OLED制程与技术发展

專有名詞(3)
• 再結合(Recombination)：電子或帶有負電 荷的離子，捕捉其他的正離子而促使其 產生電中和的效應。 • 功函數(Work Function)：電子超越其位能 障礙所需的最小能量值。
– 就金屬而言，位能障礙的頂點與費米能量準 位之能量間隙值，稱為功函數，亦稱為電子 親和力(Electron Affinity)。
第9章 OLED製程與技術發展
前言(1)
• 有機電激發光顯示器
(Organic Electro-luminescence Display，OELD)
• 亦稱為有機發光二極體顯示面板
(Organic Light Emitting Diode，OLED)
前言(2)
• OLED
– – – – 一種自發光性(Emissive)元件 一種點陣列模式的顯示器(Dots Matrix Type Display) 具有直流低電壓驅動特性 高亮度、高效率、輕薄(Light Weight & Slim)、高對 比性(High Effective Contrast Ratio) – 發光的色有紅、綠、藍(RGB)三原色，且白色之變 化自由度高，被喻為下一世代之新型FPD。
資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器—技術基礎及應用”
資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器—技術基礎及應用”
專有名詞(1)
• 載體(Carrier)：載有電荷的基本粒子如半導體 中的電子(載有負的電荷)及電洞(載有正的電 荷) 。 • 電激發光(Electro-luminescence)：因電場的作用 而促使固體材料產生激光的現象。 • 激發光(Luminescence)：不因加熱而發光的現 象，以其他方式激發產生發光的情形，如因外 加光源(紫外線)、X射線及電場等作用，造成 固體內電子及電洞的再結合效應產生發光的一 種現象。
OLED量產製程系統(2)
4、由ITO玻璃基板之供給到完成品送出為 止，不與大氣接觸，整個過程在真空中 利用高潔淨無人搬運系統處理，以獲得 高精密和高品位之電激發光(EL)元件。 5、依全自動規劃產生高功能性及高生產性 的量產製造系統，產出率(Throughput)提 升，良品率增加。
資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器—技術基礎及應用”
資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器—技術基礎及應用”
PLED元件材料
• PLED元件材料如圖所示
– 有π共軛高分子(發光)材料 – 高分子電洞注入材料 – 高分子材料特性是玻璃轉移點高、膜強度高 及能使用濕式塗佈製程。
資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器—技術基礎及應用”
資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器—技術基礎及應用”
資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器—技術基礎及應用”
OLED元件材料(4)
– 在發光層中使用單獨化合物材料 – 在電洞或電子輸送性之主態化合物中摻雜螢 光性色素化合物等方法 – 下圖中所顯示為代表性的發光材料
• 單獨化合物材料有DPVBi、Alq3、Bebq2 • 螢光性色素化合物為前述之其他化合物
OLED元件開發問題
1、發光效率的提升 2、安定性的改善 3、全彩化 4、驅動方式的檢討 5、面板化的技術
OLED量產製程技術
資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器—技術基礎及應用”
OLE来自百度文库量產製程系統(1)
1、讓OLED成膜工程和封合工程一體化， 完成實現全自動的連續生產線。 2 2、成膜系統是以真空蒸著成膜方式，使有 機發光層和金屬電極配線膜形成積層薄 膜。 3、封合系統是成膜後檢查和用照射使封合 罐接著，使積層薄膜整體封合，而與大 氣斷絕。
專有名詞(2)
• 螢光(Fluorescence)：在激發作用後，在10-8秒 之內仍持續發光的現象。另一定義為激發態電 子自旋組態為單重項態時，所釋放出光的一種 形式，S1→S0(基態)+hυ。 • 磷光(Phosphorescence)：在激發作用後，在10-8 秒之內仍持續發光的現象。另一定義為激發態 電子自旋組態為三重項態時，所釋放出光的一 種形式，T1→S0+hυ 。
資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器—技術基礎及應用”
OLED動作原理
• OLED或PLED的動作機制，與無機半導 體LED是相類似的，且同為一種注入型 發光元件
– 由陽極及陰極注入電洞和電子，並使其在有 機層內利用再結合(Recombination)能量，來 激發螢光電子效率高的有機化合物或螢光性 高分子材料，使其產生螢光的發光效應，如 圖所示。
前言(5)
• OLED技術優點
– – – – – 具LCD輕薄、高解析度 發光二極體的主動發光 顯示影像速度快 省電的冷光源 廣視野角、色彩對比效應佳、成本低廉、可 應用於撓曲性的塑膠基板
資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器—技術基礎及應用”
資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器—技術基礎及應用”
資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器—技術基礎及應用”
資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器—技術基礎及應用”
資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器—技術基礎及應用”
資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器—技術基礎及應用”
有機發光元件材料特性
1.由電極界面將效率好的電荷注入於有機 層內。 2.把注入電荷在效率好的發光分子之旁邊 輸入。 3.電洞及電子之再結合效率提高。 4.使再結合後之發光效率提升。
全彩色發光方式
• 全彩色發光方式有
– 三原色獨立法 – 白色彩色濾光片法 – 螢光性濾光片使用之色變換法(CCM)等
資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器—技術基礎及應用”
OLED元件材料(1)
• 小分子系列材料
– 利用真空蒸著成膜法 – 將載體(Carrier)輸送性相異的材料予以積層 化處理，以便提升載體的再結合效率
OLED元件材料(2)
– 例如把電子輸送性發光層的鋁金屬錯合物 (Alq)、電洞輸送層的TPAC及鐵電層等予以 積層化，將載體由電極界面注入並限制於有 機層內，促使載體再結合效率的提升，如圖 所示。 – 在10伏特以下的低電壓作用下，將可獲得 1,000 cd/mm²以上的高亮度、1.3%外部量子效 率及1.5 lm/W之可見光發光效率。
前言(3)
• OLED元件是使用螢光性有機化合物的， 分為
– 小分子元件(Molecule-based Device)
• 由美國柯達伊士曼公司(Kodak-Easton)於1987年 首次發表
– 高分子元件(Polymer-based Device)
• 由英國劍橋顯示器技術公司(CDT)於1990年正式 對外發表
前言(4)
• 有機電機發光元件具備有發光二極體的 整流(Rectification)及發光(Lighting)特性
– 小分子材料有機電機發光元件稱為 OLED(Organic Light Emitting Device) – 高分子材料有機電機發光元件稱為 PLED(Polymer Light Emitting Device)
資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器—技術基礎及應用”
OLED元件材料(3)
– 一般電洞輸送材料是使用聯苯胺系列的材料，其離 子化的位能是由5.1eV到5.6eV，如圖所示。
資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器—技術基礎及應用”
資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器—技術基礎及應用”