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1、有机发光二极管显示技术 OLED 有机发光二极管显示技术 n有机发光二极管显示器（Organic light emitting diode, OLED）:电致发光显示器件 本征型电致发光：将ZnS等类型的荧光粉混入纤维素之 类的电介质中，直接或间接地夹在两电极之间，施加电 压后使之发光 电荷注入型电致发光：在外加电场作用下使P-N结产生 电荷注入而发光。 优点： 与LCD相比，OLED具有全固态，主动发光，高亮度， 高对比度，超薄，低成本，低功耗，快速响应，宽视角 ，工作温度范围宽，易于柔性显示等优点 有机发光二极管的结构 铟锡氧化物(ITO)，与电力之正极相连，再加上另一个 金属阴极，包成如
2、三明治的结构。 整个结构层中包括了：空穴传输层(HTL)、发光层(EL) 与电子传输层(ETL)。 n属于载流子双注入型发光器件 n发光机理：在外界电压驱动下，由电极注入的电子 和空穴在有机材料中复合放出能量，并将能量传递 给有机发光物质的分子，后者受到激发，从基态跃 迁到激发态，当受激分子从激发态回到基态时辐射 跃迁产生了发光现象。 发光过程通常由个阶段完成 n（）在外加电场作用下载流子的注入：电子和空穴分 别从阴极和阳极向夹在电极之间的有机功能薄膜注入 n（）载流子迁移：注入的电子和空穴分别从电子输送 层和空穴输送层向发光层迁移 n（）载流子复合：电子和空穴复合产生激子 n（）激子迁移：激
3、子在电场作用下迁移，能量传递给 发光分子，并激发电子从基态跃迁到激发态 n（）电致发光：激发态能量通过辐射跃迁产生光子 有机发光二极管的材料 n阳极材料：性质稳定且透光的ITO透明导电膜。 n阴极部分：为了增加元件的发光效率，Ag、Al 、Ca、In、Li与Mg等金属，复合金属来制作阴 极（例如：Mg-Ag镁银）。 n电子传输层的材料：一般通常采用荧光染料化 合物。如Alq、Znq、Gaq、Bebq、Balq、 DPVBi、ZnSPB、PBD、OXD、BBOT等。（ Alq被广泛用于绿光，Balq和DPVBi则被广泛应 用于蓝光 ） n空穴传输层的材料：一种芳香胺荧光化合物， 如TPD、TDA
4、TA等有机材料。 OLED分类 n根据材料不同OLED可以分为两大类： 聚合物器件（PLED）和小分子器件 n按照驱动方式不同也可分为两种： 有源驱动（AM-OLED）方式和无源驱动方式（ PM-OLED) n随着技术的发展，产生了很多新的分类方 法或新型器件：柔韧性OLED、顶部发射OLED、 磷光OLED 、微显示OLED 、白光OLED 、层叠结 构OLED等 有机发光二极管制备工艺 nOLED器件的发光效率和稳定性、器件的成品率乃至器 件的成本等都要受到工艺技术的控制 n有机发光二极管工艺技术的发展对产业化进程尤为重 要 n制备工艺可分为小分子有机发光二极管OLED工艺技术 和聚合物发
5、光二极管PLED工艺技术两大类 n小分子通常用蒸镀方法或干法制备， 一般用溶液方法或湿法制备 小分子的工艺 n制备过程中的关键工艺技术，其中包括 基片的清洗和预处理、阴极隔离柱制备、有机功能薄膜 和金属电极的制备、彩色化技术、封装技术 n与工艺技术密切相关的器件稳定性和寿命的问题 OLED的驱动方式 一、无源驱动（PMOLED）（被动式驱动） 静态驱动电路 动态驱动电路 二、有源驱动（AMOLED）（主动式驱动） 目前很多驱动电路采用正向恒流反向恒压的驱动模式 技术术具有下列优优越的使用特性 自发光器件，高亮度，高发光效率 全固态组件，抗震性好，能适应恶劣环境 可以做得很薄厚度为目前液晶的1/
6、3 高对比度 微秒级反应时间 超广視角 低功率消耗 可使用溫度范围大 可曲挠面板 有机发光二极管缺点 n使用寿命仍不及LCD OLED的寿命约为 10000小時。 nOLED 的各个色彩不 均红绿蓝這三個个 像素都需要不同的驱 动电压，导致色彩平 衡性较差，精细度有 待加強 应用 可以卷起来的显示器 OLED的应用 一、OLED在头戴显示器领域的应用 与LCD和LCOS相比，OLED在头戴显示器的 应用有非常大的优势：清晰鲜亮的全彩显示 、超低的功耗等，是头戴式显示器发展的一 大推动力。 二、OLED在MP3领域的应用 属于新崛起的种类，被誉为“梦幻显示屏”。 未来照明发展OLED （1）19
