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詹前煒
OLED概論
錸寶科技
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PM+AM SMOLED SOLUTION
● Founded in Mar/2000
● Capital : US$190 M
● ISO 9001/14001/QS9000/TS16949
- June/2003
● Employees : 904
● FAB I : PM Mono/AC/FC SMOLED
● FAB II : PM + AM Full-color
- 6 - floor clean rooms
- 7000 m2 / floor
- Move-in : Sep. 14, 2001
- Substrate : 370 x 470 mm
- Capacity : 500K/month
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OLED概論
1.前言
2.有機EL簡介
3.OLED基本結構
4.OLED產品生產流程
5.全彩化方式
6.驅動方式
7.OLED VS LCD
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☆ 資訊時代來臨,顯示器在人類視覺感官與電子機械所扮演的介
面功能越來越重要, 傳統的CRT顯示技術已無法滿足市場需求,
輕薄省電,高畫質的平面顯示器將成為未來顯示器的市場主流,
而其中PLED,OLED被視為FDP未來的明星產品.
1963年-Pope等人在10~20mm厚的晶體二端通電,觀察到發光
現象,但其驅動電壓卻必須高達100V以上才能發出微弱
的藍光.
1987年-Kodak實驗室Tang先生利用真空蒸鍍法技術,做出多層結
構,在低於10V的電壓驅動下大幅提昇發光效率,自此有機
發光二極體的研究,發展也隨著其發光亮度大放光明.
前言
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應用產品
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有機EL簡介
☆ EL(電激發光) 顯示器是指施加電流在可發光物質上以達到
發光效果的顯示器, 其發光原理和發光二極體(LED)的發光
原理相似.
EL
(Electro-
Luminescence)
無機
EL
有機
EL
小分子
高分子
OLED
(OEL)
PLED
OLED(Organic Light Emitting Diode)-有機發光二極體
PLED(Polymer Light Emitting Diode)-高分子發光二極體
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OLED顯示器特性
OLED PerformanceOLED Performance
•自發光(Self-Luminous),不需背光源(Backlight)
模組及彩色濾光片 (Color Filter)。
•重量輕,厚度薄(1 ~ 2 mm)。
•構造簡單,耐用性高,低成本。
•低驅動電壓(3 ~ 13 V) ,省電。
•廣視角( >160o )。
•高輝度(High Luminance-100 cd/m2)。
•發光效率高(16 lm/W)。
•對比高,暗視與亮視畫質皆優良。
•反應速度快(Fast Response----10 μs)。
•可撓性顯示器(Flexible Display)。
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OLED and LCD Comparison
OLED
Thickness
(Thin)
( B/L)
Low
power (w)
Angle of
View (180o)
Resolution
(gm)
Operation
Temp.
(Wide)
Response
time
Brightness
(cd/m2)
LCD
Low weight
OLED Display
Glass
ITO
Electrode
Seal
Glass
Organic Layer
Polarizer
LCD Display
Polarizer
Liquid Crystal
Crystal
Glass
ITO
ITO
Seal
Polarizer
Color Filter
Protection
Glass
Alignment
Layer
Spacer
Back Light
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Performances of Display
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OLED 基本結構
Glass
Anode
UV GlueHTL
EML Cathode
Getter
Cover Glass
Cover Glass:蓋板玻璃
Getter:吸水材
EML:發光層
HTL :電洞傳輸層
Anode:陽極(ITO)
Cathode:陰極
UV Glue:UV膠
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發光原理
☆ OLED的發光原理為利用材料特性,外加電壓於OLED元件,電
子由陰極,電洞由陽極注入元件,部份注入的電子,電洞在發光層
相互結合,並藉由放出光來釋出能量. 由於在不同材料內電洞
和電子的能階差不同,因而不同材料會產生不同波長的光線,
其中會放出可見光的材料就是OLED顯示器所應用的範圍.
Electron Injection
Cathode
Hole Injection
ITO Anode
EML
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OLED產品生產流程
基板玻璃
(ITO Glass)
黃光製程
(Photolithography Process)
薄膜製程
(Thin Film Process)
封裝製程
(Encapsulation Process)
模組製程
Module
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基板玻璃—ITO Glass
Glass
SiO2
ITO
鈉鹼玻璃
ITO
(indium tin oxide)
1.具有低阻抗
2.良好化學穩定性
3.在可見光範圍具有高穿透性
4.具有較高的功函數(Work Function)
PS:1.SiO2的功用在隔絕鈉鹼玻璃所產生
的金屬離子進入ITO造成干擾.
2.Work Function:物質上之電子要脫
離物質表面束縛所需要的能量.
ITO
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Photolithography Process
黃光製程
☆目的:利用光阻的特性,在玻璃基板上,建構出我們需要的基層
結構,以區分出陽極(Anode)、發光區(Light Area)及陰
極(Cathode)的範圍.
