发光方式 自发光 需要背光源模块或周围光源
响应时间 几个微秒 40毫秒
视角 >170度 >120度
发高效率 >15lm/W 4~8lm/W
能耗 可至1mw，比背光源LCD低 使用背光源，能耗大
厚度 1～1.5mm 含背光源有5mm
操作温度 －40°C～85°C 0～50°C
抗震性能 器件为全固态，无真空、液体物质，胜任汽车、飞机等各种震动工作环境。 液晶材料抗震性能差
环保性能 材料满足绿色环保要求 使用含有水银等有害物质的背光源
制造成本 大规模量产后，制造成本要比LCD低40％左右 更复杂的工艺和更多的材料使制造成本相对要高
制造工艺 优异结构远比LCD简单，带来的制造工艺的简化 工艺比较复杂，需要背光源等更多材料与组件
柔性设计 可采用能弯曲的塑料基板实现柔性显示 不能实现柔性显示
重量 手机应用中少于1g 手机应用大约9g
彩色方式 RGB三色有机发光材料或彩色滤光片等多种方式 彩色滤光片
显示尺寸 具有达到500英寸的潜能，5英寸以下已经商品化，10～15英寸正在开发 28英寸已经商品化
但是ＯＬＥＤ并非没有缺点，它的缺点主要有：
１．寿命低
这是它的最大缺点。一般说，除材料本身的寿命外，有机材料的提纯是比较困难的，特别是大分子聚合物的提纯更难，这就是ＯＬＥＤ寿命不高的原因。即使一些号称突破了寿命难题的公司的ＯＬＥＤ产品，实际寿命也远非其宣称的那么长。看来，材料生产上还有待革命性的突破才行。其次，ＯＬＥＤ的彩色是靠不同的材料实现的，不同材料的寿命是不同的，一般蓝，绿色的材料寿命稍长，而红色材料最短，这就造成了整体寿命被寿命最短的材料所制约。
２．亮度受驱动电流制约
作为电流型器件不可避免地会因电流的热效应而升温，ＯＬＥＤ在提高亮度时，器件散热是最大拦路虎。
３．可靠性低
ＯＬＥＤ与ＬＣＤ比较，可靠性低，一方面是由于ＯＬＥＤ器件的材料和工艺还不成熟，另一方面也是由于它属电流型器件，其每个像素的工作电流要比每个ＬＣＤ的像素工作电流大很多很多，就难免出现异常，造成器件失效。
４．大面积化难度大
ＯＬＥＤ在中小面积的制作上比ＬＣＤ容易，但是，在实现大面积，高像素密度和有源器件的制作上，制作工艺还远没有成熟。
特别是有源ＰＬＣＤ，即低温多晶硅ＴＦＴ－ＰＬＥＤ工艺更未过关。
５．知识产权被垄断
ＬＣＤ虽也有知识产权，但核心专利已被大大分散，或已到期。而ＯＬＥＤ的知识产权基本被美国柯达和日本的几家公司垄断，目前仅柯达即垄断有近百项专利，并且目前还在以每年几十项的速度增长，而且它们目前并不愿轻易出卖授权，这对于一些开发，投资实力不强的企业是一个较难跨越的门槛。
６．配套产品滞后
特别是ＯＬＥＤ驱动电路，目前生产企业不多，产品规格品种也较少，价格也还偏高，从而阻碍了它的推广。
有机发光二极管显示器的制造工艺
2004-2-18
张凤岁羽（河南安阳安阳电子管厂）
有机发光二极管显示器的膜层制造工艺可划分为湿法和干法两种类型。本文仅就应用真空技术的角度，描述了有机EL元件制造工艺和有机EL生产系统。
关键词：有机EL元件；薄膜；真空技术
有机发光二极管（ＯＬＥＤ）显示器属于薄膜自发光型显示器，同时具有响应快和驱动电压低的特点。因此备受关注。１９８７年Ｔａｎｇ等首次制成高亮度、高效率的薄膜ＥＬ器件，随后关于ＯＬＥＤ显示器的研发就已取得众多的进展。在２０世纪９０年代末研发出单色和彩色ＯＬＥＤ显示器，而且已有商品问世。
