面板廠積極降低生產(chǎn)成本 OLED技術(shù)是繼CRT、PDP及LCD之后的新一代平板顯示技術(shù)，具有顯著的新興產(chǎn)業(yè)特征。OLED是利用有機半導(dǎo)體材料在電場作用下發(fā)光的顯示技術(shù)，是一種新型的純固體(CRT和PDP等離子都擁有真空技術(shù)，LCD液晶則擁有液態(tài)技術(shù))顯示技術(shù)，OLED兼具CRT和LCD兩種顯示技術(shù)的優(yōu)勢。

　　OLED多層結(jié)構(gòu)如圖一所示，可包括陽極(Anode)、空穴注入層(HIL)、空穴傳輸層(HTL)、有機發(fā)光層(EL)、電子傳輸層(ETL)、電子注入層(EIL)、及陰極(Cathode)，在設(shè)計上究竟選用多少層材料，須視各層材料能階分布狀況而定。采用多層結(jié)構(gòu)的目的是為了造成如階梯形式的能階狀態(tài)，如圖二所示，使分別從陽極和陰極所提供的空穴和電子，更容易傳輸至發(fā)光層結(jié)合而后放出光子。而在材料的使用上，會適量加入Dopant來調(diào)節(jié)所需的能階狀態(tài)。各層材料及Dopant，請參閱表一及表二。

　　全球主要OLED設(shè)備制造商

　　就OLED設(shè)備制造商而言，主要包括：有機蒸鍍和封裝等無源有機發(fā)光顯示(PM-OLED)用關(guān)鍵設(shè)備，濺鍍臺、等離子體增強化學(xué)氣相沉積(PECVD)系統(tǒng)、真空熱蒸發(fā)系統(tǒng)(VTE)等AM-OLED用薄膜晶體管(TFT)薄膜沉積設(shè)備，涂膠機、曝光機、干濕法刻蝕機等AM-OLED用TFT圖形制作設(shè)備，退火爐、退火氣體管道、激光退火設(shè)備等AM-OLED用TFT退火設(shè)備，TFT電學(xué)測試設(shè)備、OLED光學(xué)測試設(shè)備等AM-OLED用檢測設(shè)備，激光修補機等AM-OLED用缺陷檢測修補設(shè)備等。目前，全球主要的設(shè)備商集中在韓日兩國，如圖所示。

圖為全球OLED設(shè)備主要制造商一覽表

　　組成OLED的五大材料

　　1、陽極材料

　　OLED的陽極材料主要作器件的陽極之用，要求其功函數(shù)盡可能的高，以便提高空穴的注入效率。OLED器件要求電極必須有一側(cè)是透明的，因此通常選用功函數(shù)高的透明材料ITO導(dǎo)電玻璃作陽極。ITO(氧化銦錫)玻璃在400nm～1000nm的波長范圍內(nèi)透過率達(dá)80%以上，而且在近紫外區(qū)也有很高的透過率。

　　作為顯示器件還要求陽極透明，一般采用的有Au、透明導(dǎo)電聚合物(如聚苯胺)和ITO導(dǎo)電玻璃，常用ITO玻璃。

　　2、陰極材料

　　OLED的陰極材料主要作器件的陰極之用，為提高電子的注入效率，應(yīng)該選用功函數(shù)盡可能低的金屬材料，因為電子的注入比空穴的注入難度要大些。金屬功函數(shù)的大小嚴(yán)重的影響著OLED器件的發(fā)光效率和使用壽命，金屬功函數(shù)越低，電子注入就越容易，發(fā)光效率就越高;此外，功函數(shù)越低，有機/金屬界面勢壘越低，工作中產(chǎn)生的焦耳熱就會越少，器件壽命就會有較大的提高。

　　OLED的陰極通常采用以下幾種：

　　(1)單層金屬陰極。如Ag、Al、Li、Mg、Ca、In等，但它們在空氣中很容易被氧化，致使器件不穩(wěn)定、使用壽命縮短，因此選擇合金做陰極或增加緩沖層來避免這一問題。

