OLED的基本結(jié)構(gòu)是在銦錫氧化物（ITO）玻璃上制作一層幾十納米厚的有機(jī)發(fā)光材料作發(fā)光層，發(fā)光層上方有一層低功函數(shù)的金屬電極，構(gòu)成如三明治的結(jié)構(gòu)。

OLED的基本結(jié)構(gòu)主要包括：

基板（透明塑料、玻璃、金屬箔）——基層用來支撐整個OLED。

陽極（透明）——陽極在電流流過設(shè)備時消除電子（增加電子“空穴”）。

空穴傳輸層——該層由有機(jī)材料分子構(gòu)成，這些分子傳輸由陽極而來的“空穴”。

發(fā)光層——該層由有機(jī)材料分子（不同于導(dǎo)電層）構(gòu)成，發(fā)光過程在這一層進(jìn)行。

電子傳輸層——該層由有機(jī)材料分子構(gòu)成，這些分子傳輸由陰極而來的“電子”。 

陰極（可以是透明的，也可以不透明，視OLED類型而定）——當(dāng)設(shè)備內(nèi)有電流流通時，陰極會將電子注入電路。

OLED是雙注入型發(fā)光器件，在外界電壓的驅(qū)動下，由電極注入的電子和空穴在發(fā)光層中復(fù)合形成處于束縛能級的電子空穴對即激子，激子輻射退激發(fā)發(fā)出光子，產(chǎn)生可見光。為增強(qiáng)電子和空穴的注入和傳輸能力，通常在ITO與發(fā)光層之間增加一層空穴傳輸層，在發(fā)光層與金屬電極之間增加一層電子傳輸層，從而提高發(fā)光性能。其中，空穴由陽極注入，電子由陰極注入。空穴在有機(jī)材料的較高占據(jù)分子軌道（HOMO）上跳躍傳輸，電子在有機(jī)材料的較低位占據(jù)分子軌道（LUMO）上跳躍傳輸。

OLED的發(fā)光過程通常有以下5個基本階段：

載流子注入：在外加電場作用下，電子和空穴分別從陰極和陽極向夾在電極之間的有機(jī)功能層注入。

載流子傳輸：注入的電子和空穴分別從電子傳輸層和空穴傳輸層向發(fā)光層遷移。

載流子復(fù)合：電子和空穴注入到發(fā)光層后，由于庫倫力的作用束縛在一起形成電子空穴對，即激子。

激子遷移：由于電子和空穴傳輸?shù)牟黄胶猓ぷ拥闹饕纬蓞^(qū)域通常不會覆蓋整個發(fā)光層，因而會由于濃度梯度產(chǎn)生擴(kuò)散遷移。

激子輻射退激發(fā)出光子：激子輻射躍遷，發(fā)出光子，釋放能量。

OLED發(fā)光的顏色取決于發(fā)光層有機(jī)分子的類型，在同一片OLED上放置幾種有機(jī)薄膜，就構(gòu)成彩色顯示器。光的亮度或強(qiáng)度取決于發(fā)光材料的性能以及施加電流的大小，對同一OLED，電流越大，光的亮度就越高。

OLED的制造原理

OLED組件系由n型有機(jī)材料、p型有機(jī)材料、陰極金屬及陽極金屬所構(gòu)成。電子(空穴)由陰極(陽極)注入，經(jīng)過n型(p型)有機(jī)材料傳導(dǎo)至發(fā)光層(一般為n型材料)，經(jīng)由再結(jié)合而放光。一般而言，OLED元件制作的玻璃基板上先濺鍍ITO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(jī)材料，及低功函數(shù)之金屬陰極。由于有機(jī)材料易與水氣或氧氣作用，產(chǎn)生暗點(diǎn)(Dark spot)而使元件不發(fā)亮。因此此元件于真空鍍膜完畢后，必須于無水氣及氧氣之環(huán)境下進(jìn)行封裝工藝。 c

在陰極金屬與陽極ITO之間，目前廣為應(yīng)用的元件結(jié)構(gòu)一般而言可分為5層。如圖所示，從靠近ITO側(cè)依序?yàn)椋嚎昭ㄗ⑷雽印⒖昭▊鬏攲印l(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層。