Photo 2 ITO Clean O2 Plasma Sputter
Laser MarkPhoto 1Photo 5Photo 4
ITO基板
黃光製程
ITO
完成黃光段之半成品
Glass
ITO
Glass
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Thin Film Process
薄膜製程
☆目的:將黃光段完成之基板鍍上所需之有機薄膜和陰極薄膜,
使其通入電流後,能以光之型態,放出能量。
高分子薄膜:Spin Coating(旋轉塗佈),包含兩層結構.
1.PEDOT:電洞傳輸層(HTL) --- Polymer I
2.PPV:發光層(EML) --- Polymer II
陰極薄膜:Vacuum Evaporation(真空蒸鍍),所用材料為具
有低功函數(Work Function)之導電物質,例如Ca,
Mg,Al等.
完成黃光段之半成品 完成鍍膜段之半成品
Cathode(Ba/Al)
EML
ETL
鍍膜製程
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封裝製程
☆目的: 利用特殊材料及方式將生產之半成品或成品密封,以
隔絕外界環境對半成品或成品造成影響及破壞.由於
OLED的有機發光材質以及低功函數電極容易因水
及氧的作用下發生反應, 進而造成材質的劣化,因此
為保持OLED的壽命與亮度,需將元件以特殊方式封
裝以避免水氣及氧氣對元件的破壞.
Encapsulation Process
完成鍍膜段之半成品 完成封裝段之半成品
Cover
Glass
吸水材
(Getter)
封裝製程 UV膠
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Module
模組製程
☆目的:切割裂片完成封裝製程的玻璃基板,再經過接合,組裝,
測試後成為商品.
封裝 全檢 切片 裂片 點亮
測試
貼偏光片 連接
驅動IC
商品Post
cure
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Drive IC
Package Application Type:
•COB: Chip on Board
•COF: Chip on Film
•TAB/ TCP: Tape Automated Bonding/ Tape Carrier
Package
•COG: Chip on Glass
•(FPC): Flexible Printed Circuit
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COB
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COF
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TAB
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COG
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有機EL全彩化方式
白光的光色
純度
光色轉換材
料的光色純
度及效率
三色發光材料
的定位,發光
材料的光色純
度及效率
開發技術關鍵
優佳佳對比
連續薄膜連續薄膜分隔發光層型態
差可優發光效率
全彩化方式
彩色濾光膜光色轉換獨立發光材料
R G B
藍光
R G B R G B
白光
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驅動方式
VddData Line
Select
主 動 驅 動被 動 驅 動
第1列
第n列
第1行 第n行
Column電極
Row電極
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Chromaticity Coordinates ( x,y)
( x,y ) tells what the “real”color is.
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光度學概論
•定義:光源在某一方向上,單位投影面積所發出的光強度。
•單位:cd/m2
輝度(Luminance)
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驅動方式比較
高成本,製程複雜.驅動電壓高,不利於大
畫面和高解析度顯示面
板.
缺點
驅動電壓低,發光元件
壽命長.
結構簡單,有利於製程
簡化和降低生產成本.優點
採用獨立的薄膜電晶體去控
制每個Pixel,每個Pixel皆可
以連續且獨立的驅動發光.
以掃描方式點亮陣列中的
Pixel,每個Pixel都是操作
在短脈衝模式下,為瞬間高
亮度發光.
驅動法
主動驅動被動驅動
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開發重點
1、增加發光效率:材料開發、元件結構
2、提升產品耐久度:材料純化、封裝方式
3、量產機制:量產技術與設備、量產製程確立
4、全彩化:對位技術、材料使用壽命
5、大尺寸:耗電量
6、主動式驅動
7、新應用領域之開拓
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OLED VS LCD
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OLED vs LCD Display Structure
OLED Display
Polarizer
Glass
ITO
Electrod
e
Seal
Glass
Organic
Layer
L C D D isp lay
P o la rize r
L iqu id C rysta l
G lass
ITO
ITO
S ea l
P o la rize r
C o lo r F ilte r
G lass
A lignm en t
Layer
Spacer
PLED Display
LCD Display
Glass
ITO
seal
Electrode
Organic
layer
Glass
Glass Color Filter
ITO
seal
ITO
Glass
Alignment layer
spacer
Liquid crystal
OLED Display
LCD Display
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OLED VS LCD
0oC~50oC-40oC~60oC操作溫度
4~8lm/W10lm/W光電效率
>100:1>100:1對比
>120o>160o視角廣度
40 μs10 μs反應時間
應用在手機顯示器,在10克以下應用在手機顯示器,會比LCD面板輕面板重量
含背光有5mm1mm~1.8mm面板厚度
背光源面板耗電量大較LCD面板低,約為TFT-
LCD的三分之二
耗電量
需要背光源自發光發光方式
LCD面板OLED面板項目
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LTPS
LTPS (Low Temperature Poly Silicon)低溫多晶矽
就是在攝氏600oC或更低的溫度下經過
雷射回火 (Laser anneal)的製程步驟所生產的多晶矽,
具有高開口率、可內建驅動IC等
週邊電路於玻璃基板上、 TFT 反應速度更快且
面積縮小、接點數及零件數減少、系統設計簡單化,
面板可靠度提升,以及降低材料成本等優點。
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LTPS
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THANK YOU !THANK YOU !THANK YOU !
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