　　(2)合金陰極。為了既能提高器件的發(fā)光效率，又能得到穩(wěn)定的器件，通常采用金屬合金作為陰極。在蒸發(fā)單一金屬陰極薄膜時，會形成大量的缺陷，造成耐氧化性變差;而蒸鍍合金陰極時，少量的金屬會優(yōu)先擴散到缺陷中，使整個有機層變得很穩(wěn)定。將性質(zhì)活潑的低功函數(shù)金屬和化學(xué)性能較穩(wěn)定的高功函數(shù)金屬一起蒸發(fā)形成金屬陰極、如Mg:Ag(10:1)，Li:Al (0.6%Li) 合金電極，功函數(shù)分別為3.7eV和3.2eV。)

　　優(yōu)點：提高器件量子效率和穩(wěn)定性;能在有機膜上形成穩(wěn)定堅固的金屬薄膜。

　　(3)層狀陰極。這種陰極是在發(fā)光層與金屬電極之間加入一層阻擋層，如LiF、CsF、RbF等，它們與Al形成雙電極，可得到更高的發(fā)光效率和更好的I-V特性曲線。阻擋層可大幅度的提高器件的性能。

　　(4)摻雜復(fù)合型電極

　　將摻雜有低功函數(shù)金屬的有機層夾在陰極和有機發(fā)光層之間，可大大改善器件性能，其典型器件是ITO/NPD/AlQ/AlQ(Li)/Al，最大亮度可達(dá)30000cd/m2，如無摻Li層器件，亮度為3400 cd/m2。

　　3、緩沖層材料

　　在OLED中空穴的傳輸速率約為電子傳輸速率的兩倍，為了防止空穴傳輸?shù)接袡C/金屬陰極界面引起光的猝滅，在制備器件時需引入緩沖層CuPc。CuPc 作為緩沖層，不僅可以降低ITO/有機層之間的界面勢壘，而且還可以增加ITO/有機界面的粘合程度，增大空穴注入接觸，抑制空穴向HTL層的注入，使電子和空穴的注入得以平衡。

　　4、載流子傳輸材料

　　OLED器件要求從陽極注入的空穴與從陰極注入的電子能相對平衡的注入到發(fā)光層中，也就是要求空穴和電子的注入速率應(yīng)該基本相同，因此有必要選擇合適的空穴與電子傳輸材料。在器件的工作過程中，由于發(fā)熱可能會引起傳輸材料結(jié)晶，導(dǎo)致OLED器件性能衰減，所以我們應(yīng)選擇玻璃化溫度(Tg)較高的材料作為傳輸材料。試驗中通常選用NPB作為空穴傳輸層，而選用Alq3作為電子傳輸材料。

　　1)空穴輸送材料(HTM)

　　要求HTM有高的熱穩(wěn)定性，與陽極形成小的勢壘，能真空蒸鍍形成無針孔薄膜。最常用的HTM均為芳香多胺類化合物，主要是三芳胺衍生物。

　　TPD：N，N′-雙(3-甲基苯基)-N，N′-二苯基-1，1′-二苯基-4，4′-二胺* d#

　　NPD: N，N′-雙(1-奈基)-N，N′-二苯基-1，1′-二苯基-4，4′-二胺; C% \

　　2)電子輸運材料(ETM)

　　要求ETM有適當(dāng)?shù)碾娮虞斶\能力，有好的成膜性和穩(wěn)定性。ETM一般采用具有大的共扼平面的芳香族化合物

　　如8-羥基喹啉鋁(AlQ)，1，2，4一三唑衍生物(1，2，4-Triazoles，TAZ),PBD，Beq2，DPVBi等，它們同時又是好的發(fā)光材料。.?3

　　5、發(fā)光材料

　　發(fā)光材料是OLED器件中最重要的材料。一般發(fā)光材料應(yīng)該具備發(fā)光效率高、最好具有電子或空穴傳輸性能或者兩者兼有、真空蒸鍍后可以制成穩(wěn)定而均勻的薄膜、它們的HOMO和LUMO能量應(yīng)該與相應(yīng)的電極相匹配等特性。

