關(guān)于OLED技術(shù)總結(jié)報告

YOURTITLEHEREOLED技術(shù)報告答辯人：呂超學號：18121664延時符本文檔共44頁；當前第1頁；編輯于星期三\21點23分目錄/CONTENTS0102030405OLED驅(qū)動技術(shù)OLED所面臨的技術(shù)問題OLED發(fā)光原理及其應(yīng)用OLED的發(fā)展現(xiàn)狀OLED發(fā)展前景本文檔共44頁；當前第2頁；編輯于星期三\21點23分OLED發(fā)光原理及其應(yīng)用01本文檔共44頁；當前第3頁；編輯于星期三\21點23分1.1OLED發(fā)光原理有機發(fā)光二極管(OrganicLightEmittingDiode，簡稱“OLED”）屬載流子雙注入型發(fā)光器件，其發(fā)光機理為：在外界電場的驅(qū)動下，電子和空穴分別由陰極和陽極注入到有機電子傳輸層和空穴傳輸層，并在有機發(fā)光層中復(fù)合生成激子，激子輻射躍遷回到基態(tài)并發(fā)光，光從透明陽極和襯底發(fā)出。本文檔共44頁；當前第4頁；編輯于星期三\21點23分1.2OLED兩大主要應(yīng)用1.OLED照明OLED與LED的區(qū)別于聯(lián)系：目前，業(yè)界對于對于OLED與LED兩者之間的關(guān)系有很多爭論。01.OLED發(fā)光的方式類似于LED，屬于注入式電致發(fā)光器件02.

OLED和LED都是通過半導(dǎo)體發(fā)光，區(qū)別在于LED采用的是無機半導(dǎo)體，OLED則采用有機半導(dǎo)體本文檔共44頁；當前第5頁；編輯于星期三\21點23分1.2OLED兩大主要應(yīng)用1.OLED照明OLED照明的優(yōu)勢：01.LED由于其無機材料的制造工藝的限制，只能以點光源的形式應(yīng)用。OLED以成本低的玻璃做基板，可以用真空鍍膜技術(shù)制造，是先天的面光源技術(shù)02.

OLED照明易實現(xiàn)薄型化、柔性化，制備在柔性的基板上可制成彎曲的光源03.發(fā)出柔和的光線，人肉眼直視OLED光源，不會產(chǎn)生目眩之感04.適用于顏色品質(zhì)要求較高的場合（顯色品質(zhì)高）本文檔共44頁；當前第6頁；編輯于星期三\21點23分1.2OLED兩大主要應(yīng)用2.OLED顯示器透明OLED(TOLED)柔性O(shè)LED（FILMOLED）本文檔共44頁；當前第7頁；編輯于星期三\21點23分1.2OLED兩大主要應(yīng)用2.OLED顯示器OLED顯示原理：光的顏色取決于發(fā)射層有機物分子的類型。生產(chǎn)商會在同一片OLED上放置幾種有機薄膜，這樣就能構(gòu)成彩色顯示器。當然控住驅(qū)動每個像素的電子驅(qū)動電路尤為重要。本文檔共44頁；當前第8頁；編輯于星期三\21點23分1.2OLED兩大主要應(yīng)用2.OLED顯示器OLED顯示器優(yōu)勢：幾乎沒有可視角度的問題，即使在很大的視角下觀看，畫面仍然不失真響應(yīng)時間是LCD的千分之一，顯示運動畫面絕對不會有拖影的現(xiàn)象相較于LED或LCD的晶體層，OLED的有機塑料層更薄、更輕而且更富于柔韌性低功耗、低發(fā)熱量（OLED不需逆光系統(tǒng)）優(yōu)異的抗震性能……本文檔共44頁；當前第9頁；編輯于星期三\21點23分OLED驅(qū)動技術(shù)02本文檔共44頁；當前第10頁；編輯于星期三\21點23分2.1OLED驅(qū)動技術(shù)簡介注入到顯示器件中每個顯示像素的電流可以單獨控制，不同的顯示像素在驅(qū)動信號的作用下，在顯示屏上合成出各種字符、數(shù)字、圖形以及圖像。有機電致發(fā)光顯示驅(qū)動器的功能就是提供這種電流信號。驅(qū)動電路各種電流信號顯示像素圖像無源驅(qū)動技術(shù)（PassiveMatrixDriving,PM-OLED）有源驅(qū)動技術(shù)（ActiveMatrixDriving,AM-OLED）本文檔共44頁；當前第11頁；編輯于星期三\21點23分2.2無源驅(qū)動技術(shù)（PassiveMatrixDriving,PM-OLED）PM-OLED工藝簡單，但受限于驅(qū)動方式，尺寸通常無法突破5in。目前市場上以無源驅(qū)動OLED為主，主要應(yīng)用于小型便攜設(shè)備中，如PDA以及游戲機等，發(fā)揮輕、薄、低功耗的優(yōu)勢。由于有機發(fā)光薄膜的厚度在納米量級，發(fā)光面積尺寸一般大于100um,因此器件具有很明顯的電容特性，為提高顯示器件的刷新頻率，對不發(fā)光的像素對應(yīng)的電容進行快速放電，目前很多驅(qū)動電路采用正向恒流反向恒壓的驅(qū)動模式。本文檔共44頁；當前第12頁；編輯于星期三\21點23分2.2無源驅(qū)動技術(shù)（PassiveMatrixDriving,PM-OLED）上圖為單色、N行、M列OLED顯示屏驅(qū)動電路，是按行掃描原理。列驅(qū)動電路高電平+行掃描電路的掃描驅(qū)動元件飽和導(dǎo)通輸出低電平=發(fā)光如此循環(huán)掃描，依次顯示每一行的內(nèi)容，也就產(chǎn)生了一幀的圖像本文檔共44頁；當前第13頁；編輯于星期三\21點23分2.2無源驅(qū)動技術(shù)（PassiveMatrixDriving,PM-OLED）正向電壓>發(fā)光閾值電壓，像素發(fā)光顯示正向電壓<發(fā)光閾值電壓，像素不顯示對發(fā)光像素，發(fā)光強度于注入的電流成正比——OLED屬于電流型元件（弊端）某一有機電致發(fā)光像素(選擇點)呈現(xiàn)的顯示效果，由施加在它所在行電極上和列電極上的選擇合成電壓來實現(xiàn)本文檔共44頁；當前第14頁；編輯于星期三\21點23分2.2無源驅(qū)動技術(shù)（PassiveMatrixDriving,PM-OLED）“交叉效應(yīng)”現(xiàn)象的產(chǎn)生與解決“交叉效應(yīng)”：當某一點的電場電壓處于閾值電壓附近時，屏上將出現(xiàn)不應(yīng)有的半顯示狀態(tài)，使顯示對比度下降，此現(xiàn)象叫做“交叉效應(yīng)”。

