OLED工艺介绍与应用

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1、http://www.oledw.comOLED网OLED工藝介紹與應用陳康、李君浩、宋郁玟、白宗城/錸寶科技公司OLED(Organiclightemittingdiode)是繼TFT-LCD(Thinfilmtransistorliquidcrystaldisplay)，新一代之平面顯示器技術。其具備有構造簡單、自發光不需背光源、對比度高、厚度薄、視角廣、反應速度快、可用于撓曲性面板、使用溫度範圍廣等優點。1987年，美國Kodak公司鄧青雲(C.W.Tang)博士等人，將OLED組件及基本之材料確立[1]。1996年，日本Pioneer公司成為第一

2、家將此技術量產化之公司，並將OLED面板搭配於其所生產之車用音響顯示器。近年來，由於其前景看好，日本、美國、歐洲、臺灣及韓國之研發團隊如雨後春筍般相繼成立，導致了有機發光材料日益成熟，設備廠商蓬勃發展，以及相繼工藝技術不斷之演進。然而，OLED技術于原理及工藝上，與目前發展成熟之半導體、LCD、CD-R甚或LED產業雖有相關，但卻有其獨特know-how之處；因此，OLED量產化仍有許多瓶頸。臺灣錸寶科技公司系由1997年開始研發OLED之相關技術，于2000年成功量產OLED面板，成為繼日本東北先鋒後，全世界第二家量產OLED之面板公司；而2002年，

3、更陸續外銷出貨單彩(mono-color)及區域多彩(area-color)面板如圖一所示，並提升良率及產量，一躍而成為世界上產量最大OLED面板供應商。[圖一：錸寶之區域多彩及單彩OLED面板]由於OLED工藝中，有機膜層之厚度將影響元件特性甚钜，一般而言，膜厚誤差必須小於5納米，為名符其實之納米科技。舉例來說，TFT-LCD平面顯示器之第三代基板尺寸，一般定義為550mmx650mm，在此尺寸之基板上，欲控制如此精准之膜厚，有其困難性，也因此限制了OLED在大面積基板之工藝，和大面積面板之應用。目前而言，OLED之應用主要為較小之單色(mono-co

4、lor)及區域多彩(area-color)顯示器面板，如：手機主螢幕、手機副螢幕、遊戲機顯示器、車用音響螢幕及個人數位助理(PDA)顯示器。由於OLED全彩化之量產工藝尚未臻至成熟，小尺寸之全彩OLED產品預計於2002年下半年以後才會陸續上市。由於OLED為自發光顯示器，相較於同等級之全彩LCD顯示器，其視覺表現極為優異，有機會直接切入全彩小尺寸高檔產品，如：數碼相機和掌上型VCD(或DVD)播放器，至於大型面板(13吋以上)方面，雖有研發團隊展示樣品，但量產技術仍尚待開發。OLED因發光材料的不同，一般可分小分子(通常稱OLED)及高分子(通常稱PL

5、ED)兩種，技術的授權分別為美國的EastmanKodak(柯達)和英國的CDT(CambridgeDisplayTechnology)，臺灣錸寶科技公司是少數同時發展OLED和PLED的公司。在本文中，主要介紹小分子OLED，首先將會介紹OLED原理，其次介紹相關關鍵工藝，最後會介紹目前OLED技術發展之方向。OLED之原理OLED組件系由n型有機材料、p型有機材料、陰極金屬及陽極金屬所構成。電子(空穴)由陰極(陽極)注入，經過n型(p型)有機材料傳導至發光層(一般為n型材料)，經由再結合而放光。一般而言，OLED元件製作的玻璃基板上先濺鍍ITOhtt

6、p://www.oledw.comOLED网作為陽極，再以真空熱蒸鍍之方式，依序鍍上p型和n型有機材料，及低功函數之金屬陰極。由於有機材料易與水氣或氧氣作用，產生暗點(Darkspot)而使元件不發亮。因此此元件於真空鍍膜完畢後，必須於無水氣及氧氣之環境下進行封裝工藝。在陰極金屬與陽極ITO之間，目前廣為應用的元件結構一般而言可分為5層。如圖二所示，從靠近ITO側依序為：空穴注入層、空穴傳輸層、發光層、電子傳輸層、電子注入層。就OLED組件演進歷史中，1987年Kodak首次發表之OLED組件，系由兩層有機材料所構成，分別為空穴傳輸層及電子傳輸層。其中空

7、穴傳輸層為p型之有機材料，其特性為具有較高之空穴遷移率，且其最高佔據之分子軌域(Highestoccupiedmoleculeorbital，HOMO)與ITO較接近，可使空穴由ITO注入有機層之能障降低。 [圖二：OLED結構圖]而至於電子傳輸層，系為n型之有機材料，其特性為具有較高之電子遷移率，當電子由電子傳輸層至空穴電子傳輸層介面時，由於電子傳輸層之最低非佔據分子軌域(Lowestunoccupiedmoleculeorbital，LUMO)較空穴傳輸層之LUMO高出甚多，電子不易跨越此一能障進入空穴傳輸層，遂被阻擋於此介面。此時空穴由空穴傳輸層傳

8、至介面附近與電子再結合而產生激子(Exciton)，而Exciton會以放光及非