OLED (organska dioda koja emitira svjetlost) nova je generacija tehnologije ravnog zaslona koja slijedi TFT-LCD (tankoslojni tranzistorski zaslon s tekućim kristalima). Ima prednosti jednostavne strukture, nema potrebe za pozadinskim osvjetljenjem za samo-luminiscenciju, visok kontrast, tanka debljina, širok kut gledanja, brza brzina odziva, može se koristiti za fleksibilne ploče i širok raspon radnih temperatura. 1987. godine dr. CW Tang i drugi iz korporacije Kodak iz Sjedinjenih Država uspostavili su OLED komponente i osnovne materijale [1]. 1996. godine japanski Pioneer postao je prva tvrtka koja je masovno proizvela ovu tehnologiju, a OLED ploču uskladio je s automobilskim audio zaslonom koji je proizveo. Posljednjih su godina, zbog perspektiva koje obećavaju, nastali istraživački i razvojni timovi u Japanu, Sjedinjenim Državama, Europi, Tajvanu i Južnoj Koreji, što je dovelo do zrelosti organskih materijala koji emitiraju svjetlost, snažnog razvoja proizvođača opreme i kontinuiranog evolucija procesne tehnologije.
Međutim, OLED tehnologija povezana je s trenutnom zrelom industrijom poluvodiča, LCD-a, CD-R-a ili čak LED-a u smislu principa i procesa, ali ima svoje jedinstveno znanje; stoga još uvijek postoje mnoga uska grla u masovnoj proizvodnji OLED-a. . Taiwan Rebao Technology Co., Ltd. počeo je razvijati tehnologije povezane s OLED-om 1997. godine i uspješno masovno proizvodio OLED ploče 2000. godine. Postao je druga tvrtka koja proizvodi masovne OLED panele na svijetu nakon Tohoku Pioneer-a u Japanu; a 2002. godine nastavio je proizvoditi OLED ploče. Jednobojne i površinske ploče za izvozne pošiljke prikazane su na slici 1., a prinos i izlaz povećani su, što ga čini najvećim svjetskim dobavljačem OLED panela u pogledu proizvodnje.
U OLED postupku, debljina sloja organskog filma uvelike će utjecati na karakteristike uređaja. Općenito govoreći, pogreška debljine filma mora biti manja od 5 nanometara, što je prava nanotehnologija. Na primjer, veličina supstrata treće generacije TFT-LCD zaslona s ravnim ekranom općenito se definira kao 550 mm x 650 mm. Na podlozi ove veličine teško je kontrolirati tako preciznu debljinu filma. Proces površinske podloge i primjena ploče velike površine. Trenutno su OLED aplikacije uglavnom male jednobojne i površinske zaslone u boji, poput glavnih zaslona mobitela, sekundarnih zaslona mobitela, zaslona igraćih konzola, audio zaslona automobila i osobnog zaslona Digital Assistant (PDA). Budući da postupak masovne proizvodnje OLED-ovih boja još nije sazrio, očekuje se lansiranje OLED-ovih proizvoda male veličine uzastopno nakon druge polovice 2002. Budući da je OLED samosvijetli zaslon, njegove su vizualne performanse izuzetno izvrsno u usporedbi s LCD zaslonima u boji iste razine. Ima mogućnost izravnog rezanja u vrhunske male proizvode male boje, poput digitalnih fotoaparata i VCD (ili DVD) uređaja veličine dlana. Što se tiče velikih ploča (13 inča ili više), iako postoji istraživački i razvojni tim koji pokazuje uzorke, tehnologija masovne proizvodnje tek treba biti razvijena.
OLED-ovi se obično dijele na male molekule (obično zvane OLED) i makromolekule (obično zvane PLED) zbog različitih materijala koji emitiraju svjetlost. Tehnološke licence su Eastman Kodak (Kodak) u Sjedinjenim Državama i CDT (Cambridge Display Technology) u Ujedinjenom Kraljevstvu. Taiwan Rebao Technology Co., Ltd. jedna je od rijetkih tvrtki koja istovremeno razvija OLED i PLED. U ovom ćemo članku uglavnom predstaviti OLED-ove s malim molekulama. Prvo ćemo predstaviti princip OLED-a, zatim predstavit ćemo povezane ključne procese i na kraju predstavit ćemo trenutni smjer razvoja OLED tehnologije.
