PM-OLED技術(shù)發(fā)展現(xiàn)況
基本結(jié)構(gòu)
典型的PM-OLED由玻璃基板、ITO(indium tin oxide;銦錫氧化物)陽極(Anode)、有機發(fā)光層(Emitting Material Layer)與陰極(Cathode)等所組成,其中,薄而透明的ITO陽極與金屬陰極如同三明治 ..
基本結(jié)構(gòu)
典型的PM-OLED由玻璃基板、ITO(indium tin oxide;銦錫氧化物)陽極(Anode)、有機發(fā)光層(Emitting Material Layer)與陰極(Cathode)等所組成,其中,薄而透明的ITO陽極與金屬陰極如同三明治般地將有機發(fā)光層包夾其中,當電壓注入陽極的電洞(Hole)與陰極來的電子(Electron)在有機發(fā)光層結(jié)合時,激發(fā)有機材料而發(fā)光。 而目前發(fā)光效率較佳、普遍被使用的多層PM-OLED結(jié)構(gòu),除玻璃基板、陰陽電極與有機發(fā)光層外,尚需制作電洞注入層(Hole Inject Layer;HIL)、電洞傳輸層(Hole Transport Layer;HTL)、電子傳輸層(Electron Transport Layer;ETL)與電子注入層(Electron Inject Layer;EIL)等結(jié)構(gòu),且各傳輸層與電極之間需設(shè)置絕緣層,因此熱蒸鍍(Evaporate)加工難度相對提高,制作過程亦變得復(fù)雜。 由于有機材料及金屬對氧氣及水氣相當敏感,制作完成後,需經(jīng)過封裝保護處理。PM-OLED雖需由數(shù)層有機薄膜組成,然有機薄膜層厚度約僅1,000~1,500A°(0.10~0.15 um),整個顯示板(Panel)在封裝加乾燥劑(Desiccant)後總厚度不及200um(2mm),具輕薄之優(yōu)勢。 運作原理 有機發(fā)光二極體的發(fā)光原理和無機發(fā)光二極體相似。當元件受到直流電(Direct Current;DC)所衍生的順向偏壓時,外加之電壓能量將驅(qū)動電子(Electron)與電洞(Hole)分別由陰極與陽極注入元件,當兩者在傳導中相遇、結(jié)合,即形成所謂的電子-電洞復(fù)合(Electron-Hole Capture)。而當化學分子受到外來能量激發(fā)後,若電子自旋(Electron Spin)和基態(tài)電子成對,則為單重態(tài)(Singlet),其所釋放的光為所謂的螢光(Fluorescence);反之,若激發(fā)態(tài)電子和基態(tài)電子自旋不成對且平行,則稱為三重態(tài)(Triplet),其所釋放的光為所謂的磷光(Phosphorescence)。 當電子的狀態(tài)位置由激態(tài)高能階回到穩(wěn)態(tài)低能階時,其能量將分別以光子(Light Emission)或熱能(Heat Dissipation)的方式放出,其中光子的部分可被利用當作顯示功能;然有機螢光材料在室溫下并無法觀測到三重態(tài)的磷光,故PM-OLED元件發(fā)光效率之理論極限值僅25%。 PM-OLED發(fā)光原理是利用材料能階差,將釋放出來的能量轉(zhuǎn)換成光子,所以我們可以選擇適當?shù)牟牧袭斪靼l(fā)光層或是在發(fā)光層中摻雜染料以得到我們所需要的發(fā)光顏色。此外,一般電子與電洞的結(jié)合反應(yīng)均在數(shù)十奈秒(ns)內(nèi),故PM-OLED的應(yīng)答速度非?臁 有機發(fā)光材料 有機材料的特性深深地影響元件之光電特性表現(xiàn)。在陽極材料的選擇上,材料本身必需是具高功函數(shù)(High work function)與可透光性,所以具有4.5eV-5.3eV的高功函數(shù)、性質(zhì)穩(wěn)定且透光的ITO透明導電膜,便被廣泛應(yīng)用于陽極。在陰極部分,為了增加元件的發(fā)光效率,電子與電洞的注入通常需要低功函數(shù)(Low work function)的Ag、Al、Ca、In、Li與Mg等金屬,或低功函數(shù)的復(fù)合金屬來制作陰極(例如:Mg-Ag鎂銀)。 適合傳遞電子的有機材料不一定適合傳遞電洞,所以有機發(fā)光二極體的電子傳輸層和電洞傳輸層必須選用不同的有機材料。目前最常被用來制作電子傳輸層的材料必須制膜安定性高、熱穩(wěn)定且電子傳輸性佳,一般通常采用螢光染料化合物。如Alq、Znq、Gaq、Bebq、Balq、DPVBi、ZnSPB、PBD、OXD、BBOT等。而電洞傳輸層的材料屬于一種芳香胺螢光化合物,如TPD、TDATA等有機材料。 有機發(fā)光層的材料須具備固態(tài)下有較強螢光、載子傳輸性能好、熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性佳、量子效率高且能夠真空蒸鍍的特性,一般有機發(fā)光層的材料使用通常與電子傳輸層或電洞傳輸層所采用的材料相同,例如Alq被廣泛用于綠光,Balq和DPVBi則被廣泛應(yīng)用于藍光。 P-OLED微顯示器即將投入商用 研發(fā)暨生產(chǎn)金氏記錄最小P-OLED屏幕的Micr oEmissive Displays(MED)公司,將于今年中由日本數(shù)位相機廠NHJ推出首宗消費電子產(chǎn)品,結(jié)合錄音撥放MP3和高解析度數(shù)位相機,MED的ME3203為低耗電1/4 VGA解析度(3 20 x RGB x 240)P-OLED微顯示器(Microdis play),將用在新產(chǎn)品的電子觀景窗和目鏡上。據(jù)了解,這種全球新產(chǎn)品是由臺灣某數(shù)位相機廠設(shè)計研發(fā)出來。 MED策略長安德伍(Ian Underwood)表示,針對微顯示器的技術(shù)商業(yè)化,MED已投入五年的時間,目前已臻成熟,且做到世界級的獨特技術(shù)層級。 |
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