缘故。PMOLED用来显示文本和图标时效率最高,适于制作小屏幕(对角线2-3英寸),例如人们在移动电话、掌上型电脑 以及MP3播放器上经常能见到的那种。即便存在一个外部电路,被动矩阵OLED的耗电量还是要小于这些设备当前采用的LCD。
 

  主动矩阵OLED(AMOLED)
  AMOLED具有完整的阴极层、有机分子层以及阳极层,但阳极层覆盖着一个薄膜晶体管(TFT)阵列,形成一个矩阵。TFT阵列本身就是一个电路,能决定哪些像素发光,进而决定图像的构成。
  AMOLED的耗电量低于PMOLED,这是因为TFT阵列所需电量要少于外部电路,因而AMOLED适合用于大型显示屏。AMOLED还具有更高的刷新率,适于显示视频。AMOLED的最佳用途是电脑显示器、大屏幕电视以及电子告示牌或看板。

  透明OLED
  透明OLED只具有透明的组件(基层、阳极、阴极),并且在不发光时的透明度最高可达基层透明度的85%。当透明OLED显示器通电时,光线可以双向通过。透明OLED显示器既可采用被动矩阵,也可采用主动矩阵。这项技术可以用来制作多在飞机上使用的平视显示器。
  顶部发光OLED
 

  顶部发光OLED具有不透明或反射性的基层。它们最适于采用主动矩阵设计。生产商可以利用顶部发光OLED显示器制作智能卡。
 

  可折叠OLED
  可折叠OLED的基层由柔韧性很好的金属箔或塑料制成。可折叠OLED 重量很轻,非常耐用。它们可用于诸如移动电话和掌上型电脑等设备,能够有效降低设备破损率,而设备破损是退货和维修的一大诱因。将来,可折叠OLED有可 能会被缝合到纤维中,制成一种很“智能”的衣服,举例来说,未来的野外生存服可将电脑芯片、移动电话、GPS接收器和OLED显示器通通集成起来,缝合在 衣物里面。
  白光OLED
  白光OLED所发白光的亮度、均衡度和能效都要高于日光灯发出的白光。白光OLED同时具备白炽灯照明的真彩特性。我们可以将OLED制成大面积薄片状,因此OLED可以取代目前家庭和建筑物使用的日光灯。将来,使用OLED有望降低照明所需的能耗。