1. Načelo OLED-a
OLED komponente sastoje se od organskih materijala n-tipa, organskih materijala p-tipa, katodnog metala i anodnog metala. Elektroni (rupe) se ubrizgavaju s katode (anode), provode se do sloja koji emitira svjetlost (općenito materijal n-tipa) kroz n-tip (p-tip) organskog materijala i emitiraju svjetlost rekombinacijom. Općenito govoreći, ITO se raspršuje na staklenu podlogu izrađenu od OLED uređaja kao anodu, a zatim se organskim materijalom p-tipa i n-tipa i metalnom katodom s niskom radnom funkcijom uzastopno talože vakuumskim termičkim isparavanjem. Budući da organski materijali lako stupaju u interakciju s vodenom parom ili kisikom, stvaraju se tamne mrlje i komponente ne sjaje. Stoga se nakon završetka vakuumskog premazivanja ovog uređaja postupak pakiranja mora izvoditi u okruženju bez vlage i kisika.
Između katodnog metala i anode ITO, široko korištena struktura uređaja općenito se može podijeliti u 5 slojeva. Kao što je prikazano na slici 2, sa strane blizu ITO-a, to su: sloj za ubrizgavanje rupa, sloj za transport rupa, sloj koji emitira svjetlost, sloj za transport elektrona i sloj za ubrizgavanje elektrona. Što se tiče povijesti evolucije OLED uređaja, OLED uređaj koji je prvi objavio Kodak 1987. godine sastoji se od dva sloja organskih materijala, sloja za transport rupa i sloja za transport elektrona. Sloj za transport rupa je organski materijal tipa p, koji se odlikuje većom pokretljivošću rupa, a njegova orbitala s najviše zauzete molekule (HOMO) bliža je ITO, omogućujući prijenos rupa iz Energetske barijere ITO ubrizgane u organski sloj se smanjuje.
Što se tiče sloja za prijenos elektrona, to je organski materijal tipa n, koji se odlikuje velikom pokretljivošću elektrona. Kada elektroni putuju od sloja prijenosa elektrona do sučelja rupe i sloja prijenosa elektrona, najniža nezauzeta molekularna orbitala sloja prijenosa elektrona Najniža neuzuzeta molekula molekule (LUMO) mnogo je veća od LUMO sloja prijenosa rupe . Elektronima je teško prijeći ovu energetsku barijeru da uđu u transportni sloj rupe i blokirani su ovim sučeljem. U to se vrijeme rupe prenose iz sloja za transport rupa u blizinu sučelja i rekombiniraju s elektronima da bi stvorile eksitone (Exciton), a Exciton oslobađa energiju u obliku emisije svjetlosti i emisije ne-svjetlosti. U smislu općenitog fluorescentnog materijalnog sustava, samo 25% parova elektronskih rupa rekombinira se u obliku emisije svjetlosti na temelju izračuna selektivnosti (SelecTIon pravilo), a preostalih 75% energije rezultat je oslobađanje topline. Raspršeni oblik. U posljednjih nekoliko godina fosforescentni (Phosphorescence) materijali aktivno se razvijaju kako bi postali nova generacija OLED materijala [2], takvi materijali mogu probiti granicu selektivnosti kako bi povećali unutarnju kvantnu učinkovitost na gotovo 100%.
