現(xiàn)在大街上隨處可見的LED顯示屏,,還有裝飾用的LED彩燈以及LED車燈,,處處可見LED燈的身影,LED已經(jīng)融入到生活中的每一個角落,。當(dāng)小伙伴們在閱讀這篇文章的時候,,大家的眼前一定是電腦屏幕或手機屏幕,而這些屏幕中大多可能是LCD(Liquid Crystal Display的簡稱,,液晶顯示器),,也許您的屏幕是普通的MVA屏幕,也許您的屏幕是IPS屏幕,,每種屏幕給人的感覺不盡相同,,而屏幕的功能和質(zhì)量對用戶體驗有很大影響,而今天我要講述的是一個具有革命性的屏幕——OLED屏幕,。那么,,為什么說OLED屏幕具有革命性呢?
現(xiàn)在,大家可以盡情發(fā)揮自己的想象力,,想象一下,,在不久的將來,,我們的手機可能是柔軟屏幕,你可以彎曲折疊它,,對于運動愛好者,,可以將其彎曲固定在手臂上;面對透明的電腦屏幕,享受科技帶來的美好;甚至家里的墻壁可能安裝多塊輕薄的屏幕來顯示各種美麗的圖片,,營造美好和諧的氣氛……這種種設(shè)想或許就會因為OLED的出現(xiàn)而成為現(xiàn)實,。
什么是OLED屏幕?OLED的全名為Organic Light-EmitTIng Diode,中文名為有機發(fā)光二極管,。它是LED的一種,,由美籍華裔教授登青云在實驗室中發(fā)現(xiàn)。與目前被廣泛使用的平板顯示器LCD相比,,OLED具有主動發(fā)光,、高對比度、超輕薄,、耐低溫,、響應(yīng)速度快、功耗低,、視角廣,、抗震能力強等特點,而且更適合柔性顯示和3D顯示,。具有以上眾多優(yōu)勢的OLED顯示器,,不存在從側(cè)面看不清楚的問題;也不會有LCD影像殘留及畫面跳動的情況;不但便宜,而且省電;相對于LCD,,顏色更鮮艷,,對比更鮮明,而厚度小于2mm的全彩面板更是只能用OLED才能做到,。
要想知道OLED為何會有如此多的優(yōu)點,,還要從它的工作原理說起。OLED是如何發(fā)光的?OLED的典型結(jié)構(gòu)如圖所示,,用ITO(氧化銦錫)導(dǎo)電薄膜做陽極,金屬做陰極,,中間沉淀一層有機發(fā)光材料作為發(fā)光層,。為了形象的理解,我們可以把它看成一塊三明治,,下面的一塊面包是金屬材料,,上面的一塊面包是有機透明材料ITO導(dǎo)電膜,把中間的電子傳輸層和空穴傳輸層分別看成雞蛋和香腸,,有機發(fā)光層是中間的一層面包,。
當(dāng)OLED接通電源后,,金屬陰極產(chǎn)生電子,ITO陽極產(chǎn)生空穴,,在電場力的做用下,,電子穿過電子傳輸層,空穴穿過空穴傳輸層,,來到有機發(fā)光層相會,,電子和空穴分別帶正電和負(fù)電,它們相互吸引,,在吸引力(庫侖力)的作用下被束縛在一起,,陰陽結(jié)合,形成了激子,。激子激發(fā)發(fā)光分子,,使得發(fā)光分子的能量提高,處于激發(fā)狀態(tài),,而處于激發(fā)狀態(tài)的分子是不穩(wěn)定的,,它想回到穩(wěn)定狀態(tài),在極短的時間內(nèi),,它放出能量回到穩(wěn)定狀態(tài),,而放出的能量就以光的形式發(fā)出,由于 ITO陽極段是透明的,,人們就可以看到它發(fā)出的光了,。電視機屏幕給我們帶來視覺盛宴,絕不僅僅只有一個顏色,,而顏色的不同是由有機發(fā)光層的不同材料所引起的,。
OLED有如此優(yōu)異的性能,它又是被如何制造出來的呢?這里簡要介紹一下這毫厘之間的加工工藝,。制備性能良好的有機發(fā)光器件需要使用許多復(fù)雜的設(shè)備,,需要有清潔的環(huán)境,如有可能,,應(yīng)盡量在超凈實驗室或廠房中進行,。首先準(zhǔn)備好導(dǎo)電和透光性能良好的導(dǎo)電玻璃,通常用的ITO玻璃,,并對ITO玻璃進行光刻,,得到高性能的ITO玻璃基片;其次必須對ITO基片進行嚴(yán)格清洗。然后蒸發(fā)沉積有機薄膜和陰極;最后對取出的器件做封裝測試,。其中,,蒸發(fā)沉積有機薄膜是關(guān)鍵技術(shù)。蒸發(fā)沉積有機薄膜的方法有真空熱蒸鍍法,有機氣相沉淀法,,旋涂法和噴墨打印法,。