而至于電子傳輸層，系為n型之有機(jī)材料，其特性為具有較高之電子遷移率，當(dāng)電子由電子傳輸層至空穴電子傳輸層介面時，由于電子傳輸層之較低非占據(jù)分子軌域較空穴傳輸層之LUMO高出甚多，電子不易跨越此一能障進(jìn)入空穴傳輸層，遂被阻擋于此介面。此時空穴由空穴傳輸層傳至介面附近與電子再結(jié)合而產(chǎn)生激子(Exciton)，而Exciton會以放光及非放光之形式進(jìn)行能量釋放。以一般螢光材料系統(tǒng)而言，由選擇率之計算僅得25%之電子空穴對系以放光之形式做再結(jié)合，其余75%之能量則以放熱之形式散逸。近年來，正積極被開發(fā)磷光材料成為新一代的OLED材料，此類材料可打破選擇率之限制，以提高內(nèi)部量子效率至接近準(zhǔn)確。

在兩層元件中，n型有機(jī)材料－即電子傳輸層－亦同時被當(dāng)作發(fā)光層，其發(fā)光波長系由HOMO及LUMO之能量差所決定。然而，好的電子傳輸層－即電子遷移率高之材料－并不一定為放光效率佳之材料，因此目前一般之做法，系將高螢光度的有機(jī)色料，摻雜(Doped)于電子傳輸層中靠近空穴傳輸層之部分，又稱為發(fā)光層，其體積比約為1%至3%。摻雜技術(shù)開發(fā)系用于增強(qiáng)原材料之螢光量子吸收率的重點(diǎn)技術(shù)，一般所選擇的材料為螢光量子吸收率高的染料。

陰極之金屬材料，傳統(tǒng)上系使用低功函數(shù)之金屬材料(或合金)，如合金鎂，以利電子由陰極注入至電子傳輸層，此外一種普遍之做法，系導(dǎo)入一層電子注入層，其構(gòu)成為一極薄之低功函數(shù)金屬鹵化物或氧化物，如LiF或Li2O，此可大幅降低陰極與電子傳輸層之能障，降低驅(qū)動電壓。包頭市鑭系新材料科技有限公司在金屬靶材及金屬鹵化物方面擁有自己核心專利技術(shù)，擁有成熟的產(chǎn)品及解決方案，在國內(nèi)外光電行業(yè)多家企業(yè)擁有大量成功案例！

由于空穴傳輸層材料之HOMO值與ITO仍有差距，此外ITO陽極在長時間操作后，有可能釋放出氧氣，并破壞有機(jī)層產(chǎn)生暗點(diǎn)。故在ITO及空穴傳輸層之間，插入一空穴注入層，其HOMO值恰介于ITO及空穴傳輸層之間，有利于空穴注入OLED元件，且其薄膜之特性可阻隔ITO中之氧氣進(jìn)入OLED元件，以延長元件壽命。

OLED的制備工藝

OLED因其構(gòu)造簡單，所以生產(chǎn)流程不像LCD制造程序那樣繁復(fù)。但由于現(xiàn)今OLED制程設(shè)備還在不斷改良階段，并沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的量產(chǎn)技術(shù)，而主動與被動驅(qū)動以及全彩化方法的不同都會影響OLED的制程和機(jī)組的設(shè)計。但是，整個生產(chǎn)過程需要潔凈的環(huán)境和配套的工藝和設(shè)備。改善器件的性能不僅要從構(gòu)成器件的基礎(chǔ)，即材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)入手，提高材料性能和豐富材料的種類；還要深入了解器件的物理過程和內(nèi)部的物理機(jī)制，有針對性地改進(jìn)器件的結(jié)構(gòu)以提高器件的性能。兩者相輔相成，不斷推進(jìn)OLED技術(shù)的發(fā)展。

ITO基板預(yù)處理工藝

首先需要準(zhǔn)備導(dǎo)電性能好和透射率高的導(dǎo)電玻璃，通常使用ITO玻璃。高性能的ITO玻璃加工工藝比較復(fù)雜，市面上可以直接買到。ITO作為電極，需要特定的形狀、尺寸和圖案來滿足器件設(shè)計的要求，可委托廠家按要求進(jìn)行切割和通過光刻形成圖案，也可在實(shí)驗(yàn)室自己進(jìn)行ITO玻璃的刻蝕，得到所需的基片和電極圖形。基片表面的平整度、清潔度都會影響有機(jī)薄膜材料的生長情況和OLED性能，必須對ITO表面進(jìn)行嚴(yán)格清洗。

常用的ITO薄膜表面預(yù)處理方法為：化學(xué)方法（酸堿處理）和物理方法（O2等離子體處理、惰性氣體濺射）。

酸堿處理

固體表面的結(jié)構(gòu)和組成都與內(nèi)部不同，處于表面的原子或離子表現(xiàn)為配位上的不飽和性，這是由于形成固體表面時被切斷的化學(xué)鍵造成的。