U dvoslojnom uređaju, n-vrsta organskog materijala - sloj za transport elektrona - također se koristi kao sloj koji emitira svjetlost, a valna duljina koja emitira svjetlost određena je razlikom energije između HOMO i LUMO. Međutim, dobar sloj za prijenos elektrona - odnosno materijal s velikom pokretljivošću elektrona - nije nužno materijal s dobrom učinkovitošću emisije svjetlosti. Stoga je trenutna opća praksa dopiranje (doping) organskih pigmenata visoke fluorescencije za transport elektrona. Dio sloja u blizini transportnog sloja rupe, poznat i kao sloj koji emitira svjetlost [3], ima omjer volumena od oko 1% do 3%. Razvoj doping tehnologije ključna je tehnologija koja se koristi za povećanje kvantne stope apsorpcije fluorescencije sirovina. Općenito, odabrani materijal je boja s visokom brzinom fluorescentne kvantne apsorpcije (Dye). Budući da je razvoj organskih boja proizašao iz lasera za boje u 1970-ima do 1980-ih, materijalni sustav je potpun, a valna duljina emisije može pokriti cijelo područje vidljive svjetlosti. Energetski pojas organske boje dopirane u OLED uređaju je loš, uglavnom manji od energetskog pojasa domaćina (domaćina), kako bi se olakšao prijenos energije eksitona s domaćina na dodavač (Dopant). Međutim, budući da dodatak ima mali energetski pojas i djeluje kao zamka u električnom smislu, ako je sloj dodavača pregust, pogonski napon će se povećati; ali ako je pretanak, energija će se s domaćina prenijeti na dopant. Omjer će se pogoršati, pa se debljina ovog sloja mora optimizirati.
Metalni materijal katode tradicionalno koristi metalni materijal (ili leguru) s niskom radnom funkcijom, poput legure magnezija, kako bi se olakšalo ubrizgavanje elektrona s katode u sloj za transport elektrona. Uz to, uobičajena je praksa uvođenje sloja za ubrizgavanje elektrona. Sastoji se od vrlo tankog metalhalogenida ili oksida niske funkcije, poput LiF ili Li2O, koji može uvelike smanjiti energetsku barijeru između katode i sloja za transport elektrona [4] i smanjiti pogonski napon.
Budući da se HOMO vrijednost materijala sloja za transport rupa i dalje razlikuje od vrijednosti ITO, uz to, nakon dugotrajnog rada, ITO anoda može osloboditi kisik i oštetiti organski sloj dajući tamne mrlje. Stoga je između ITO i sloja za transport rupe umetnut sloj za ubrizgavanje rupe, a njegova HOMO vrijednost je upravo između ITO i sloja za transport rupa, koji pogoduje ubrizgavanju rupa u OLED uređaj, a karakteristike filma mogu blokirati ITO. Kisik ulazi u OLED element kako bi produžio životni vijek elementa.
2. OLED metoda pogona
Način vožnje OLED-a dijeli se na aktivnu vožnju (aktivna vožnja) i pasivnu vožnju (pasivna vožnja).
1) Pasivni pogon (PM OLED)
Dijeli se na statički pogonski krug i dinamički pogonski krug.
Method Metoda statičke vožnje: Na statički upravljanom uređaju za prikaz zaslona koji emitira organsku svjetlost, općenito su katode svakog organskog elektroluminiscentnog piksela povezane i povučene zajedno, a anode svakog piksela nacrtane su odvojeno. Ovo je uobičajena metoda povezivanja katode. Ako želite da piksel emitira svjetlost, sve dok je razlika između napona izvora konstantne struje i napona katode veća od svjetlosne vrijednosti piksela, piksel će emitirati svjetlost ispod pogona izvora konstantne struje. Ako piksel ne emitira svjetlost, spojite njegovu anodu na negativni napon, može se obrnuto blokirati. Međutim, križni se efekti mogu pojaviti kada se slika jako promijeni. Da bismo to izbjegli, moramo usvojiti oblik komunikacije. Statički pogonski krug obično se koristi za pogon segmenta prikaza.
Mode Način dinamičkog pogona: Na dinamički upravljanim uređajima za prikaz zaslona koji emitiraju organsku svjetlost ljudi čine dvije elektrode piksela u matričnoj strukturi, tj. Dijele se elektrode iste prirode vodoravne skupine piksela zaslona, a vertikalne grupa piksela za prikaz je ista. Dijeli se druga elektroda prirode. Ako se piksel može podijeliti u N redaka i M stupaca, može postojati N elektroda u retku i M elektroda u stupcu. Redovi i stupci odgovaraju dvjema elektrodama piksela koji emitira svjetlost. Naime katoda i anoda. U stvarnom postupku pokretanja kruga, za osvjetljavanje piksela red po red ili za osvjetljavanje piksela stupac po stupac, obično se usvaja metoda skeniranja reda po redu, a elektrode stupaca su elektrode podataka u skeniranju reda. Metoda provedbe je: cikličko nanošenje impulsa na svaki red elektroda, a istodobno sve elektrode stupaca daju impulse pogonske struje piksela reda, kako bi se ostvario prikaz svih piksela reda. Ako redak više nije u istom retku ili u istom stupcu, obrnuti napon primjenjuje se na piksele kako bi se spriječio "križni efekt". Ovo se skeniranje izvodi red po red, a vrijeme potrebno za skeniranje svih redaka naziva se period okvira.