真空熱蒸鍍
真空熱蒸鍍是小分子OLED的標(biāo)準(zhǔn)淀積工藝。直到現(xiàn)在,,壽命最長的OLED都是由真空熱蒸鍍工藝制成的,。正是由于這個原因,今天的小分子 OLED決定了OLED顯示器的商業(yè)化前景,。ITO玻璃基片在被清洗干凈后,,需要放置在真空腔內(nèi)的樣品托上,對準(zhǔn)束源,,此時,,ITO玻璃片相當(dāng)于靶子,在束源中蒸發(fā)出來的有機分子就是子彈,,這里,,子彈不能打在靶子中央,而是要均勻地打在靶子上,。這個方法有點像把一塊玻璃放到盛有熱水的杯子的杯口處,,漸漸會看到玻璃上有一層白霧,不過這里所需要的條件要苛刻得多,。
在沉積薄膜之前要先獲理真空,,真空度通常必須高于10-3Pa,如果低于該真空度,,真空腔內(nèi)有一定的空氣濃度,,會有一些氣體分子,當(dāng)有機分子射出后,,部分有機分子會碰撞到氣體分子,,如同兩個小球相碰,有機分子會被彈開,,改變原來的運動路徑,,從而無法擊中ITO玻璃基片。使有機分子沉積到基底上的速率不均勻,,易形成不規(guī)則排列,,導(dǎo)致缺陷或針孔。與此同時還造成其他麻煩:浪費材料,,散射出去的有機分子導(dǎo)致腔體污染,,薄膜會有空氣分子雜質(zhì)等。如果需要更高性能的OLED,,就需要超高真空的有機分子束沉積(OMBD)系統(tǒng),,在這種系統(tǒng)中,真空度達到10-6Pa或10-7Pa數(shù)量級,。但是蒸發(fā)熱蒸鍍由于受真空腔體尺寸的限制,,不能制備大面積的OLED屏幕。
有機氣相淀積
有機氣相淀積可用來淀積高質(zhì)量的有機薄膜,。該方法比蒸發(fā)熱蒸鍍發(fā)多了一個噴嘴,。在有機氣相淀積法中,有機小分子材料置于一個外部單獨的,、熱可控的容器中,,惰性氣體攜帶蒸發(fā)的有機分子從一個噴口噴出,噴向噴口下方的ITO玻璃基片,,有機分子遇到溫度較低的基片后附著其上,,漸漸形成薄膜,由于附著在基片上的分子數(shù)量由氣體流速,、蒸發(fā)溫度和壓強決定,,所以通過精確控制這三個參數(shù),可以較好地控制薄膜的厚度,。
與真空熱蒸鍍相比,,有機氣相淀積可以提供更好的薄膜厚度控制和更大面積下的均勻性。除了提高了器件的性能,,材料的可能利用率大于50%,,從而減少了原材料的消耗,使停產(chǎn)期更短,,產(chǎn)量更高,,這些都是有機氣相淀積對于傳統(tǒng)真空熱蒸鍍的重要優(yōu)勢。由于旋涂法和噴墨打印法大多被用于制造單色顯示器,,且旋涂法很難做出較大OLED屏幕,,在此不再做詳細介紹。
每種工藝手法都有其優(yōu)缺點,,這正是制約大尺寸OLED屏幕發(fā)展的原因之一,,目前,大型電子公司中只有一家韓國公司在堅持做OLED,,已經(jīng)到了產(chǎn)業(yè)化階段,,市場上也有OLED電視機發(fā)售,但是OLED技術(shù)還是有些不成熟,,OLED電視機在厚度及色彩方面表現(xiàn)得很好,,但是在個別方面表現(xiàn)得不盡如人意,同時由于技術(shù)問題,,良品率還是較低,,導(dǎo)致產(chǎn)品價格較高,,所以消費者并不買賬。不過,,這家公司為了爭取市場,,OLED電視機的價格已經(jīng)降低了很多。相信隨著科技的發(fā)展,,生產(chǎn)大尺寸OLED屏幕的成本會越來越低,,其畫面效果會越來越好,OLED屏幕將成為下一代主流顯示技術(shù),,進入千家萬戶,。做到在LED顯示屏產(chǎn)品上符合高可靠的要求,生產(chǎn)廠家還需要發(fā)更多時間,,更多精力去往這方面發(fā)展,,我相信,未來的LED顯示屏行業(yè)技術(shù)將越來越精湛,,發(fā)展將無可限量.