　　在小分子發(fā)光材料中，Alq3是直接單獨使用作為發(fā)光層的材料。還有的是本身不能單獨作為發(fā)光層，摻雜在另一種基質(zhì)材料中才能發(fā)光，如紅光摻雜劑DCJTB，綠光摻雜劑DMQA，藍(lán)光摻雜劑BH1，BD1等。Alq3是一種既可以作為發(fā)光層材料，又可以兼做電子傳輸層材料的一種有機材料。

　　選擇發(fā)光材料應(yīng)滿足下列條件：

　　A.高量子效率的熒光特性，熒光光譜主要分布400nm～700nm可見光區(qū)域。

　　B.良好的半導(dǎo)體特性，即具有高的導(dǎo)電率，能傳導(dǎo)電子或空穴或兩者兼有。

　　C.好的成膜性，在幾十納米的薄層中不產(chǎn)生針孔。

　　D.良好的熱穩(wěn)定性。

　　按化合物的分子結(jié)構(gòu)，有機發(fā)光材料一般分為兩大類：

　　(1)高分子聚合物，分子量10000～100000，通常是導(dǎo)電共軛聚合物或半導(dǎo)體共軛聚合物，可用旋涂方法成膜，制作簡單，成本低，但其純度不易提高，在耐久性，亮度和顏色方面比小分子有機化合物差。#p#分頁標(biāo)題#e#

　　(2) 小分子有機化合物，分子量為500～2000，能用真空蒸鍍方法成膜，按分子結(jié)構(gòu)又分為兩類:7

　　有機小分子化合物和配合物。

　　1) 有機小分子發(fā)光材料

　　主要為有機染料，具有化學(xué)修飾性強，選擇范圍廣，易于提純，量子效率高，可產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)、黃等各種顏色發(fā)射峰等優(yōu)點，但大多數(shù)有機染料在固態(tài)時存在濃度淬滅等問題，導(dǎo)致發(fā)射峰變寬或紅移，所以一般將它們以低濃度方式摻雜在具有某種載流子性質(zhì)的主體中，主體材料通常與ETM和HTM層采用相同的材料。摻雜的有機染料，應(yīng)滿足以下條件：(

　　a. 具有高的熒光量子效率

　　b. 染料的吸收光譜與主體的發(fā)射光譜有好的重疊，即主體與染料能量適配，從主體到染料能有效地能量傳遞;

　　c. 紅綠蘭色的發(fā)射峰盡可能窄，以獲得好的色純;

　　d. 穩(wěn)定性好，能蒸發(fā)。

　　(1)紅光材料)I4 k9 S) L8 t

　　主要有：羅丹明類染料，DCM，DCT，DCJT，DCJTB，DCJTI和TPBD等

　　(2)綠光材料

　　主要有：香豆素染料Coumarin6(Kodak公司第一個采用)，奎丫啶酮(quinacridone,( Z$d$ QA)(先鋒公司專利)，六苯并苯(Coronene)，苯胺類(naphthalimide).

　　(3)藍(lán)光材料$ V({; {4 [7 f* B S

　　主要有：N-芳香基苯并咪唑類;1，2，4-三唑衍生物(TAZ)(也是ETM材料);1，3-4-噁二唑的衍生物OXD-(P-NMe2)(高亮度;1000cd/m2);雙芪類(Distyrylarylene);BPVBi(亮度可達(dá)6000 cd/m2。3

　　2) 配合物發(fā)光材料

　　金屬配合物介于有機與無機物之間，既有有機物的高熒光量子效率，又有無機物的高穩(wěn)定性，被視為最有應(yīng)用前景的一類發(fā)光材料。

　　常用金屬離子有;Be2+ Zn2+ Al3+ Ca3+ In3+ Tb3+ Eu3+ Gd3+等+ d

　　主要配合物發(fā)光材料有：8-羥基喹啉類，10-羥基苯并喹啉類，Schiff堿類，-羥基苯并噻唑(噁唑)類和羥基黃酮類等。