Vrijeme odabira svakog retka u okviru je jednako. Pod pretpostavkom da je broj linija za skeniranje u okviru N, a vrijeme za skeniranje okvira 1, tada je vrijeme odabira koje zauzima jedan redak 1 / N vremena okvira. Ta se vrijednost naziva koeficijent radnog ciklusa. Pod istom strujom, povećanje broja linija za skeniranje smanjit će radni ciklus, što će uzrokovati učinkovito smanjenje strujnog ubrizgavanja na piksel organske elektroluminiscencije u jednom okviru, što će smanjiti kvalitetu prikaza. Stoga je s povećanjem piksela zaslona, kako bi se osigurala kvaliteta prikaza, potrebno prikladno povećati pogonsku struju ili usvojiti dvostruki zaslon elektrode za povećanje koeficijenta radnog ciklusa.
Osim križnog učinka zbog uobičajenog stvaranja elektroda, mehanizam pozitivnih i negativnih nosača naboja koji se rekombiniraju u zračenje svjetlosti na organskim elektroluminiscentnim zaslonima čini bilo koja dva svjetlosno piksela, sve dok bilo koja vrsta funkcionalnog filma koji sastavlja njihov struktura je izravno povezana zajedno Da, može postojati preslušavanje između dva svjetlosna piksela, tj. jedan piksel emitira svjetlost, a drugi piksel također može emitirati slabo svjetlo. Ovu pojavu uglavnom uzrokuje slaba jednolikost debljine organskog funkcionalnog filma i slaba bočna izolacija filma. Iz perspektive vožnje, kako bi se ublažilo ovo nepovoljno preslušavanje, usvajanje metode obrnutog presijecanja također je učinkovita metoda u jednom retku.
Zaslon s kontrolom razmjera sive boje: Sjena zaslona monitora odnosi se na razinu svjetline crno-bijelih slika od crne do bijele. Što je više razina sive, to je slika bogatija od crne do bijele i jasniji su detalji. Sive sjene vrlo su važan pokazatelj prikaza i bojenja slika. Općenito, zasloni koji se koriste za prikaz sive uglavnom su matrični, a njihova je vožnja uglavnom dinamična. Nekoliko metoda za postizanje kontrole sivih tonova su: metoda kontrole, prostorna modulacija sivih tonova i modulacija sivih tokova u vremenu.
2) Aktivni pogon (AM OLED)
Svaki piksel aktivnog pogona opremljen je niskotemperaturnim Poly-Si tankoslojnim tranzistorom (LTP-Si TFT) s preklopnom funkcijom, a svaki je piksel opremljen kondenzatorom za pohranu naboja, a periferni pogonski krug i niz zaslona integrirani su u cijelom sustavu Na istoj staklenoj podlozi. TFT struktura je ista kao LCD i ne može se koristiti za OLED. To je zato što LCD koristi naponski pogon, dok se OLED oslanja na trenutni pogon, a njegova je svjetlina proporcionalna količini struje. Stoga, osim TFT-a za odabir adrese koji izvodi preklapanje UKLJ / ISKLJ, potreban je i relativno nizak otpor koji omogućuje dovoljan protok struje. Niski i mali TFT pogon.
Aktivna vožnja statična je metoda vožnje s memorijskim učinkom i može se voziti pri 100% opterećenju. Ova vožnja nije ograničena brojem elektroda za skeniranje, a svaki se piksel može selektivno prilagoditi neovisno.
Aktivni pogon nema problema s radnim ciklusom, a pogon nije ograničen brojem elektroda za skeniranje i lako je postići visoku svjetlinu i visoku razlučivost.
Aktivna vožnja može samostalno prilagoditi i upravljati svjetlinom crvenih i plavih piksela, što više pogoduje ostvarenju OLED boje.