ＯＬＥＤ显示器现已从实验室走进了生产厂房，其小批量制造工艺日臻完善。本文介绍了ＯＬＥＤ显示器的基本结构，并从应用真空技术的角度，描述了有机元件制造工艺和有机ＥＬ生产系统的一些基本思想。
1 有机EL元件制造技术
专门生产有机ＥＬ元件所要求的技术包括：ＩＴＯ薄膜及其在电特性上与有机ＥＬ元件相匹配的技术，预处理工艺，无机材料低温沉积工艺，结构精细的像素形成工艺，钝化工艺，以及材料提纯技术。除材料提纯技术之外，本文对以上各种工艺作较为详细地描述。
2 全色OLED显示器的基本结构
全色ＯＬＥＤ显示器为一典型的多层结构，如图１所示。多层结构的厚度小于３００ｎｍ，夹在阳极与阴极之间。多层结构由空穴注入层（ＨＩＬ）、空穴输送层（ＨＴＬ）、发光层（ＥＬ）、以及电子输送层（ＥＴＬ）组成。发光层由红、绿和蓝有机发光材料组成，所以有机材料区由６层组成。这些层所用的材料有些为通用的化合物，有的却是新研发的。阳极由ＩＴＯ制成，其片电阻在１０～１５Ω之间。阴极由Ａｌ－Ｌｉ合金制成。基片常用康宁１７３７号无碱玻璃基片。当加上正常偏压时，在阴极（行）和阳极（列）交叉点处即可发光。
获得全色ＯＬＥＤ显示器的方法有三种：①采用白色光ＥＬ材料层加滤色片的方式来获得彩色显示，这是一种最简单的方法，它是在研制ＬＣＤ和ＣＣＤ时形成的一种成熟的滤色片技术。②采用红、绿和蓝色发光材料来获得彩色显示。③采用光致发光变换材料来获彩色显示。除蓝色发光材料层外，在蓝光激发下通过变换材料，即可获绿光和红光。采用这种彩色显示模式的好处是蓝色ＯＬＥＤ材料的发光效率高，因而采用变换材料就可不再使用透射率低的滤色片。
3 基片和ITO薄膜
提高载流子的注入效率尤为重要，其要求是使ＩＴＯ薄膜的电阻低，并能跟ＥＬ材料的逸出功相匹配。通常就ＬＣＤ而言，ＩＴＯ薄膜是沉积在玻璃基片上的，基片的表面形貌，在２０ｎｍ左右的厚度上是粗糙的，因此采用这种基片制成的器件常会出现一些暗点。
由于有机ＥＬ发光器件是载流子注入型发光器件，在界面结上载流子的注入效率在很大程度上影响ＥＬ的发光效率。因此，对ＯＬＥＤ而言，就需确定一种工艺，应充分利用溅射成膜工艺和电离镀膜工艺来形成ＩＴＯ膜。改进ＩＴＯ基片表面形貌的方法，可用纯水溅射工艺制成一非晶薄膜，关键在于确定沉积条件，以使表面的电阻Ｒ≤１ＯΩ／□。
4 预处理工艺
在ＩＴＯ膜（表面逸出功约为４．６７ｅＶ）和空穴层（表面逸出功约为５．２ｅＶ）之间的界面上，其表面电位存在差别，它取于ＩＴＯ基片的条件。若在界面上未作任何处理，则所制成的器件初始发光电压将有几伏的变化。另外ＩＴＯ的表面逸出功，由于表面污染和水附着物的影响，也会有０．５～１．０ｅＶ的变化。
预处理是将ＩＴＯ界面的表面电位调节到与空穴层表面电位相近的一种工艺。现行的３种工艺有①以平行二极管结构方式，利用辉光放电使ＩＴＯ表面氧化；②采用来自ＵＶ源的真空紫外光所产生的臭氧，使ＩＴＯ表面氧化；③采用由等离子体枪产生的氧原子团，使ＩＴＯ表面层氧化。
每一种工艺的选择由原始基片的条件决定。在上述３种工艺中重要的是应防止ＩＴＯ膜的氧还原，最大限度地将Ｈ２Ｏ和有机化合物去掉，并使表面氧化到合适的逸出功值上。
5 有机薄膜的沉积
通常采用蒸发法来获得分子量低的有机薄膜。有机薄膜加工室由蒸发源、膜厚传感器，基片支撑机构，以金属掩膜支撑机构组成。在ＥＬ工艺中所用的大部分有机材料与无机材料相比，都是在相对较低的温度和较高的蒸气压下沉积的。蒸发有机材料的温度范围在１００～６６０℃之间。组成有机ＥＬ元件的有机材料具有以下特征：
（ｌ）高蒸气压强（１５０～４５０℃）。
