OLED
有機電激發光材料與元件
Organic Electroluminescent Materials & Devices
本 章 章 節
1.1 前 言
1.2 應用與發展
1.3 廠商概況
第一節
前 言
1.1 前 言
為迎接「4C」，即電腦（Computer）、通 訊（Communication）、消費性電子器材
（Consumer electronics）、汽車電子
（Car electronics）及「3G」（即第三代 行動電話）時代的來臨，如圖1-1，現今的 平面顯示器顯然已不符合需求。
近來有機發光二極體（Organic Light
Emitting Diode，簡稱OLED）已成為國內 外非常熱門的新興平面顯示器產業。
各代行動通訊的演進
圖 1-1 各代行動通訊的演進
OLED顯示器的優點有:
自發光、廣視角（達170°以上）
反應時間快（∼1 μs）
高發光效率
低操作電壓（3-10 V）
面板厚度薄（小於2 mm）
可製作大尺寸與可撓曲性面板及製程簡單 等特性，具有低成本的潛力（預估比TFT- LCD便宜約20%）
因此被喻為下一世紀的「明星」平面顯示 技術
各種顯示技術與OLED的特性比較
OLED與LCD比較
LCD技術為現今平面顯示之主流, 但
OLED溫度適應性較佳
LCD於低溫下，應答速度將大幅下降，甚 至不能運作，如南北極區。
OLED的操作溫度範圍可在−40∼+85℃之 間，足以滿足世界各地消費性產品的需
求。
由表1-2可知， OLED顯示器的先天優點的 確是比LCD好
LCD和OLED顯示器實際的例子比較
第二節
應用與發展
電激發光(二之一)
OLED的發光是屬於電激發光（electro-
luminescence, EL），它曾經被譽為是一種 可以產生「冷光」的現象。
通常電激發光元件被區分為二類：
→
用週期表III−V元素（如ZnS）做成的薄膜式電 激發光板（thin-film
electroluminescencepanel, TFEL）
→
用無機的和型半導體製作的發光二極體
（LED）
電激發光 (二之二)
這二種元件都發展得較早，多半已可應用 在光電及顯示的電子器材上，包括儀器面 板、電子板、廣告板。
1987年美國柯達公司的鄧青雲博士（Ching W. Tang）及Steve VanSlyke發表以真空蒸 鍍法製成多層式結構的OLED元件，其低操 作電壓與高亮度的商業應用潛力吸引了全 球的目光，從此開啟OLED風起雲湧的時 代。
各顯示技術應用的領域
韓國三星在2004年的IMID研討會上做的大膽預測有關顯示器 尺寸與解析度的關係圖，其中應用項目包括中小面板的手機、
PDA或筆記型電腦，大尺寸的如電視、監視器等。
顯示應用
顯示應用的多元化，除了利用硬質基板之外，可 撓曲式（flexible）有機發光二極體（FOLED）也 是目前歐、美、日等國先進的實驗室最熱門的研 究課題之一。
許多公司都曾提出這樣的概念:
→
IBM 所發展的「可戴式電腦」（wearable computer）
→
Olympus 鼓吹的「可穿式電視」（wearable TV monitor）－「Eye-Trek」
→
日本東北先鋒（Pioneer）所發表的穿著式可撓曲顯示 器
FOLED是OLED技術未來發展的趨勢歸屬也是其
獨特的應用（killer application）
有機與無機LED發展比較
第三節
廠商概況
OLED發展(二之一)
1987年美國柯達公司發表具實用潛力的OLED元 件
→
表1-3列出至2004年為止，亞洲和歐美各國投入小分子 和高分子OLED研發或量產的公司，以及主要的專利所 有人。
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大面積面板可應用在較大市場的電視或監視器
→
2003年台灣奇美和日本IBM合資的IDT公司率先發表了 20英吋的主動式OLED面板
