OLED的制造原理和元件制造

　　OLED顯示組件由n型有機材料、p型有機材料、陰極金屬和陽極金屬組成。電子(空穴)由陰極(陽極)注入，通過n型(p型)有機材料傳遞到發(fā)光層(一般為n型材料)，再結(jié)合放光。一般來說，OLED元件制成的玻璃基板首先以ITO為陽極，然后以真空熱蒸鍍的方式依次鍍上P型和n型有機材料，以及低功能函數(shù)的金屬陰極。因為有機材料容易與水或氧作用，產(chǎn)生暗點，所以元件不亮。因此，真空涂裝后，元件必須在無水、無氧的環(huán)境中包裝。

　　在陰極金屬和陽極ITO之間，廣泛使用的元件結(jié)構(gòu)一般可分為五層。從接近ITO的側(cè)面來看，順序是：空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層和電子注入層。

　　至于電子傳輸層，它是一種n型有機材料，具有較高的電子遷移率。當(dāng)電子從電子傳輸層到空穴電子傳輸層介面時，由于電子傳輸層的最低不占用分子軌域遠高于空穴傳輸層的LUMO，電子不易跨越這個能障進入空穴傳輸層，因此被阻擋在這個介面上。此時，空穴從空穴傳輸層傳輸?shù)浇槊娓浇?，與電子再結(jié)合，產(chǎn)生激子(Exciton)，Exciton以放光和非放光的形式釋放能量。就一般的熒光材料系統(tǒng)而言，只有25%的電子空穴以放光的形式結(jié)合，其余75%的能量以放熱的形式釋放。近年來，磷光材料正在積極開發(fā)，成為新一代OLED材料。這些材料可以打破選擇率的限制，提高內(nèi)部量子效率，接近100%。

　　在兩層元件中，n型有機材料，即電子傳輸層，也被用作發(fā)光層，其發(fā)光波長由HOMO和LUMO的能量差決定。但是好的電子傳輸層——即電子遷移率高的材料——不一定是放光效率好的材料。因此，目前的一般做法是將高熒光度的有機色素?fù)饺腚娮觽鬏攲又锌拷昭▊鬏攲拥牟糠郑卜Q為發(fā)光層，其體積比約為1%至3%。摻雜技術(shù)開發(fā)是提高原材料熒光量子吸收率的關(guān)鍵技術(shù)，一般選用熒光量子吸收率高的染料。

　　傳統(tǒng)上，陰極金屬材料采用低功率函數(shù)金屬材料(或合金)，如鎂合金，使電子從陰極注入電子傳輸層。此外，一種常見的方法是導(dǎo)入一層電子注入層，它構(gòu)成一種極薄的低功率函數(shù)金屬鹵化物或氧化物，如LiF或Li2O，可以大大降低陰極和電子傳輸層的能力，降低驅(qū)動電壓。

　　由于穴位傳輸層材料的HOMO值與ITO之間仍存在差距，此外，ITO陽極在長時間運行后可能會釋放氧氣，破壞有機層并產(chǎn)生暗點。因此，在ITO和穴位傳輸層之間，插入穴位注入層，其HOMO值介于ITO和穴位傳輸層之間，有利于穴位注入OLED元件，其膜的特性可以阻止ITO中的氧氣進入OLED元件，以延長元件的使用壽命。