（２）在高温条件下，由于蒸发源中分压强的作用ＥＬ材料容易分解、变性或结晶。
（３）材料呈粉末状，热导率低。有的材料融熔，有的材料却升华。
除此之外，为获得各种发光颜色，应对其基质材料和掺杂剂材料加以控制。若将基质材料视为１００％，掺杂剂量则应控制在０．５％～２％之间。
现已在φ２００ｍｍ基片上，沉积３５ｎｍ厚的薄膜，其沉积厚度的均匀性已能作到±（５～７）％，蒸发速率为０．５～０．８ｎｍ／ｓ。图２为发光材料Ａｌｑ３（铝喹琳，即铝络合物）沉积厚度的均匀性曲线。所用的蒸发源为热导率均匀的坩埚，其控制性能和均匀性良好，由于蒸发量控制精确还可防止材料的飞溅。加之，基质材料及其少量掺杂材料是同时蒸发的，因此控制得很好。
在生产系统中，空穴层、发光层和电子输送层加工室均应分开蒸镀，以防止交叉污染，尤其是掺杂剂的交叉污染。在加工过程中需结构精密的金属掩膜。掩膜的准确定位，从掩膜上去除沉积膜，对掩膜板热膨胀率的考虑，以及掩膜的制造精度都是很重要的因素。另外，掩膜的准确对位过程，及其迅速对位的机构装置的误差均有严格的要求。
如果全色器件采用白色或蓝色发光材料，其工艺过程就比较简单一些。因此从工艺复杂程度来讲，应采用较为简单的系统结构，而不必采用三色发光材料模式。
6 金属电极的沉积
金属电极沉积室由金属蒸发源、薄膜厚度传感器、金属掩膜板和基片组成。电极薄膜的沉积是在有机薄膜沉积之后进行的，因此，在金属沉积期间，为了采用低温工艺，必须消除等离子体热损伤。除此之外，为了采用低逸出功的活性金属作电极材料，并获得高真空度，要求排气系统抽速适当，最大限度地排除残留的各种污染气体。
蒸发材料的充入频度应尽量低，这样可减少打开电极沉积室的次数。典型的电极沉积用材料为Ｍｇ／Ａｇ，Ａｇ／Ａｇ－Ａｌ，Ｌｉ／Ａｌ，ＬｉＦ－Ａｌ等。Ｍｇ／Ａｇ是同时蒸发沉积的，而其它材料则是按层结构方式沉积的。
若生产中采用的是Ｌｉ／ＬｉＦ，则在大面积基片上需进行蒸发控制，使膜厚均匀。金属材料是在高温（４５０～１２００℃）下蒸发的。在已经沉积有机材料的情况下，由蒸发源的热辐射所导致的负面影响就必须予以消除，基片温度应当控制在８０～１００℃之间。
若最后的电极要用Ａｌ，沉积的Ａｌ膜的膜电阻必须低，在制定沉积条件时就必须加以考虑。
7 钝化
由于Ｈ２Ｏ和Ｏ２将影响ＯＬＥＤ，通常要求采用ＵＶ硬化树脂在干燥的Ｎ２气氛中封装ＯＬＥＤ。对于ＯＬＥＤ全一体化系统当然是很理想的，不过永久性的薄膜加工工艺迄今还没有成功的报道。目前的封装工艺还是临时性的，不是一体化工艺。二甲苯是一种有机材料，可作封装材料使用。ＳｉＯ２，ＭｇＦ２，Ｉｎ２Ｏ３等都是无机材料，也常被采用。蒸发源为电阻加热型，常用钨舟作电子束蒸发源和溅射源。随着基片尺寸的增大，改进这种工艺是尤为重要的。
8 有机EL器件生产系统的总体考虑
对生产系统而言，总体要求是能安全生产，具备可维护性。具体要求是：
１在大基片上均匀成膜。在４００ｍｍｘ４００ｍｍ基片以内，其膜厚均匀性应能达到５％或更好。
（２）生产节拍时间不大于４ｍｉｎ。
（３）面发光型（例如作背光源用）、单色和全色型ＥＬ器件均能生产。
（４）为了能稳定地长期运行，蒸发源应大。
（５）能够去除在金属掩模板上所沉积的薄膜。
总之，在有机ＥＬ制造过程中，对于薄膜沉积来讲，一旦将净化的基片装入系统之后，要求所制造的器件在真空系统中将几乎全部沉积工艺都能予以完成。 
OLED TFT－LCD
网友评论：（只显示最新10条。评论内容只代表网友观点，与本站立场无关！）