正是由于這一原因，固體表面極易吸附外來原子，使表面產(chǎn)生污染。因環(huán)境空氣中存在大量水份，所以水是固體表面常見的污染物。

由于金屬氧化物表面被切斷的化學(xué)鍵為離子鍵或強(qiáng)極性鍵，易與極性很強(qiáng)的水分子結(jié)合，因此，絕大多數(shù)金屬氧化物的清潔表面，都是被水吸附污染了的。

在多數(shù)情況下，水在金屬氧化物表面然后解離吸附生成OH-及H+，其吸附中心分別為表面金屬離子以及氧離子。

根據(jù)酸堿理論，M+是酸中心，O-是堿中心，此時水解離吸附是在一對酸堿中心進(jìn)行的。

在對ITO表面的水進(jìn)行解離之后，再使用酸堿處理ITO金屬氧化物表面時，酸中的H+、堿中的OH-分別被堿中心和酸中心吸附，形成一層偶極層，因而改變了ITO表面的功函數(shù)。 

等離子體處理

等離子體的作用通常是改變表面粗糙度和提高功函數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)，等離子作用對表面粗糙度的影響不大，只能使ITO的均方根粗糙度從1.8nm降到1.6nm，但對功函數(shù)的影響卻較大。用等離子體處理提高功函數(shù)的方法也不盡相同。

氧等離子處理是通過補(bǔ)充ITO表面的氧空位來提高表面氧含量的。

操作方法為：將ITO基片依次在清洗液、去離子水、乙醇和丙酮的混合液、去離子水超聲清洗以除去基片表面物理吸附和化學(xué)吸附的污染物，然后將清洗干凈的基片放到潔凈工作臺內(nèi)，烘烤或者用高速噴出的氮?dú)獯蹈蒊TO表面，然后對ITO表面進(jìn)行氧等離子體轟擊或者紫外臭氧處理。ITO玻璃的預(yù)處理有利于除去ITO表面可能的污染物，提高ITO表面的功函數(shù)，減小ITO電極到有機(jī)功能材料的空穴注入勢壘。

成膜技術(shù)

制備OLED材料包括有機(jī)小分子、高分子聚合物、金屬及合金等。大部分有機(jī)小分子薄膜通過真空熱蒸鍍來制備，可溶性有機(jī)小分子和聚合物薄膜可通過更為簡單、快速和低成本的溶液法制備，先后開發(fā)出了旋涂法、噴涂法、絲網(wǎng)印刷、激光轉(zhuǎn)印等技術(shù)。金屬及合金薄膜通常采用真空熱蒸鍍來制備，為了實(shí)現(xiàn)全溶液法制備OLED，也開發(fā)了基于液態(tài)金屬如導(dǎo)電銀漿刷涂的溶液制備方法。

真空熱蒸鍍

傳統(tǒng)熱蒸鍍的真空度大致在10-4 Pa以上，真空度越高，形成薄膜的缺陷越少，膜中材料純度越高。有機(jī)材料在真空下加熱，依材料特性不同，有些材料會先液化再氣化，有些則直接升華，然后以一定的初始速度脫離材料表面向外飛散，運(yùn)動到ITO表面，冷卻沉積下來形成一層薄膜。如果真空度低于10-4 Pa，真空腔內(nèi)充斥著水分子、氧分子和其他雜質(zhì)氣體在蒸發(fā)過程中與有機(jī)小分子材料相互碰撞，將嚴(yán)重降低成膜質(zhì)量，甚至使器件性能降低乃至失效。在OLED研究初期，一般使用機(jī)械泵、分子泵聯(lián)動的兩級抽真空系統(tǒng)保證高真空度。近年來，在分子泵之后用濺射離子泵可抽到超高真空來制備高性能OLED。檢測腔體真空度的設(shè)備有兩種：用于測量0.1 Pa以下低真空的熱傳導(dǎo)真空規(guī)，即熱偶規(guī)和電阻規(guī)，用于測量0.1 Pa以上高真空的電離規(guī)。功能層的厚度用振蕩晶片檢測，有機(jī)材料的蒸鍍速率一般為0.5~2 ?/s；金屬的蒸鍍速率一般為2~5 ?/s，厚度為80~100 nm。