7、97-2001年，OLED的试验阶段 在这个阶段，OLED开始走出实验室，主要应用在汽 车音响面板，PDA手机上 但产量非常有限，产品规格也很少，均为无源驱动 ，单色或区域彩色，很大程度上带有试验和试销性 质。 2001年全球销售额仅1.5亿美元 OLED的应用大概可以分为三个阶段： n（2）20022005年： 成长阶段 n这个阶段人们将能广泛接触到带有OLED的产 品，包括车载显示器，PDA、手机、DVD、数 码相机、头盔用微显示器和家电产品。产品正 式走入市场，主要是进入传统LCD、VFD等显 示领域 n仍以无源驱动、单色或多色显示、10英寸以下 面办为主，但有源驱动的、全彩色和10英寸
8、以 上面板也开始投入使用。 n（3）2005年以后：OLED的成熟阶段 n随着OLED产业化技术的日渐成熟，OLED将全 面出击显示器市场并拓展属于自己的应用领域。 其各项技术优势将得到充分发掘和发挥。 n初步估计，除了传统领域外，OLED的各项技术 将在以下4个领域得到巨大发展： n1.3G通信终端 n2.壁挂电视和桌面电脑显示器 n3.军事和特殊应用 n4.柔软显示器 n目前国际上OLED技术发展有以下几个重要趋势 ： n（1) 开发新型高效稳定得OLED有机材料，进 一步提高器件性能 n（2)改善生产工艺，提高器件稳定性和成品率， 以保证产品推向市场后的竞争力 n（3)研制彩色显示屏及相
9、关驱动电路 n（4)为了实现大面积显示，研发有源驱动的 OLED显示器 国内研发单位 n清华大学、华南理工、北京大学、吉林大学 、上海大学、香港城市大学，长春光机所、 北京化学所等高校、研究所、以及北京新东 方、上海广电电子、中国普天集团、长春竺 宝科技、杭州东方通信等企业约40多家。 n北京维信诺科技有限公司，清华大学技术入 股，建有中国大陆第一条OLED试生产线 n上海航天欧德(上海大学)，与杭州士兰微电 子合作，成功开发出具有自主知识产权的国 内第一款OLED专用驱动IC芯片。 国内第一条OLED生产线 有机发光二极管前沿显示技术 从发光材料和器件结构： n白光OLED n透明OLED
10、n表面发射OLED n多分子发射OLED 白光OLED 从发光光谱： 1) 双色白光器件：互补的蓝色和橙色复合得到 n优点：结构简单，发光光谱稳定，器件寿命长 n缺点：红绿色发光较弱，用于显示器，会带来色域 狭小的问题 2) 三色白光器件 n优点：可以很好解决双色白光器件的问题 n缺点：结构复杂，载流子复合发光区域的控制很难 ，器件发光光谱随电压、时间变化都较大，寿命不 如双色白光器件, 白光研究中的难点。 白光OLED 从结构上看 n单发光层白光器件 n多发光层白光器件 从使用电致发光材料分： n小分子白光器件: 绿色稳定，红，蓝欠稳定 n聚合物白光器件：寿命短 从发光性质分： n荧光器件
11、n磷光器件 透明OLED技术 nOLED的发光材料在可见光区都具有很高的 透过率 采用透明的阴极就可得到透明OLED 可用于镜片，车窗上，通电后发光，不通电透 明 叠层OLED器件和多光子发射OLED E1 E2 E3 E4 绝缘层 E2 E1 E3 E4 绝缘层 表面发射OLED技术 n从与地板相反的方向获取发光，是一项令人 注目的可提高OLED面板亮度的技术。 n必须采用透明导电材料降低阴极的电阻 nHung等发明了一种新的透明阴极结构： Li(0.3nm)/Al(0.2nm)/Ag(20nm)/折射率匹配 层 Li(0.3nm)/Al(0.2nm)：能实现良好的电子注 入功能 Ag层：降
12、低电阻的作用 喷墨打印制备OLED n聚合物OLED器件的制备中，聚合物薄膜制备通常 采用旋涂 n旋涂的优点：能实现大面积均匀成膜 n缺点：无法控制成膜区域，只能制备单色器件 对聚合物溶液的利用率很低（只有1%的利用率） 喷墨打印技术： 优点：可以制备彩色器件，对溶液的利用率可提高 98% 缺点：难形成均匀、连续的膜，器件制备成功率很低 ，与旋涂工艺成膜制备的器件相比，驱动电压升高 ，效率降低2倍以上 喷墨打印制备OLED的过程 ITO 透明电极 PI隔离柱 玻璃基片 导电聚合物PEDOT/PASS层 打印头 红光发光层 绿光发光层 蓝光发光层（兼电子传输层） 阴极(Ca/AL) 柔性OLED
13、 nOLED最大的优势在于能够实现柔性显示器件，与塑料 晶体管技术相结合，可以支撑电子报纸，墙纸电视，可 穿戴的显示器等产品塑料即便与玻璃基片相比，有以下 缺点： n（1）平整性比玻璃基片差，基片表面的突起会给膜层 结构带来缺陷，引起器件损坏。 n（2）塑料基片的水、氧透过率远大于玻璃基片，而水 、氧是造成器件老化的主要因素。 n（3）由于塑料基片玻璃化温度低，所以ITO电极要在低 温下制作，制成的ITO导电膜电阻率高、透明度差而且 与基片之间附着能力差，膨胀系数相反，温度升高时容 易剥落，而且电流过大时，器件产生的焦耳热也可能使 ITO剥落。 微显示OLED n集成于硅片上的OLED n体积小，成本低，大视角，高响应速度，低 压驱动