解決辦法：解決的方法是讓所有未選中的有機電致發(fā)光像素上施加反向電壓，即反向截止法。根據(jù)OLED發(fā)光原理，反向截止強行使可能形成發(fā)光的弱場漂移、擴散電流都不可能在像素中通過，從而有效地消除了“交叉效應(yīng)”增加了顯示對比度，提高了畫面質(zhì)量。本文檔共44頁；當前第15頁；編輯于星期三\21點23分2.2無源驅(qū)動技術(shù)（PassiveMatrixDriving,PM-OLED）“串擾”現(xiàn)象的產(chǎn)生與解決“串擾”：根據(jù)OLED發(fā)光原理，只要組成它們結(jié)構(gòu)的任何一功能膜是直接連在一起的，在兩個發(fā)光像素之間就有可能形成相互“串擾”的現(xiàn)象，即一個像素發(fā)光，另一個像素也可能發(fā)出微弱的光，這種現(xiàn)象主要是因為有機功能薄膜厚度均勻性和薄膜的橫向絕緣性差造成的。

解決辦法：解決的方法也是讓所有未選中的有機電致發(fā)光像素上施加反向電壓，即反向截止法。本文檔共44頁；當前第16頁；編輯于星期三\21點23分2.2無源驅(qū)動技術(shù)（PassiveMatrixDriving,PM-OLED）無源OLED固定掃描驅(qū)動的實現(xiàn):主要是應(yīng)用現(xiàn)有的IC來進行驅(qū)動的。系統(tǒng)的驅(qū)動程序與普通LCD的驅(qū)動程序相近可以直接進行移植。本文檔共44頁；當前第17頁；編輯于星期三\21點23分2.3有源驅(qū)動技術(shù)（ActiveMatrixDriving,AM-OLED）基本原理：有源驅(qū)動的每個像素配備具有開關(guān)功能的低溫多晶硅薄膜晶體管（LTP-SiTFT），而且每個像素配備一個電荷存儲電容（Cs），外圍驅(qū)動電路和顯示陣列整個系統(tǒng)集成在同一玻璃基板上。下圖為常見的兩TFT管電壓驅(qū)動電路本文檔共44頁；當前第18頁；編輯于星期三\21點23分2.3有源驅(qū)動技術(shù)（ActiveMatrixDriving,AM-OLED）T1為尋址TFT，T2為驅(qū)動TFT。當掃描線開啟式，外部電壓信號（來自柵極驅(qū)動電路）經(jīng)過T1儲存在儲存電容Cs中，此電壓信號控制T2導(dǎo)通的電流（來氣源級驅(qū)動電路）大小，此電流決定OLED的灰度等級。本文檔共44頁；當前第19頁；編輯于星期三\21點23分2.3有源驅(qū)動技術(shù)（ActiveMatrixDriving,AM-OLED）上圖為簡化的AM-OLED驅(qū)動顯示陣列有源驅(qū)動技術(shù)多采用行掃描的方式去點亮屏幕本文檔共44頁；當前第20頁；編輯于星期三\21點23分2.3有源驅(qū)動技術(shù)（ActiveMatrixDriving,AM-OLED）有源驅(qū)動與無源驅(qū)動的比較：1.有源驅(qū)動技術(shù)與無源驅(qū)動技術(shù)的結(jié)構(gòu)不同：無源驅(qū)動矩陣像素由陰極和陽極單純基板構(gòu)成，陽極和陰極的交叉部分可以發(fā)光，驅(qū)動用IC需要進行外裝。