旋轉(zhuǎn)涂覆 

制備有機(jī)小分子OLED，蒸鍍小分子和金屬需要采用真空熱蒸鍍技術(shù)，設(shè)備的成本高、維護(hù)復(fù)雜。有機(jī)聚合物的分子量較大且加熱時容易分解，因而須采用溶液法制備聚合物薄膜，成本相對較低，且成膜過程簡單、快速、薄膜均勻、致密。旋轉(zhuǎn)涂覆法是預(yù)先將基片吸附在旋涂儀的旋轉(zhuǎn)臺上，然后將預(yù)先配制好的溶液滴在基片中央局部或覆蓋整個基片，通過基片高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力將大部分溶液甩出基片，由于溶液與基片的摩擦力以及溶液本身的黏度，在基片上留下一層薄膜。旋轉(zhuǎn)成膜的厚度主要取決于溶液的濃度、黏度，溶劑的揮發(fā)速度，以及旋轉(zhuǎn)速度、旋轉(zhuǎn)時間。溶劑的性質(zhì)，如沸點(diǎn)、極性等，對聚合物薄膜的形貌有很大影響。旋涂法具備溶液法成膜的優(yōu)勢，但大量的溶液在旋涂的過程中被甩出基片外浪費(fèi)了，不太適合大面積器件，無法實(shí)現(xiàn)全彩顯示，因而該技術(shù)在大規(guī)模量產(chǎn)中并不適用。

噴墨打印

與旋涂相比，噴墨打印技術(shù)大大減少了材料的浪費(fèi)，并能實(shí)現(xiàn)圖案化、全彩打印，適用于制備大面積器件。例如卷對卷（roll-to-roll, R2R）噴墨印刷設(shè)備可以不受基片尺寸的限制，實(shí)現(xiàn)大面積器件的制備。噴墨打印是一種非接觸、無壓力、無印版的印刷技術(shù)，預(yù)先將各種不同的功能材料制成墨水灌裝到墨盒，通過計算機(jī)將圖文信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字脈沖信號，然后控制噴嘴移動和墨滴形成，并利用外力將墨滴擠出，墨滴噴射沉積到相應(yīng)位置形成所需圖案，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、定量、定位沉積，完成然后的印制品。噴墨打印技術(shù)的關(guān)鍵有墨水的研制、打印頭與打印系統(tǒng)的設(shè)計、溶劑揮發(fā)控制等。其中，高分子聚合物墨水的研制尤為重要，因?yàn)閲姵鲆旱蔚木鶆蛐灾饕Q于墨水的物理特性，如適當(dāng)?shù)酿ば院捅砻鎻埩ΑＭㄟ^噴墨打印技術(shù)，可將PLED平板顯示器帶入大尺寸領(lǐng)域。

激光熱轉(zhuǎn)印

激光熱轉(zhuǎn)印是一種全彩色AMOLED像素圖形制備技術(shù)，具有精度高、分辨率高、可靠性好、轉(zhuǎn)印的薄膜厚度均勻、可實(shí)現(xiàn)多層薄膜轉(zhuǎn)移、適用于大尺寸基板的優(yōu)勢，是制備高分辨率、大尺寸、全彩色AMOLED的理想方法。激光熱轉(zhuǎn)印技術(shù)制備AMOLED，是通過一套供體膠片、一組高精度激光成像系統(tǒng)和一副襯底完成。具體過程包括：首先將熱轉(zhuǎn)印的供體壓在襯底上，供體與襯底受體表面必須緊密接觸；然后用激光對供體的成像模板曝光，使成像圖案從供體與受體接觸的表面向受體傳輸層釋放，然后附著在受體的表面?zhèn)鬏攲由希蝗缓髮⒐w剝離，完成曝光區(qū)域內(nèi)的高分辨率條紋的印制。大環(huán)境下進(jìn)行的激光熱轉(zhuǎn)印技術(shù)制備的OLED的效率和色純度可與真空熱蒸鍍的小分子OLED相媲美。

陰極工藝

傳統(tǒng)的陰極制備方法是將固體塊狀、條狀或絲狀銀、鎂、鋁、鐿等金屬通過真空熱蒸鍍搭配金屬掩膜板得到所需薄膜圖形。近年來，由于制備工藝簡單、設(shè)備成本低，快速發(fā)展的濕法制備技術(shù)正不斷向產(chǎn)業(yè)化方向的大規(guī)模生產(chǎn)邁進(jìn)。要實(shí)現(xiàn)全濕法制備OLED，陰極的濕法制備工藝需要緊跟有機(jī)功能層濕法制備的發(fā)展步伐。經(jīng)過配置墨水、成膜和后處理得到的陰極導(dǎo)電率正逐步逼近真空蒸鍍陰極的水平。其中，銀納米顆粒是濕法制備電極的研究熱點(diǎn)。

封裝技術(shù)