→
之後不久，日本的Sony公司就發表了用四枚12吋
OLED面板貼合的24英吋主動式全彩OLED面板
OLED發展(二之二)
→
2004年，精工愛普生更通過將4枚20英吋低溫多晶矽
（LTPS）TFT底板粘到一起，用最新的噴墨彩色技術 試製出了業界最大畫面尺寸的40英吋全彩PLED面板。
→
2005年5月SAMSUNG Electric在SID展示40吋用白光 加RGBW濾光片製作的小分子OLED電視
▼
在中小尺寸面板上，主要還是應用在手機、PDA 與筆記型電腦上
→
第一個含有OLED全彩面板的商品是Kodak與Sanyo合
作的數位相機
投入小分子和高分子OLED開發的公司
投入小分子和高分子OLED開發的公司
OLED顯示器的進展
各公司主要還是針對全彩顯示面板研發較有興趣
有機電激發光材料
一.電荷注入與傳遞材料
1.1陰極材料
1.1.1慣用金屬材料
1.1.2金屬合金
(A)鎂銀合金
(B)鋰鋁合金
1.2陽極材料
1.2.1導電氧化物
1.2.2陽極的表面處理
1.3電洞注入材料(HIM)
1.4電動傳輸材料(HTM)
1.5電子注入層材料(EIM)
1.5.1鹼金屬化合物
1.5.2電子注入機制
1.5.3 n型摻雜層
有機電激發光材料
1.6電子傳輸材料(ETM)/電洞阻隔材料(HBM)
1.6.1噁唑(Oxadiazole)衍生物和其樹狀物(Dendrimers)
1.6.2金屬螯合物(Metal chelates)
1.6.3其他唑類化合物(Azole-based materials)
1.6.4喹啉(Quinoline)衍生物
1.6.5喔啉(Quinoxaline)衍生物
1.6.6二氮蔥(Anthrazoline)衍生物
1.6.7二氮菲(Phenanthrolines)衍生物
1.6.8含矽的雜環化合物(Siloles)
1.6.9全氟化的p-(Phenylene)s寡聚物
1.6.10其他有潛力的ETMs
有機電激發光材料
二.螢光發光材料
2.1紅光材料
2.1.1 DCJTB相關的紅色摻雜物
2.1.2多摻雜物系統
2.1.3雙主發光體摻雜系統
2.1.4非摻雜型紅光螢光材料
2.1.5多環芳香族氫化合物(Polycyclic aromatic hydrocarbon, PAH)
2.2綠光材料
2.2.1香豆素(Couimarins)衍生物
2.2.2喹吖啶酮(Quinacridone)衍生物之綠光摻雜物
2.2.3多環芳香族氫化合物(Polycyclic aromatic hydrocarbon, PAH)
2.2.4 1H-pyrazolo[3,4-b]quinoxaline類之綠光螢光摻雜物
2.2.5其他類型之綠光螢光摻雜物
有機電激發光材料
2.3藍光材料
2.3.1藍光主發光材料
(A)二芳香基蔥(diarylanthracene)衍生物
(B)二苯乙烯芳香族(distyrylarylene,DSA)衍生物
(C)芘(Pyrene)衍生物
(D)新型Fluorene衍生物
(E)旋環雙芴基(Spirobifluorene)藍光主發光體
(F)其他芳香族發光體系統
(G)雙主發光體系統
2.3.2天藍光摻雜物
(A) Tetra (t-butyl) perylene (TBP)摻雜物
(B)Diphenylamino-di(styryl)arylene型摻雜物
2.3.3深藍光摻雜物
2.3.4深藍光元件的改善
(A)電洞阻擋層的加入
(B)混和式電洞傳送層(composite hole-transport layer, c-HTL)的影響
2.4黃光材料
2.5白光材料
有機電激發光材料
三.磷光發光材料
3.1三重態磷光
3.2主發光體材料
3.3紅色磷光摻雜材料
3.4綠色磷光摻雜材料
3.5藍色磷光摻雜材料
3.6樹狀物磷光發光體
3.7電洞/激子阻擋層材料