Pogonski krug aktivne matrice skriven je na zaslonu zaslona, što olakšava postizanje integracije i minijaturizacije. Uz to, budući da je riješen problem veze između kruga perifernog pogona i zaslona, to u određenoj mjeri poboljšava prinos i pouzdanost.
3) Usporedba aktivnog i pasivnog
pasivno aktivan
Trenutna emisija svjetlosti velike gustoće (dinamički pogon / selektivno) Kontinuirana emisija svjetlosti (stacionarni pogon)
Dodatni IC čip izvan dizajna kruga TFT pogonskog sklopa ploče / Ugrađeni IC tankoslojni pogon
Linijsko postupno skeniranje Linijsko postupno brisanje podataka
Jednostavna kontrola gradacije. Organski EL pikseli slike nastaju na TFT podlozi.
Povoljni / visokonaponski pogon Niskonaponski pogon / niska potrošnja energije / visoki trošak
Jednostavne izmjene dizajna, kratko vrijeme isporuke (jednostavna izrada), dug životni vijek dijelova koji emitiraju svjetlost (složeni proizvodni postupak)
Jednostavni matrični pogon + OLED LTPS TFT + OLED
2. Prednosti i nedostaci OLED-a
1) Prednosti OLED-a
(1) Debljina može biti manja od 1 mm, što je samo 1/3 LCD zaslona, a težina je lakša;
(2) Čvrsto tijelo nema tekući materijal, pa ima bolju otpornost na udarce i ne boji se pada;
(3) Gotovo da nema problema s kutom gledanja, čak i kad se gleda pod velikim kutom gledanja, slika još uvijek nije iskrivljena;
(4) Vrijeme odziva je tisućiti dio onog LCD-a i neće biti apsolutno nikakvih pojava razmazivanja prilikom prikazivanja filmova;
(5) Dobre karakteristike niske temperature, i dalje se može normalno prikazivati na minus 40 stupnjeva, ali LCD to ne može učiniti;
(6) Postupak proizvodnje je jednostavan, a trošak niži;
(7) Svjetlosna učinkovitost veća je, a potrošnja energije manja od one kod LCD-a;
(8) Može se proizvesti na podlogama od različitih materijala i može se napraviti fleksibilni zaslon koji se može saviti.
2.) Mane OLED-a
(1) Životni vijek obično iznosi samo 5000 sati, što je manje od životnog vijeka LCD-a od najmanje 10,000 XNUMX sati;
(2) Ne može se postići masovna proizvodnja zaslona velike veličine, pa je trenutno prikladan samo za prijenosne digitalne proizvode;
(3) Postoji problem nedovoljne čistoće boja i nije lako prikazati svijetle i bogate boje.
3. Ključni procesi povezani s OLED-om
Predobrada supstrata indijskog kositrenog oksida (ITO)
(1) ITO površinska ravnost
ITO se široko koristi u proizvodnji komercijalnih izložbenih ploča. Ima prednosti velike propusnosti, male otpornosti i visoke funkcije rada. Općenito govoreći, ITO proizveden RF metodom raspršivanja osjetljiv je na loše faktore kontrole procesa, što rezultira neravnom površinom, što zauzvrat stvara oštre materijale ili izbočine na površini. Uz to, postupak kalcinacije i rekristalizacije na visokoj temperaturi također će proizvesti izbočeni sloj s površinom od oko 10 ~ 30 nm. Putovi formirani između finih čestica ovih neravnih slojeva pružit će mogućnosti rupama da pucaju izravno na katodu, a ovi zamršeni putovi povećat će struju propuštanja. Općenito postoje tri metode za rješavanje učinka ovog površinskog sloja: Jedan je povećanje debljine sloja za ubrizgavanje rupa i sloja za transport rupe kako bi se smanjila struja propuštanja. Ova se metoda uglavnom koristi za PLED-ove i OLED-ove s slojem debelih rupa (~ 200nm). Druga je obrada ITO stakla kako bi površina postala glatka. Treće je korištenje drugih metoda premazivanja kako bi se površina učinila glatkijom (kao što je prikazano na slici 3).