提高OLED的壽命達(dá)到商業(yè)化水平是實(shí)現(xiàn)OLED產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵問題之一，而水氧和灰塵接觸電極甚至有機(jī)層會導(dǎo)致OLED的電極出現(xiàn)氣泡，工作狀態(tài)下發(fā)光區(qū)域出現(xiàn)黑斑，加速器件老化，降低OLED的穩(wěn)定性。通過器件封裝隔絕水氧和灰塵是提高OLED壽命的有效途徑。目前常用的封裝技術(shù)有玻璃或金屬蓋板封裝、薄膜封裝、銦封接、熔塊熔接密封等。傳統(tǒng)的蓋板封裝是在充滿惰性氣體的手套箱內(nèi)，用環(huán)氧樹脂紫外固化膠將玻璃基板和玻璃或金屬蓋板粘接，從而將夾在蓋板、基板間的有機(jī)層和電極密封，隔絕外界大氣中的氧氣、水汽和灰塵。為了防止密封環(huán)境中仍殘留少量水氧，可提前加入干燥劑。薄膜封裝是采用一定的薄膜沉積技術(shù)制備保護(hù)層來替代蓋板加密封膠的組合。目前薄膜封裝包括無機(jī)薄膜封裝、有機(jī)薄膜封裝以及有機(jī)/無機(jī)交替的復(fù)合薄膜封裝等。銦封接是電真空器件工業(yè)中常用的一種軟金屬真空封接方法，主要用于連接玻璃、陶瓷等材料來完成對器件的密封。銦具有熔點(diǎn)低、塑性好等特點(diǎn)，使銦封接具有許多優(yōu)勢，如封接溫度低、兼容性好、封接應(yīng)力小、精度高等。目前銦封接應(yīng)用于OLED的封接還處于探索階段。熔塊熔接密封在OLED的封接中得到越來越廣泛的應(yīng)用，是在底層基板上制作OLED像素陣列，在頂層基板上制作面積相當(dāng)?shù)牟煌该鞯娜蹓K層，隨后將頂層基板和底層基板面對面放置，中間留有空隙，然后用激光或紅外射線通過掩膜板定點(diǎn)照射熔塊密封部件，使其熔融連接熔塊層和底層基板，同時環(huán)狀包圍電致發(fā)光陣列。熔塊密封部件再固化后與熔塊層以及底層基板形成密封區(qū)域，將其中的發(fā)光陣列保護(hù)。

OLED的彩色化技術(shù)

顯示器全彩色是檢驗(yàn)顯示器是否在市場上具有競爭力的重要標(biāo)志，因此許多全彩色化技術(shù)也應(yīng)用到了OLED顯示器上，按面板的類型通常有下面三種:RGB象素獨(dú)立發(fā)光，光色轉(zhuǎn)換(Color Conversion)和彩色濾光膜(Color Filter)。 

RGB象素獨(dú)立發(fā)光

利用發(fā)光材料獨(dú)立發(fā)光是目前采用較多的彩色模式。它是利用精密的金屬蔭罩與CCD象素對位技術(shù)，首先制備紅、綠、藍(lán)三基色發(fā)光中心，然后調(diào)節(jié)三種顏色組合的混色比，產(chǎn)生真彩色，使三色OLED元件獨(dú)立發(fā)光構(gòu)成一個象素。該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵在于提高發(fā)光材料的色純度和發(fā)光效率，同時金屬蔭罩刻蝕技術(shù)也至關(guān)重要。

目前，有機(jī)小分子發(fā)光材料AlQ3是很好的綠光發(fā)光小分一于材料，它的綠光色純度，發(fā)光效率和穩(wěn)定性都很好。但OLED較好的紅光發(fā)光小分子材料的發(fā)光效率只有31m/W，壽命1萬小時，藍(lán)色發(fā)光小分子材料的發(fā)展也是很慢和很困難的。有機(jī)小分子發(fā)光材料面臨的較大瓶頸在于紅色和藍(lán)色材料的純度、效率與壽命。但人們通過給主體發(fā)光材料摻雜，已得到了色純度、發(fā)光效率和穩(wěn)定性都比較好的藍(lán)光和紅光。

高分子發(fā)光材料的優(yōu)點(diǎn)是可以通過化學(xué)修飾調(diào)節(jié)其發(fā)光波長，現(xiàn)已得到了從藍(lán)到綠到紅的覆蓋整個可見光范圍的各種顏色，但其壽命只有小分子發(fā)光材料的十分之一，所以對高分子聚合物，發(fā)光材料的發(fā)光效率和壽命都有待提高。不斷地開發(fā)出性能優(yōu)良的發(fā)光材料應(yīng)該是材料開發(fā)工作者的一項(xiàng)艱巨而長期的課題。

