有機(jī)電致發(fā)光器件（OLED）的技術(shù)綜述

陳 峰（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心，廣州 510530）

有機(jī)電致發(fā)光器件（OLED）的技術(shù)綜述

陳 峰
（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心，廣州 510530）

由于OLED的優(yōu)異性能，目前OLED已經(jīng)成為新一代的研發(fā)熱點(diǎn)。通過(guò)國(guó)內(nèi)外的OLED的相關(guān)專利分析，了解國(guó)內(nèi)外在該領(lǐng)域的發(fā)展情況，有助于審查員的審查實(shí)踐。

OLED;分類號(hào);申請(qǐng)人

1 起源和機(jī)理

1.1 起源

國(guó)際上有機(jī)電致發(fā)光是一個(gè)研究熱點(diǎn)。在信息時(shí)代快速變化的國(guó)際形勢(shì)和互聯(lián)網(wǎng)的迅速普及，人們進(jìn)一步對(duì)現(xiàn)代顯示技術(shù)提出了更高的要求。傳播越來(lái)越依賴電視和計(jì)算機(jī)終端顯示應(yīng)用程序的信息。信息顯示技術(shù)主要分為兩大類：真空管和平板顯示器技術(shù)。自上世紀(jì)60年代以來(lái)，信息技術(shù)革命，CRT顯示器一直是市場(chǎng)的寵兒。然而，CRT體積大，質(zhì)量重，抗震差，能耗高。傳統(tǒng)的CRT顯示器已逐步退出市場(chǎng)?，F(xiàn)在積極發(fā)展平板顯示技術(shù)主要包括：有機(jī)電致發(fā)光顯示，液晶顯示，場(chǎng)發(fā)射顯示，等離子顯示，電致發(fā)光顯示等，由于具有重量輕，薄，小，F(xiàn)PD平板顯示器無(wú)輻射，無(wú)頻閃等，F(xiàn)PD變?yōu)槿鐣?huì)喜歡的目標(biāo)。

有機(jī)電致發(fā)光器件具有發(fā)光效率高，豐富色彩，電壓低，便攜，速度快等。從上世紀(jì)五十年代人們開(kāi)始研究有機(jī)電致發(fā)光。1953，法國(guó)學(xué)者bernanose和vouaux等電致發(fā)光現(xiàn)象在LOH衍生物首先發(fā)現(xiàn)，但沒(méi)有引得學(xué)術(shù)界的關(guān)注。1966，Hawfi nch和Schneider等進(jìn)一步研究了蕙單晶體。

2 電致發(fā)光原理

（1）載流子注入。當(dāng)OLED裝置接直流電源時(shí)，電子和空穴在電場(chǎng)勢(shì)壘影響下，通過(guò)電極與有機(jī)材料的勢(shì)壘進(jìn)入有機(jī)電致發(fā)光裝置。在電極和接觸界面的有機(jī)材料會(huì)產(chǎn)生阻礙載流子進(jìn)入勢(shì)壘。由直流電源產(chǎn)生的電場(chǎng)是載流子注入;

（2）載波傳輸。當(dāng)一個(gè)電子和空穴注入到OLED器件內(nèi)部電場(chǎng)后相對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用下發(fā)生。在OLED裝置中，電子的填充金屬?gòu)年帢O附近的最低未占據(jù)分子軌道能級(jí)的有機(jī)分子，然后將每個(gè)分子的LUMO的運(yùn)動(dòng)；同樣，填孔從陽(yáng)極到有機(jī)的最高占據(jù)半導(dǎo)體材料的分子軌道能級(jí)，然后沿每個(gè)分子的HOMO傳播運(yùn)動(dòng)。由于OLED有機(jī)材料薄膜為非晶結(jié)構(gòu)，在有機(jī)分子的電子和空穴有局限性，因此在有機(jī)薄膜的載流子輸運(yùn)是“跳躍式”;

（3）電子和空穴的復(fù)合。在OLED裝置的發(fā)光層，分別為電子和空穴，將進(jìn)入每個(gè)分子的發(fā)光材料的LUMO和HOMO，如果這種情況下轉(zhuǎn)移到電子和空穴完全相同的分子或相鄰的分子都足夠接近，他們會(huì)因?yàn)橄喾吹碾姾芍g的庫(kù)侖力相互吸引，所以復(fù)合在一起形成的電子-空穴對(duì)，也被稱為“激子”;

（4）激子激發(fā)輻射的激子激發(fā)態(tài)的光輻射的能量的形式釋放出來(lái)，這個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)了發(fā)光的OLED器件。

2 專利文獻(xiàn)分析

有機(jī)電致發(fā)光器件分類號(hào)涉及H01L51/50、H01L51/52、H01L27/32、H01L29/786、H01L51/54、H01L51/56內(nèi)容涉及專門適用于光發(fā)射的，如有機(jī)發(fā)光二極管；器件的零部件；材料的選擇；專門適用于制造或處理這種部件或其部件的方法。

申請(qǐng)量最大的國(guó)家是美國(guó)，其次是韓國(guó)。可以得到美國(guó)是世界上的OLED技術(shù)很成熟的國(guó)家，而中國(guó)的OLED技術(shù)申請(qǐng)量也不容小覷，大有趕超韓國(guó)的趨勢(shì)。當(dāng)碰到OLED方面的申請(qǐng)時(shí)，要重視對(duì)外文的檢索，避免漏檢。

三星株式會(huì)社申請(qǐng)人的專利申請(qǐng)最多，LG的申請(qǐng)也很多，韓國(guó)是OLED技術(shù)的領(lǐng)先國(guó)家。目前中國(guó)國(guó)內(nèi)廠商掌握的核心技術(shù)還比較少，大部分核心技術(shù)都掌握在國(guó)外廠商手里。因此，在這方面還需要加大投入力度。

OLED技術(shù)的發(fā)展大體經(jīng)歷了以下三個(gè)階段：

（1）緩慢發(fā)展階段（1995-1999）

2000年之前申請(qǐng)量很少，總數(shù)不達(dá)200件，發(fā)展緩慢，在此期間檢索到OLED技術(shù)的專利申請(qǐng)最早出現(xiàn)在1995年；

（2）快速發(fā)展階段（2000-2004）

2000年之后相比2000年之前有一定的發(fā)展，2000－2004年OLED技術(shù)有了一個(gè)快速增長(zhǎng)時(shí)期；

（3）平穩(wěn)發(fā)展階段（2005-2014）

2005年至今，OLED技術(shù)的專利申請(qǐng)量占總申請(qǐng)量的80%以上，成為技術(shù)的平穩(wěn)發(fā)展時(shí)期。

OLED的主要所屬分類號(hào)分布，G09G、G09F和H05B下面的分類號(hào)是我們重點(diǎn)需要考慮擴(kuò)展的。

3 展望

裝置成本是限制商業(yè)化OLED的最大因素，縱使OLED裝置壽命已達(dá)10 000個(gè)小時(shí)，已經(jīng)達(dá)到實(shí)用的要求，但其較高的制造成本限制其競(jìng)爭(zhēng)的LCD平板顯示器市場(chǎng)。但隨著OLED發(fā)展，特別是有源驅(qū)動(dòng)OLED技術(shù)的成熟和提高產(chǎn)量，OLED有望大大降低制造成本。我們堅(jiān)信，OLED技術(shù)將成為平板顯示技術(shù)的下一代主流。