雖然TFT-LCD仍為市場上主流的顯示器，OLED雖然在技術及成本上仍有待克服之處，但是其色彩鮮豔、超薄、省電、以及未來在可彎曲方面的運用優勢下，這幾年OLED產業的持續發展仍讓人有所期待。尤其2007年可以說是OLED TV的元年，因為在12月由SONY率先開賣全世界第1款11吋OLED TV，其厚度僅0.3公分，優點為反應速度較LCD快1000倍，對比度達1,000,000:1，並可節省40%耗電量、使用壽命增加為3萬小時。接著在Samsung不服輸的競爭心態下，宣布已成功生產出31吋OLED TV，已在今年1月的CES展場（Consumer Electronics Show）中展示，Samsung計劃在2010年推出40吋以上OLED電視。而目前國內的AMOLED廠商以奇晶光電最為積極，在製程技術上已有不錯的競爭力，渴望今年可以達到損益兩平，預計在今年第三季時將規劃10吋、12吋、或更大尺寸的OLED顯示器產品。從IDW顯示會議可以一窺OLED製程技術的最新研究發展。
LIPS (Laser-Induced Pattern-wise Sublimation) Technology for Manufacturing Large-Sized OLED Displays (Sony Japan)
此研究將發光材料塗佈在整個玻璃基板上，以雷射光向RGB各色光的成膜部分選擇性的照射。由於不需要Shadow Mask，因此能夠防止在大型面板製造時，因Shadow Mask變形而導致的Pixel精細度降低的現象發生，不過在電洞傳輸材料及電子傳輸材料等部分，一樣採用真空蒸鍍法，LIPS製程示意圖如圖一所示。
圖一、Sony之LIPS製程示意圖
圖二為雷射光的功率對發光材料的精細度與發光效率的影響，其中左邊為雷射光功率對線寬精細度，右邊為雷射光功率對紅光發光效率，從上述結果可以看出，雷射光的功率幾乎不會影響到線寬的精細度，以及發光材料的效率。
圖二、(左)雷射光功率對線寬精細度的影響；(右)雷射光功率對紅光發光效率的影響
從表一可以發現以LIPS製程所獲得的元件效率，不管是紅光還是綠光，在效率的表現皆略低於熱蒸鍍製程，可能的原因是LIPS製程中未達到最佳的真空狀態，因此部分材料發生裂化情形，最佳製程尚需繼續嘗試與優化。然而以LIPS製程所製作的OLED元件在初始亮度於3.25mA/cm2的電流密度下，其半衰壽命可達2萬小時以上，並不輸以熱蒸鍍製程所製作的元件。另外圖三為LIPS製程與熱蒸鍍製程所獲得的元件RGB光譜比較，從圖中可以證實以LIPS製程所獲得的RGB元件並不會影響到RGB的光譜與半波寬。由上述果可見LIPS製程的穩定度非常的優秀，因此大尺寸製造方法確定，重點將落在提高生產效率。
表一、發光材料之效率在LIPS製程與熱蒸鍍製程的差別
圖三、LIPS製程與熱蒸鍍製程所獲得的元件RGB光譜比較
Patterning of OLED Materials with Laser Induced Thermal Imaging (3M, USA)
LITI製程的方法包括幾個步驟：首先將OLED發光材料沉積在特別的Donor薄膜上，然後以雷射對準Donor薄膜進行掃描，雷射輻射會造成LTHC（light-to-heat conversion；炭黑微粒構成之薄膜）膜層轉換為熱，而將影像轉印在元件上。對於紅光發光材料與綠光發光材料需到二次分別步驟來完成影像轉移 (藍色材料以傳統熱蒸鍍方式)，雷射對Donor薄膜進行掃描只執行一次，LITI 製程示意圖如圖四所示。
圖四、LITI 製程示意
Ink Jet Printable Phosphorescent Organic Light-Emitting Devices (Seiko Epson Corporation, Japan & Universal Display Corporation, USA)
此研究以噴墨列印方（IJP）式塗佈磷光OLED材料，縱使是運用在小分子而非高分子系統，IJP製程依然可以塗佈出顏色和穩定性佳的元件，如圖五所示。至於元件的效率如表二所示，其中紅光為9cd/A，壽命大於25000小時以上；綠光為27cd/A，壽命大於20000小時以上；藍光為18cd/A，但壽命較短，僅3000小時。
圖五、以IJP製程之紅光、綠光及藍光發光光譜
表二、以IJP製程之紅光、綠光及藍光元件特性
Reliable OLED Device Covered with Film Encapsulation (Toyota Industries Corporation, Japan)
此研究利用CVD及濕製程進行OLED薄膜式封裝，其中CVD製程是製作氮化矽薄膜；而濕製程是塗佈高分子薄膜，此薄膜式封裝與傳統式封裝示意圖，如圖六所示。然而薄膜式封裝製程最怕的是當元件表面有顆粒存在時，薄膜無法完全覆蓋此顆粒的情況下，會造成水氧穿透路徑的存在而影響OLED元件壽命，利用CVD及濕製程可以完全覆蓋元件表面的顆粒，可以避免如此的情況發生，結果如圖七所示，並且在溫度85℃及相對溼度85%時，OLED元件壽命可以達到1000小時以上。
圖六、薄膜式封裝與傳統式封裝之示意圖
圖七、以CVD及濕製程進行封裝之OLED元件側面圖
Organic bilayered green phosphorescent OLEDs (Kyung Hee University, Korea)
Bilayered 結構簡化了複雜的PHOLED，結構圖如圖八所示，利用新式主體材料除了能夠轉移激發子予摻雜材料，也能當作電子傳遞層，由於元件結構簡化進而導致高效率。新式的主體材料具有優秀電子傳遞能力和能量轉移的特徵，因此磷光綠光元件在1000cd/m2時的效率為20.19lm/W，而驅動電壓此時為4.5V。
圖八、Bilayered 結構圖
Nano-Dot Enhanced High Efficiency Pure-White Organic Light-Emitting Diodes (National Tsing Hua University, Taiwan)
使用polysilicic acid之奈米顆粒嵌入PETOD中作為電洞傳輸層來製作高效率白光OLED，結構圖如圖九所示，上述螢光白光OLED元件顯示了17.1lm/W高效率。當同樣概念運用在磷光白光OLED時，效率則從6.8增加到23.7lm/W，提昇250%。
圖九、使用polysilicic acid之奈米顆粒嵌入PETOD中作為電洞傳輸層之示意圖
作者：謝添壽
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