相比早期就发展十分成熟的LCD(液晶)相比,OLED技术作为具有全固态、主动发光、超轻薄、色彩鲜艳、高对比度、耐高低温性能好、可实现柔性显示等优点的新一代显示技术,对全球显示产业的发展有重要意义,被业内广泛看好。
OLED的发光过程
具体过程如下:
1、在OLED两端施加一个电压。
2、电流从阴极流向阳极,并经过有机层(电流指电子的流动)。
3、阴极向有机分子发射层输出电子。
4、阳极吸收从有机分子传导层传来的电子。(这可以视为阳极向传导层输出空穴,两者效果相等。
5、 在发射层和传导层的交界处,电子会与空穴结合。
6、电子遇到空穴时,会填充空穴(它会落入缺失电子的原子中的某个能级)。
7、这一过程发生时,电子会以光子的形式释放能量。
8、OLED发光。
9、光的颜色取决于发射层有机物分子的类型。生产商会在同一片OLED上放置几种有机薄膜,这样就能构成彩色显示器。
10、光的亮度或强度取决于施加电流的大小。电流越大,光的亮度就越高。
OLED的分类
OLED分为以下几种:
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*,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*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*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*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。
OLED的制造
OLED生产过程中*重要的一环是将有机层敷涂到基层上。
完成这一工作,有三种方法:
1、真空沉积或真空热蒸发(VTE)
位于真空腔体内的有机物分子会被轻微加热(蒸发),然后这些分子以薄膜的形式凝聚在温度较低的基层上。这一方法成本很高,但效率较低。
2、有机气相沉积(OVPD)
在一个低压热壁反应腔内,载气将蒸发的有机物分子运送到低温基层上,然后有机物分子会凝聚成薄膜状。使用载气能提*率,并降低OLED的造价。
3、喷墨打印
利用喷墨技术可将OLED喷洒到基层上,就像打印时墨水被喷洒到纸张上那样。喷墨技术大大降低了OLED的生产成本,还能将OLED打印到表面积非常大的薄膜上,用以生产大型显示器,例如80英寸大屏幕电视或电子看板。
AMOLED制作工艺
LTPS-AMOLED的制作工艺囊括了显示面板行业的诸多*技术,其主要分为背板段,前板段以及模组段三道工艺。背板段工艺通过成膜,曝光,蚀刻叠加不同图形不同材质的膜层以形成LTPS(低温多晶硅)驱动电路,其为发光器件提供点亮信号以及稳定的电源输入。其技术难点在于微米级的工艺精细度以及对于电性指标的极高均一度要求。镀膜工艺是使用镀膜设备,用物理或化学的方式将所需材质沉积到玻璃基板上(2);曝光工艺是采用光学照射的方式,将光罩上的图案通过光阻转印到镀膜后的基板上(3、4、5);蚀刻工艺是使用化学或者物理的方式,将基板上未被光阻覆盖的图形下方的膜蚀刻掉,*将覆盖膜上的光阻洗掉,留下具有所需图形的膜层(7、8)。
前板段工艺通过高精度金属掩膜板(FMM)将有机发光材料以及阴极等材料蒸镀在背板上,与驱动电路结合形成发光器件,再在无氧环境中进行封装以起到保护作用。蒸镀的对位精度与封装的气密性都是前板段工艺的挑战所在。
高精度金属掩膜板(FMM):其主要采用具有极低热变形系数的材料制作,是定义像素精密度的关键。制作完成后的FMM由张网机将其*地定位在金属框架上并送至蒸镀段(2);
蒸镀机在超高真空下,将有机材料透过FMM蒸镀到LTPS基板限定区域上(3);
蒸镀完成后将LTPS基板送至封装段,在真空环境下,用*能阻绝水汽的玻璃胶将其与保护板进行贴合。玻璃胶的选用及其在制作工艺上的应用,将直接影响OLED的寿命(5、6)。