OLED如何成像？OLED顯示屏有哪種工藝制造？

閱讀這篇文章的時候，我們眼前一定是電腦屏幕或是手機屏幕，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，而屏幕的功能和質量對用 戶體驗有很大影響，而今天我要講述的是一個具有**性的屏幕——OLED顯示屏幕。那么，為什么說LED顯示屏幕具有**性呢？

大家可以盡情發揮自己的想象力，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……這種種設想或 許就會因為OLED的出現而成為現實。

什么是OLED顯示屏幕？OLED的全名為Organic Light-Emitting Diode，中文名為有機發光二極管。它是LED的一種，由美籍華裔教授登青云在實驗室中發現。與目前被廣泛使用的平板顯示器LCD相比，OLED具有主 動發光、高對比度、超輕薄、耐低溫、響應速度快、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。具有以上眾多優勢的OLED顯示器， 不存在從側面看不清楚的問題；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。

OLED與LED的屏幕結構

要想知道OLED顯示屏幕為何會有如此多的優點，還要從它的工作原理說起。OLED是如何發光的？OLED的典型結構如圖所示，用ITO(氧化銦錫)導 電薄膜做陽極，金屬做陰極，中間沉淀一層有機發光材料作為發光層。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，有機發光層是中間的一層面包。

OLED的典型結構及發光原理

當OLED接通電源后，金屬陰極產生電子，ITO陽極產生空穴，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，來到有機發光層相 會，電子和空穴分別帶正電和負電，它們相互吸引，在吸引力（庫侖力）的作用下被束縛在一起，陰陽結合，形成了激子。激子激發發光分子，使得發光分子的能量 提高，處于激發狀態，而處于激發狀態的分子是不穩定的，它想回到穩定狀態，在極短的時間內，它放出能量回到穩定狀態，而放出的能量就以光的形式發出，由于 ITO陽極段是透明的，人們就可以看到它發出的光了。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光層的不同材料所引起 的。

OLED有如此優異的性能，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光器件需要使用許多復雜的 設備，需要有清潔的環境，如有可能，應盡量在超凈實驗室或廠房中進行。首先準備好導電和透光性能良好的導電玻璃，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基片進行嚴格清洗。然后蒸發沉積有機薄膜和陰極；*后對取出的器件做封裝測試。其中，蒸發沉積有機薄 膜是關鍵技術。蒸發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的標準淀積工藝。直到現在，壽命*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顯示器的商業化前景。ITO玻璃基片在被清洗干凈后，需要放置在真空腔內的樣品托上，對準束源，此時，ITO玻璃片相當于靶子，在 束源中蒸發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。

真空熱蒸鍍原理圖

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，真空腔內有一定的空氣濃度，會有一些氣體分子，當有機分子射 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，易形成不規則排列，導致缺陷或針孔。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致腔體污染，薄膜會有空氣分子雜質等。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，在這種系統中，真空度達到10-6Pa或10-7Pa數量級。但是蒸發熱蒸鍍由于 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量的有機薄膜。該方法比蒸發熱蒸鍍發多了一個噴嘴。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 基片上的分子數量由氣體流速、蒸發溫度和壓強決定，所以通過**控制這三個參數，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，使停產期更短，產量更高，這些都是有機氣相淀積對于傳統真空熱蒸鍍的重要優勢。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缺點，這正是制約大尺寸OLED屏幕發展的原因之一，目前，大型電子公司中只有一家韓國公司在堅持做OLED，已經到了產 業化階段，市場上也有OLED電視機發售，但是OLED技術還是有些不成熟，OLED電視機在厚度及色彩方面表現得很好，但是在個別方面表現得不盡如人 意，同時由于技術問題，良品率還是較低，導致產品價格較高，所以消費者并不買賬。不過，這家公司為了爭取市場，OLED電視機的價格已經降低了很多。相信 隨著科技的發展，生產大尺寸OLED顯示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，進入千家萬戶。