OLED如何成像？它由哪种工艺制造？

当读者阅读本文时，他们一定是在看电脑屏幕或手机屏幕，这些屏幕中的大部分可能是液晶显示器(液晶屏的简称)，也许你的屏幕是一个普通的MVA屏幕，也许你的屏幕是IPS屏幕，每个屏幕给人不同的感觉，屏幕的功能和质量对用户体验有很大的影响，但今天我要谈论的是一个革命性的屏幕——OLED屏幕。那么，为什么OLED屏幕是革命性的呢？

现在，每个人都可以充分发挥自己的想象力，想象一下，在不久的将来，我们的手机可能会是一个软屏，你可以弯曲和折叠它，对于运动爱好者来说，你可以弯曲和固定在手臂上；面对透明的电脑屏幕，享受科技带来的美；甚至家里的墙壁也可能配备了许多轻薄的屏幕来显示各种美丽的画面，营造出一种美丽和谐的氛围……由于有机发光二极管的出现，所有这些想法都可能成为现实。

什么是有机发光二极管屏幕？有机发光二极管的全称是有机发光二极管，中文名称是有机发光二极管。这是一种发光二极管，是由美籍华人邓青云教授在实验室发现的。与目前广泛使用的平板显示液晶显示器相比，有机发光二极管具有主动发光、高对比度、超薄、耐低温、响应速度快、功耗低、视角宽、抗震能力强的特点，更适合柔性显示和3D显示。具有上述许多优点的有机发光二极管显示器不存在从侧面看不清楚的问题。不会有液晶图像残留和画面跳跃。它不仅便宜，而且省电。与液晶显示器相比，颜色更亮，对比度更明显，厚度小于2mm的全彩面板只能通过有机发光二极管实现。

有机发光二极管和发光二极管的屏幕结构

如果你想知道为什么有机发光二极管有这么多优点，你必须从它的工作原理开始。有机发光二极管是如何发光的？有机发光二极管的典型结构如图所示。以氧化铟锡导电膜为阳极，金属为阴极，中间沉积有机发光材料作为发光层。为了理解这个图像，我们可以把它想象成一个三明治，下片面包由金属材料制成，上片面包由有机透明材料制成的ITO导电膜制成，中间的电子传输层和空穴传输层分别被视为鸡蛋和香肠，而有机发光层是中间的一层封装。

有机电致发光器件的典型结构和发光原理

当有机发光二极管通电时，金属阴极产生电子，而氧化铟锡阳极产生空穴。在电场力的作用下，电子穿过电子传输层，空穴穿过空穴传输层在有机发光层中相遇。电子和空穴分别带正电荷和负电荷。它们相互吸引，并在吸引力(库仑力)的作用下结合在一起。阴阳结合形成激子。激子激发发光分子，这增加了发光分子的能量，使它们处于激发态，而处于激发态的分子是不稳定的。它想回到稳定状态。在很短的时间内，它释放能量并返回到稳定状态，释放的能量以光的形式发出。由于ITO阳极部分是透明的，人们可以看到它发出的光。电视屏幕给我们带来了视觉盛宴。不仅有一种颜色，而且色差是由有机发光层的不同材料引起的。

有机发光二极管有如此优异的性能，它是如何制造的？这是对这种毫米加工技术的简要介绍。制备具有良好性能的有机发光器件需要许多复杂的设备和清洁的环境。如果可能，应该在超净实验室或工厂进行。首先，制备具有良好导电性和透光性的导电玻璃、常用的氧化铟锡玻璃和光刻氧化铟锡玻璃，得到高性能的氧化铟锡玻璃基板；其次，必须严格清洗ITO基板。然后蒸发沉积有机薄膜和阴极；最后，对取出的器件进行封装测试。其中，有机薄膜的蒸发沉积是关键技术。有机薄膜的蒸发沉积方法包括真空热蒸发、有机气相沉积、旋涂和喷墨印刷。

真空热蒸发

真空热蒸发是小分子有机发光二极管的标准沉积工艺。迄今为止，使用寿命最长的有机发光二极管是通过真空热蒸发工艺制成的。正是因为这个原因，今天的小分子有机发光二极管决定了有机发光二极管显示器的商业前景。清洁ITO玻璃基板后，需要将其放置在真空室中的样品架上，并与光束源对齐。此时，ITO玻璃片相当于目标，从束源蒸发的有机分子是子弹。在这里，子弹不能击中目标的中心，但应该击中目标均匀。这种方法有点像把一片玻璃放在装满热水的杯子口，渐渐地你会看到玻璃上有一层白雾，但这里要求的条件要严格得多。

真空热蒸发示意图

在沉积薄膜之前，必须获得真空，并且真空度通常必须高于10-3Pa。如果真空度低于真空度，真空室中会有一定的空气浓度和一些气体分子。当有机分子被弹出时，一些有机分子会与气体分子碰撞，就像两个小球碰撞一样，有机分子会被弹开，改变原来的运动路径，从而无法击中ITO玻璃基板。有机分子在衬底上的沉积速率不均匀，容易形成不规则的排列，导致缺陷或针孔。与此同时，它也引起其他麻烦:材料的浪费，有机分子的散射导致空腔污染，薄膜会有空气分子杂质等。如果需要更高性能的有机发光二极管，则需要超高真空有机分子束沉积(OMBD)系统，其中真空度达到10-6Pa或10-7Pa。然而，由于真空室尺寸的限制，蒸发气相沉积的热量不能产生大面积的有机发光二极管屏幕。

有机气相沉积

有机气相沉积可用于沉积高质量的有机薄膜。这种方法比蒸发热多一个喷嘴。在有机气相沉积方法中，将有机小分子材料置于外部独立且热可控的容器中，惰性气体将汽化的有机分子带出喷嘴，并将汽化的有机分子喷射到喷嘴下方的ITO玻璃基板上，有机分子在较低温度下粘附在基板上并逐渐形成薄膜。由于粘附在基底上的分子数量由气体流速、蒸发温度和压力决定，因此通过精确控制这三个参数可以更好地控制薄膜的厚度。

与真空热蒸发相比，有机气相沉积可以在更大的面积上提供更好的膜厚度控制和均匀性。除了提高设备的性能外，材料的可能利用率超过50%，从而降低了原材料的消耗，缩短了停工期，提高了产量。这些都是有机气相沉积相对于传统真空热蒸发的重要优势。由于旋涂和喷墨印刷主要用于制造单色显示器，并且旋涂难以制造大的有机发光二极管屏幕，因此这里将不给出详细描述。

每种技术都有其优缺点，这也是制约大尺寸有机发光二极管显示屏发展的原因之一。目前，大型电子公司中只有一家韩国公司坚持使用有机发光二极管。它已经达到工业化阶段，有机发光二极管电视也在市场上销售。然而，有机发光二极管技术仍不成熟。有机发光二极管电视在厚度和颜色方面表现良好，但在某些方面不尽如人意。同时，由于技术问题，产量仍然很低，导致产品价格上涨，所以消费者不买它。然而，为了赢得市场，OLED电视机的价格已经大大降低。我相信随着科技的发展，生产大尺寸有机发光二极管显示屏的成本会越来越低，画面效果会越来越好。OLED屏幕将成为下一代主流显示技术，并进入成千上万的家庭。