隨著OLED顯示器的彩色化、高分辨率和大面積化，金屬蔭罩刻蝕技術(shù)直接影響著顯示板畫面的質(zhì)量，所以對金屬蔭罩圖形尺寸精度及定位精度提出了更加苛刻的要求。

光色轉(zhuǎn)換

光色轉(zhuǎn)換是以藍(lán)光OLED結(jié)合光色轉(zhuǎn)換膜陣列，首先制備發(fā)藍(lán)光OLED的器件，然后利用其藍(lán)光激發(fā)光色轉(zhuǎn)換材料得到紅光和綠光，從而獲得全彩色。該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵在于提高光色轉(zhuǎn)換材料的色純度及效率。這種技術(shù)不需要金屬蔭罩對位技術(shù)，只需蒸鍍藍(lán)光OLED元件，是未來大尺寸全彩色OLED顯示器極具潛力的全彩色化技術(shù)之一。但它的缺點(diǎn)是光色轉(zhuǎn)換材料容易吸收環(huán)境中的藍(lán)光，造成圖像對比度下降，同時光導(dǎo)也會造成畫面質(zhì)量降低的問題。

彩色濾光膜 

此種技術(shù)是利用白光OLED結(jié)合彩色濾光膜，首先制備發(fā)白光OLED的器件，然后通過彩色濾光膜得到三基色，再組合三基色實(shí)現(xiàn)彩色顯示。該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵在于獲得高效率和高純度的白光。它的制作過程不需要金屬蔭罩對位技術(shù)，可采用成熟的液晶顯示器LCD的彩色濾光膜制作技術(shù)。所以是未來大尺寸全彩色OLED顯示器具有潛力的全彩色化技術(shù)之一，但采用此技術(shù)使透過彩色濾光膜所造成光損失高達(dá)三分之二。

RGB象素獨(dú)立發(fā)光，光色轉(zhuǎn)換和彩色濾光膜三種制造OLED顯示器全彩色化技術(shù)，各有優(yōu)缺點(diǎn)。可根據(jù)工藝結(jié)構(gòu)及有機(jī)材料決定。 

OLED蒸鍍技術(shù)

究竟什么是蒸鍍？這得從OLED的結(jié)構(gòu)講起。典型結(jié)構(gòu)是在ITO玻璃上制作一層幾十納米厚的發(fā)光材料——也是人們通常所說OLED屏幕像素自發(fā)光材料，發(fā)光層上方有一層金屬電極，電極加電壓，發(fā)光層產(chǎn)生光輻射；從陰陽兩級分別注入電子和空穴，被注入的電子和空穴在有機(jī)層傳輸，并在發(fā)光層復(fù)合，激發(fā)發(fā)光層分子產(chǎn)生單態(tài)激子，單態(tài)激子輻射衰減發(fā)光。

這解釋得有些復(fù)雜了，不過大致上是你看到的紅綠藍(lán)三個次像素會自己發(fā)光就對了。當(dāng)然了，具體到整塊面板，結(jié)構(gòu)也就復(fù)雜很多，包括次像素間需要隔離柱、絕緣層之類。AMOLED則還有TFT backplane這種控制每個像素開關(guān)的東西。

這種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，靠人手用小刀去微雕是不可能的。如果將這些結(jié)構(gòu)付諸實(shí)現(xiàn)，是制造工藝的問題了。OLED的制造工藝涉及到ITO玻璃洗凈、光刻處理之類的東西，都需要很高科技、我們一般人沒見過的技術(shù)去搞定，總之是通過光刻就能在基板上形成電極圖案、ITO圖案、隔離柱圖案等等。 

隨后的工藝部分，在OLED面板的制造上才顯得至關(guān)重要，即蒸鍍。真空腔室內(nèi)，把ITO玻璃基板放置在可加熱的旋轉(zhuǎn)樣品托架上，然后放把火在下面燒坩堝（當(dāng)然不是真的放把火），你看到的發(fā)光材料就這么蒸上去了。是的，紅綠藍(lán)三色燈泡（當(dāng)然不是真的燈泡）就這么蒸上去了。

說得高大上一點(diǎn)，蒸鍍是真空中通過電流加熱，電子束轟擊加熱和激光加熱等方法，使被蒸材料蒸發(fā)成原子或分子，它們隨即以較大的自由程作直線運(yùn)動，碰撞基片表面而凝結(jié)，形成薄膜。