(2) Povećanje ITO radne funkcije
Kada se iz ITO u HIL ubrizgavaju rupe, prevelika razlika potencijalne energije stvorit će Schottkyjevu barijeru, što otežava ubrizgavanje rupa. Stoga, kako smanjiti potencijalnu energetsku razliku ITO / HIL sučelja postaje fokus ITO predobrade. Općenito, koristimo metodu O2-plazme za povećanje zasićenja atoma kisika u ITO kako bismo postigli svrhu povećanja radne funkcije. Funkcija rada ITO nakon obrade s O2-plazmom može se povećati s izvornih 4.8eV na 5.2eV, što je vrlo blizu radnoj funkciji HIL-a.
① Dodajte pomoćnu elektrodu
Budući da je OLED trenutni pogonski uređaj, kad je vanjski krug predug ili pretanak, u vanjskom krugu će nastati ozbiljan pad napona, što će uzrokovati pad napona na OLED uređaju, što će rezultirati smanjenjem svjetlosni intenzitet panela. Budući da je ITO otpor prevelik (10 ohma / kvadrat), lako je uzrokovati nepotrebnu vanjsku potrošnju energije. Dodavanje pomoćne elektrode za smanjenje gradijenta napona postaje brz način za povećanje svjetlosne učinkovitosti i smanjenje pogonskog napona. Krom (Cr: krom) metal je najčešće korišten materijal za pomoćne elektrode. Prednosti su dobre stabilnosti na čimbenike okoliša i veće selektivnosti otopina za jetkanje. Međutim, njegova vrijednost otpora iznosi 2 ohma / kvadrat kad je film 100nm, što je u nekim primjenama još uvijek preveliko. Stoga aluminij (Al: Aluminij) metal (0.2 ohma / kvadrat) ima nižu vrijednost otpora pri istoj debljini. ) Postaje još jedan bolji izbor za pomoćne elektrode. Međutim, visoka aktivnost aluminijskog metala također stvara problem pouzdanosti; stoga su predloženi višeslojni pomoćni metali, kao što su: Cr / Al / Cr ili Mo / Al / Mo. Međutim, takvi postupci povećavaju složenost i troškove, pa je izbor pomoćnog materijala elektrode postao jedna od ključnih točaka u OLED postupak.
② Katodni postupak
U OLED panelu visoke rezolucije, fina katoda je odvojena od katode. Opća metoda koja se koristi je pristup strukturi gljiva, koji je sličan tehnologiji razvoja negativnog fotootpora tehnologiji tiska. U procesu razvoja negativnog fotootpora, mnoge će varijacije postupka utjecati na kvalitetu i prinos katode. Na primjer, volumenski otpor, dielektrična konstanta, visoka razlučivost, visoki Tg, gubitak niske kritične dimenzije (CD) i pravilno prianjanje sučelja s ITO ili drugim organskim slojevima.
③ Paket
(1) Materijal koji upija vodu
Općenito, na životni ciklus OLED-a lako utječu okolna vodena para i kisik te se smanjuje. Dva su glavna izvora vlage: jedan je prodor u uređaj kroz vanjsko okruženje, a drugi je vlaga koju apsorbira svaki sloj materijala u OLED procesu. Kako bi se smanjio ulazak vodene pare u komponentu ili eliminirala vodena para apsorbirana postupkom, najčešće korištena tvar je sredstvo za sušenje. Sušilo može koristiti kemijsku ili fizičku adsorpciju za hvatanje molekula vode koje se slobodno kreću kako bi se postigla svrha uklanjanja vodene pare u komponenti.
(2) Razvoj procesa i opreme
Postupak pakiranja prikazan je na slici 4. Da bi se sušilo postavilo na pokrovnu ploču i glatko povezalo pokrovnu ploču s podlogom, potrebno ga je provesti u vakuumskom okruženju ili je šupljina napunjena inertnim plinom, poput kao dušik. Vrijedno je napomenuti da su tri glavna cilja projekta kako učiniti postupak povezivanja pokrovne ploče i podloge učinkovitijim, smanjiti troškove postupka pakiranja i smanjiti vrijeme pakiranja kako bi se postigla najbolja stopa masovne proizvodnje. razvoj procesa pakiranja i tehnologije opreme.
Naš drugi proizvod:
