有机发光二极管(organic light-emitTIng diode,OLED)是一种由柯达公司开发并具有专利的显现技能,这项技能运用有机聚合资料作为发光二极管中的半导体(semiconductor)资料。聚合资料可所以天然的,也或许是人工合成的,或许尺度很大,也或许尺度很小。蛋白质和DNA便是有机聚合物的比如。
OLED显现技能广泛的运用于手机、数码摄像机、DVD机、个人数字助理(PDA)、笔记本电脑、汽车音响和电视。OLED显现器很薄很轻,因为它不运用背光。OLED显现器还有一个最大为160度的宽屏视角,其作业电压为二到十伏特(volt,用V来表明)。依据OLED的新技能有软性有机发光显现技能(FOLED),这项技能有或许在将来使得高度可带着、折叠的显现技能变为或许。
oled的出产制造
OLED出产过程中最重要的一环是将有机层敷涂到底层上。完结这一作业,有三种办法:
1、真空堆积或真空热蒸腾(VTE)
坐落真空腔体内的有机物分子会被细微加热(蒸腾),然后这些分子以薄膜的方法凝集在温度较低的底层上。这一办法本钱很高,但功率较低。
2、有机气相堆积(OVPD)
在一个低压热壁反响腔内,载气将蒸腾的有机物分子运送到低温底层上,然后有机物分子会凝集成薄膜状。运用载气能进步功率,并下降OLED的造价。
3、喷墨打印
运用喷墨技能可将OLED喷洒到底层上,就像打印时墨水被喷洒到纸张上那样。喷墨技能大大下降了OLED的出产本钱,还能将OLED打印到表面积十分大的薄膜上,用以出产大型显现器,例如80英寸大屏幕电视或电子看板。
OLED的分类
依据运用有机功用资料的不同,OLED器材可以分为两大类:小分子器材和高分子器材。小分子OLED技能开展得较早(1987年),而且技能现已到达商业化出产水平。高分子OLED又被称为PLED (PolymerLED),其开展始于1990 年,因为聚合物可以选用旋涂、喷墨印刷等办法制备薄膜,然后有或许大大下降器材出产本钱,但现在该技能远未老练。
依据驱动方法的不同,OLED 器材也可以分为无源驱动型(Passive Matrix,PM,亦称被迫 驱动)和有源驱动型(AcTIve Matrix,AM,亦称自动驱动)两种。无源驱动型不选用薄膜晶体 管(TFT,Thin Film Transistor)基板,一般适用于中小尺度显现;有源驱动型则选用TFT基板,适用于中大尺度显现,特别是大尺度全五颜六色动态图画显现。现在,无源驱动型OLED技能现已比较老练,商业化的产品绝大部分是无源驱动型;有源驱动型OLED技能开展很快,但还需求必定时刻才干大批量推出商用产品。
以下是几种OLED:被迫矩阵OLED、 自动矩阵OLED、通明OLED、顶部发光OLED、可折叠OLED、白光OLED等。
每一种OLED都有其共同的用处。接下来,咱们会逐个评论这几种OLED。首要是被迫矩阵和自动矩阵OLED。
被迫矩阵OLED(PMOLED)
被迫矩阵OLED结构
PMOLED具有阴极带、有机层以及阳极带。阳极带与阴极带彼此笔直。阴极与阳极的交叉点构成像素,也便是发光的部位。外部电路向选取的阴极带与阳极带施加电流,然后决议哪些像素发光,哪些不发光。此外,每个像素的亮度与施加电流的巨细成正比。
PMOLED易于制造,但其耗电量大于其他类型的OLED,这首要是因为它需求外部电路的原因。
PMOLED用来显现文本和图标时功率最高,适于制造小屏幕(对角线2-3英寸),例如人们在移动电话、掌上型电脑
以及MP3播映器上常常能见到的那种。即使存在一个外部电路,被迫矩阵OLED的耗电量仍是要小于这些设备当时选用的LCD。
自动矩阵OLED(AMOLED)
自动矩阵OLED结构
AMOLED具有完好的阴极层、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,构成一个矩阵。TFT阵列自身便是一个电路,能决议哪些像素发光,从而决议图画的构成。
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合适用于大型显现屏。AMOLED还具有更高的刷新率,适于显现视频。AMOLED的最佳用处是电脑显现器、大屏幕电视以及电子告示牌或看板。
通明OLED
通明OLED结构
通明OLED只具有通明的组件(底层、阳极、阴极),而且在不发光时的通明度最高可达底层通明度的85%。当通明OLED显现器通电时,光线可以双向经过。通明OLED显现器既可选用被迫矩阵,也可选用自动矩阵。这项技能可以用来制造多在飞机上运用的平视显现器。
顶部发光OLED
顶部发光OLED具有不通明或反射性的底层。它们最适于选用自动矩阵规划。出产商可以运用顶部发光OLED显现器制造智能卡。
顶部发光OLED结构
可折叠OLED
可折叠OLED的底层由柔韧性很好的金属箔或塑料制成。可折叠OLED分量很轻,十分经用。它们可用于比如移动电话和掌上型电脑等设备,可以有用下降设备破损率,而设备破损是退货和修理的一大诱因。将来,可折叠OLED有或许会被缝合到纤维中,制成一种很“智能”的衣服,举例来说,未来的户外生计服可将电脑芯片、移动电话、GPS接收器和OLED显现器统统集成起来,缝合在衣物里边。
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宣布的白光。白光OLED一起具有白炽灯照明的真彩特性。咱们可以将OLED制成大面积薄片状,因而OLED可以替代现在家庭和建筑物运用的日光灯。将来,运用OLED有望下降照明所需的能耗。
OLED显现技能的分类之大分子、小分子
现在,OLED器材的实用化制造技能存在两种不同的工艺:一种是选用高分子有机聚合物,另一种是选用低分子有机聚合物。
高分子聚合物,也称为高分子发光二极管(PLED),由英国剑桥大学的杰里米伯勒德及其搭档首要发现。PLED为polymer light-emitTIng diode的缩写,即第二种有机发光资料为高分子聚合物。聚合物大多由小的有机分子以链状方法结合在一起,以旋涂法构成高分子有机发光二极管。
1990年,英国剑桥大学的Friend研讨小组首要运用聚对苯乙炔(PPV)制造PLED器材,14 V电压下宣布黄绿色光,创始了聚合物电致发光资料研讨的新时代。PPV类聚合物作为电致发光资料最早被提出,而经过润饰和改性的PPV衍生物,因其归纳功能优异,也是现在研讨得最多的一类导电高分子发光资料。
小分子OLED(OLED) 大分子OLED(PLED)
高质量聚合物薄膜的制备是PLED器材制造的要害。相对于小分子资料,高分子可以经过结构调整制得可溶的资料,成膜的手法较多,如旋涂、印刷、打印等技能,可以运用造价较低的印刷型设备,因而相对于小分子LED,PLED具有低本钱的优势。可以想象,跟着高功能聚合物资料的不断研制和薄膜制备技能的进一步完善,PLED的工业化将会加快开展,并出现更好的比较优势。
剑桥大学的科学家首要发现导电高分子资料PPV具有杰出的电致发旋光功能,并制成PLED器材,就深入认识到PLED的开展潜力,并于于1992年建立CDT(Cambridge Display Technology)公司。导电高分子的奠基人之一的Heeger教授(2000年度诺贝尔化学奖得主)于1990年创建Uniax公司。1992年该公司的曹镛等以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为柔性通明衬底资料,经过溶液旋涂把聚苯胺(PANI)或聚苯胺类的混合物的导电资料在上面构成导电膜,制得了柔性PLED,将有机电致发光显现器最为诱人的一面展示在世人的面前。两家公司为最首要的OLED高分子技能的专利持有者。
低分子聚合物OLED(或称为SMOLED),是一种小分子OLED技能。首要器材可以运用真空蒸镀技能制造。小的有机分子被装在ITO玻璃衬底上的若干层内。与依据PLED技能的器材比较,SMOLED不只制造工艺本钱更低,可以供给悉数262 000种颜色的显现才能,而且有很长的作业寿数。
有机小分子资料以金属鳌合物和稀土合作物为代表。1987年Tang C W首要选用此种化合物Alq3完成较高功率的有机电致发光器材。常见的此类物质有:Alq3, Al mqs , Zn( 5 Fa) 2, Be Bq2等。此类发光物质的缺陷是制造过程中难别离。其它功能比较优胜的发光薄膜资料有Perylene , AromaTIcdiamine , TAD, TAP,T AZ,TPA, TPB, TPD, TPP等。
现在小分子技能的中心专利被其首要发现者柯达公司把握。伊斯曼柯达公司的专利答应目标开端以日本厂商为主,之后伊斯曼柯达公司逐渐将其答应规模转向我国台湾省和香港的厂商,包含台湾的铼宝、东元激光、光磊、联宗光电以及香港的Truly International与精电世界等。这些得到Eastern Kodak公司OLED专利答应的亚洲厂商大多具有LCD工业布景,如三洋、三星等,因而在产品开发和商场途径方面具有适当的优势。Eastern Kodak公司挑选这些厂商作为专利答应目标,很好地促进了小分子OLED技能的商品化。
现在小分子OLED比高分子OLED的技能和工艺都愈加老练,并已进入商场化阶段。因而商场上的OLED绝大多数是小分子、中小尺度的产品,首要用于MP3、手机、车载设备、仪器仪表上。
OLED的特性特色
OLED显现技能具有自发光的特性,选用十分薄的有机资料涂层和玻璃基板,当有电流经过期,这些有机资料就会发光,而且OLED显现屏幕可视视点大,而且可以节约电能,从2003年开端这种显现设备在MP3播映器上得到了运用。
以OLED运用的有机发光资料来看,一是以染料及颜料为资料的小分子器材体系,另一则以共轭性高分子为资料的高分子器材体系。一起因为有机电致发光器材具有发光二极管整流与发光的特性,因而小分子有机电致发光器材亦被称为OLED(Organic Light Emitting Diode),高分子有机电致发光器材则被称为PLED (Polymer Light-emitting Diode)。
小分子及高分子OLED在资料特性上可说是各有千秋,但以现有技能开展来看,如作为监视器的信任性上,及电气特性、出产安定性上来看,小分子OLED处于领先地位。当时投入量产的OLED组件,满是运用小分子有机发光资料。
有机发光显现器材之所以遭到人们的喜爱,是因为其与LCD 为代表的第二代显现器比较,有着杰出的技能长处:
●具有低本钱特性,工艺简略,运用原资料少;
●具有自发光特性,不需求背光源;
●具有低压驱动和低功耗特性,直流驱动电压在10 伏以下,易于用在便携式移动显现终端上;
●具有全固态特性,无真空腔,无液态成份,机械功能好,抗轰动性强,可完成软屏显现;
●具有快速呼应特性,呼应时刻为微秒级,比一般液晶显现器呼应时刻快1000 倍,适于播映动态图画;具有宽视角特性,上下、左右的视角挨近180 度;
●具有高效发光特性,可作为新式环保光源;
●具有宽温度规模特性,在零下40 摄氏度至零上85 摄氏度规模内都可正常作业;
●具有高亮度特性,显现作用艳丽、细腻。