可以說，蒸鍍是OLED制造工藝的精華部分，而且不僅是發(fā)光材料，金屬電極等等之類也是這么蒸上去的。雖然我們把蒸鍍說得跟蒸饅頭一樣，但實(shí)際操作還是非常復(fù)雜的，比如如何控制像素區(qū)域，像素要怎么對齊，還有控制蒸上去的薄膜厚度，什么前處理、蒸鍍室的真空度等，都不是我們一般人可以參透的。除了蒸鍍之外，隨后還有點(diǎn)膠、封裝、老化、切割、測試等等過程。

實(shí)際上，蒸鍍也的確是OLED屏幕成本高的一個重要原因， LG是因?yàn)橘I不到太多蒸鍍機(jī)，所以才沒有搞定iPhone 8訂單的。

OLED驅(qū)動技術(shù)

除了在制程工藝、設(shè)備、原材料及器件結(jié)構(gòu)設(shè)計上進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)以外，重要的措施是需要在驅(qū)動方式及驅(qū)動電路設(shè)計上進(jìn)行改善。

PMOLED驅(qū)動技術(shù)

無源驅(qū)動矩陣的像素由陰極和陽極單純基板構(gòu)成，陽極和陰極的交叉部分可以發(fā)光，驅(qū)動用IC需要由TCP或COG等連接方式進(jìn)行外裝。顯示基板上的顯示區(qū)域僅僅是發(fā)光象素（電極，各功能層），所有的驅(qū)動和控制功能由集成IC完成（IC 可以置于在基板外或者基板上非顯示區(qū)域），PMOLED面板電路如圖所示。無源驅(qū)動分為靜態(tài)驅(qū)動電路和動態(tài)驅(qū)動電路。

靜態(tài)驅(qū)動 

各有機(jī)電致發(fā)光像素的相同電極（比如，陰極）是連在一起引出的，各像素的另一電極（比如，陽極）是分立引出的；分立電極上施加的電壓決定對應(yīng)像素是否發(fā)光。在一幅圖象的顯示周期中，像素發(fā)光與否的狀態(tài)是不變的。若要一個像素發(fā)光只要讓恒流源的電壓與陰極的電壓之差大于像素發(fā)光值的前提下，像素將在恒流源的驅(qū)動下發(fā)光，若要一個像素不發(fā)光就將它的陽極接在一個負(fù)電壓上，就可將它反向截止。但是在圖像變化比較多時可能出現(xiàn)交叉效應(yīng)，為了避免這一現(xiàn)象，必須采用交流驅(qū)動的形式。靜態(tài)驅(qū)動電路一般用于段式顯示屏的驅(qū)動上。

動態(tài)驅(qū)動 

顯示屏上象素的兩個電極做成了矩陣型結(jié)構(gòu)，即水平一組顯示像素的同一性質(zhì)的電極是共用的，縱向一組顯示像素的相同性質(zhì)的另一電極是共用的。如果象素可分為N行和M列，就可有N個行電極和M個列電極，我們分別把它們稱為行電極和列電極。 為了點(diǎn)亮整屏象素，將采取逐行點(diǎn)亮或者逐列點(diǎn)亮、點(diǎn)亮整屏象素時間小于人眼視覺暫留極限20 ms的方法，該方法對應(yīng)的驅(qū)動方式就叫做動態(tài)驅(qū)動法。在實(shí)際電路驅(qū)動的過程中，要逐行點(diǎn)亮或者要逐列點(diǎn)亮像素，通常采用逐行掃描的方式，行掃描，列電極為數(shù)據(jù)電極。實(shí)現(xiàn)方式是：循環(huán)地給每行電極施加脈沖，同時所有列電極給出該行像素的驅(qū)動電流脈沖，從而實(shí)現(xiàn)一行所有像素的顯示。該行不再同一行或同一列的像素就加上反向電壓使其不顯示，以避免“交叉效應(yīng)”，這種掃描是逐行順序進(jìn)行的，掃描所有行所需時間叫做幀周期。

在一幀中每一行的選擇時間是均等的。假設(shè)一幀的掃描行數(shù)為N，掃描一幀的時間為1，那么一行所占有的選擇時間為一幀時間的1/N該值被稱為占空比系數(shù)。在同等電流下，掃描行數(shù)增多將使占空比下降，從而引起有機(jī)電致發(fā)光像素上的電流注入在一幀中的有效下降，降低了顯示質(zhì)量。因此隨著顯示像素的增多，為了保證顯示質(zhì)量，就需要適度地提高驅(qū)動電流或采用雙屏電極機(jī)構(gòu)以提高占空比系數(shù)。

