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　　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(jī)半導(dǎo)體材料在電場(chǎng)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(shì)。

　　OLED多層結(jié)構(gòu)如圖一所示，可包括陽(yáng)極(Anode)、空穴注入層(HIL)、空穴傳輸層(HTL)、有機(jī)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(jì)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(yáng)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(huì)適量加入Dopant來(lái)調(diào)節(jié)所需的能階狀態(tài)。各層材料及Dopant，請(qǐng)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(jī)蒸鍍和封裝等無(wú)源有機(jī)發(fā)光顯示（PM-OLED）用關(guān)鍵設(shè)備，濺鍍臺(tái)、等離子體增強(qiáng)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(jī)、曝光機(jī)、干濕法刻蝕機(jī)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(cè)試設(shè)備、OLED光學(xué)測(cè)試設(shè)備等AM-OLED用檢測(cè)設(shè)備，激光修補(bǔ)機(jī)等AM-OLED用缺陷檢測(cè)修補(bǔ)設(shè)備等。目前，全球主要的設(shè)備商集中在韓日兩國(guó)，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(yáng)極材料

　　OLED的陽(yáng)極材料主要作器件的陽(yáng)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(yáng)極。ITO（氧化銦錫）玻璃在400nm～1000nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)透過(guò)率達(dá)80%以上，而且在近紫外區(qū)也有很高的透過(guò)率。

　　作為顯示器件還要求陽(yáng)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?yàn)殡娮拥淖⑷氡瓤昭ǖ淖⑷腚y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(jī)/金屬界面勢(shì)壘越低，工作中產(chǎn)生的焦耳熱就會(huì)越少，器件壽命就會(huì)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?cè)诳諝庵泻苋菀妆谎趸?，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(lái)避免這一問(wèn)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(shí)，會(huì)形成大量的缺陷，造成耐氧化性變差；而蒸鍍合金陰極時(shí)，少量的金屬會(huì)優(yōu)先擴(kuò)散到缺陷中，使整個(gè)有機(jī)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(diǎn)：提高器件量子效率和穩(wěn)定性；能在有機(jī)膜上形成穩(wěn)定堅(jiān)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(jī)層夾在陰極和有機(jī)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(wú)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(jī)/金屬陰極界面引起光的猝滅，在制備器件時(shí)需引入緩沖層CuPc。CuPc 作為緩沖層，不僅可以降低ITO/有機(jī)層之間的界面勢(shì)壘，而且還可以增加ITO/有機(jī)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(yáng)極注入的空穴與從陰極注入的電子能相對(duì)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(guò)程中，由于發(fā)熱可能會(huì)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(yàn)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(yáng)極形成小的勢(shì)壘，能真空蒸鍍形成無(wú)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；

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

　　2）電子輸運(yùn)材料(ETM)

　　要求ETM有適當(dāng)?shù)碾娮虞斶\(yùn)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(shí)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(dú)使用作為發(fā)光層的材料。還有的是本身不能單獨(dú)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(jī)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(jiàn)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(jī)發(fā)光材料一般分為兩大類：#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

　　(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(jiǎn)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(jī)化合物差。

　　(2) 小分子有機(jī)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:有機(jī)小分子化合物和配合物。

　　1) 有機(jī)小分子發(fā)光材料

　　主要為有機(jī)染料，具有化學(xué)修飾性強(qiáng)，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(diǎn)，但大多數(shù)有機(jī)染料在固態(tài)時(shí)存在濃度淬滅等問(wèn)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(jī)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。

　?。?）綠光材料

　　主要有：香豆素染料Coumarin6(Kodak公司第一個(gè)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).

　?。?）藍(lán)光材料

　　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。

　　2) 配合物發(fā)光材料

　　金屬配合物介于有機(jī)與無(wú)機(jī)物之間，既有有機(jī)物的高熒光量子效率，又有無(wú)機(jī)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。

　　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。