除了由于電極的共用形成交叉效應(yīng)外，OLED顯示屏中像素發(fā)光的機(jī)理是正負(fù)電荷載流子復(fù)合形成發(fā)光，只要組成它們結(jié)構(gòu)的任何一種功能膜是直接連接在一起的，那兩個發(fā)光像素之間就可能有相互串?dāng)_的現(xiàn)象，即一個像素發(fā)光，另一個像素也可能發(fā)出微弱的光。這種現(xiàn)象主要是因?yàn)橛袡C(jī)功能薄膜厚度均勻性差，薄膜的橫向絕緣性差造成的。從驅(qū)動的角度，為了減緩這種不利的串?dāng)_，采取反向截止法也是一行之有效的方法。

帶灰度控制的顯示：顯示器的灰度等級是指黑白圖像由黑色到白色之間的亮度層次。灰度等級越多，圖像從黑到白的層次就越豐富，細(xì)節(jié)也就越清晰。灰度對于圖像顯示和彩色化都是一個非常重要的指標(biāo)。一般用于有灰度顯示的屏多為點(diǎn)陣顯示屏，其驅(qū)動也多為動態(tài)驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)灰度控制的幾種方法有：控制法、空間灰度調(diào)制、時間灰度調(diào)制。

AMOLED驅(qū)動技術(shù)

與PMOLED不同，AMOLED是在每一個像素單元布置了2個晶體管及1個電容（即2T1C），這是AMOLED基本的像素驅(qū)動電路方式，考慮到亮度均勻性等性能補(bǔ)償，也可以設(shè)計更多的晶體管和電容。有源驅(qū)動的每個像素配備具有開關(guān)功能的薄膜晶體管，而且每個像素配備一個電荷存儲電容，外圍驅(qū)動電路和顯示陣列整個系統(tǒng)集成在同一玻璃基板上。有源矩陣的驅(qū)動電路藏于顯示屏內(nèi)，更易于實(shí)現(xiàn)集成度和小型化。另外由于解決了外圍驅(qū)動電路與屏的連接問題，這在一定程度上提高了成品率和可靠性。有源驅(qū)動突出的特點(diǎn)是恒流驅(qū)動電路集成在顯示屏上，而且每一個發(fā)光像素對應(yīng)其矩陣尋址用薄膜晶體管，驅(qū)動發(fā)光包含薄膜晶體管、電荷存儲電容等。

有源驅(qū)動屬于靜態(tài)驅(qū)動方式，具有存儲效應(yīng)，可進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載驅(qū)動，這種驅(qū)動不受掃描電極數(shù)的限制，可以對各像素獨(dú)立進(jìn)行選擇性調(diào)節(jié)，無占空比問題，易于實(shí)現(xiàn)高亮度和高分辨率。有源驅(qū)動由于可以對低亮度的紅色和藍(lán)色像素獨(dú)立進(jìn)行灰度調(diào)節(jié)驅(qū)動，這更有利于OLED彩色化實(shí)現(xiàn)。OLED顯示器件具有二極管特性，因此原則上為單向直流驅(qū)動。但是由于有機(jī)發(fā)光薄膜的厚度在納米量級，發(fā)光面積尺寸一般大于100微米，器件具有很明顯的電容特性，為了提高顯示器件的刷新頻率，對不發(fā)光的像素對應(yīng)的電容進(jìn)行快速放電。目前很多驅(qū)動電路采用正向恒流反向恒壓的驅(qū)動模式。

在實(shí)際產(chǎn)品中，各種影響AMOLED圖像質(zhì)量的因素更復(fù)雜，有的是某一種因素起主導(dǎo)作用，有的可能是多種因素共同作用的結(jié)果，針對導(dǎo)致AMOLED圖像質(zhì)量劣化的因素，業(yè)界研究了各種驅(qū)動補(bǔ)償技術(shù)及相應(yīng)的補(bǔ)償電路，可大致分為電壓補(bǔ)償法、電流補(bǔ)償法、數(shù)字驅(qū)動補(bǔ)償法、外部補(bǔ)償法等。相對于工藝技術(shù)和設(shè)備技術(shù)改進(jìn)AMOLED圖像質(zhì)量劣化，采用電路改進(jìn)的手段更為快捷。驅(qū)動補(bǔ)償技術(shù)是AMOLED驅(qū)動的關(guān)鍵和難點(diǎn)，也是AMOLED驅(qū)動相比TFT LCD驅(qū)動的特別之處。

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