有源驅(qū)動的每個像素配備具有開關(guān)功能的低溫多晶硅薄膜晶體管，而且每個像素配備一個電荷存儲電容，外圍驅(qū)動電路和顯示陣列整個系統(tǒng)集成在同一玻璃基板上。2.驅(qū)動方式不同：無源矩陣的驅(qū)動方式為多路動態(tài)驅(qū)動，這種驅(qū)動方式受掃描電極數(shù)的限制，有源驅(qū)動方式屬于靜態(tài)驅(qū)動方式，有源矩陣OLED具有存儲效應(yīng)，可進行100％的負載驅(qū)動，這種驅(qū)動不受掃描電極數(shù)的限制，可以對像素獨立進行選擇性調(diào)節(jié)。本文檔共44頁；當前第21頁；編輯于星期三\21點23分2.3有源驅(qū)動技術(shù)（ActiveMatrixDriving,AM-OLED）有源驅(qū)動與無源驅(qū)動的比較：3.有源矩陣可以實現(xiàn)高亮度和高分辨率：無源矩陣非選擇時顯示很快消失，為了使顯示屏達到一定的亮度，隨著列數(shù)的增加，每列的亮度必須增加，必須相應(yīng)的提高驅(qū)動電流密度。由此可見，無源陣列難以實現(xiàn)高亮度和高分辨率。有源矩陣驅(qū)動不受掃描電極的限制，易于實現(xiàn)高亮度和高分辨率。4.有源驅(qū)動易于實現(xiàn)彩色化：無源矩陣的驅(qū)動方式為多路動態(tài)驅(qū)動，難以對低亮度的紅色和藍色獨立進行調(diào)控，這給彩色化帶來了困難。有源驅(qū)動由于可以對亮度的紅色和藍色像素獨立進行灰度調(diào)節(jié)驅(qū)動，這更有利于OLED色彩化的實現(xiàn)。本文檔共44頁；當前第22頁；編輯于星期三\21點23分2.3有源驅(qū)動技術(shù)（ActiveMatrixDriving,AM-OLED）有源驅(qū)動與無源驅(qū)動的比較：5.有源矩陣易于實現(xiàn)大面積顯示：無源矩陣驅(qū)動難以實現(xiàn)大面積顯示。行數(shù)增加，為獲得必要的亮度，需要提高電流密度，這樣就使發(fā)光效率相應(yīng)降低而功耗增加。此外，大面積驅(qū)動要求大電流量，IT0電極和有機層的發(fā)熱增加，使得器件的穩(wěn)定性降低，難以實現(xiàn)高亮度的顯示。有源矩陣的結(jié)構(gòu)從根本上解決了上述問題，因此易于實現(xiàn)大面積顯示。6.工藝成本的比較：無源矩陣必須用進行外接驅(qū)動電路，使得器件體積增大和重量增加，但無源驅(qū)動由簡單的矩陣構(gòu)成，基板制造工藝簡單；有源矩陣的驅(qū)動電路藏于顯示屏內(nèi)，更易于實現(xiàn)集成度和小型化，但有源驅(qū)動低溫多晶硅TFT工藝復(fù)雜，設(shè)備投資大。所以二者成本不相上下。本文檔共44頁；當前第23頁；編輯于星期三\21點23分OLED的發(fā)展應(yīng)用03本文檔共44頁；當前第24頁；編輯于星期三\21點23分3.1

OLED應(yīng)用——平板顯示小尺寸顯示中尺寸顯示大屏幕平板電視本文檔共44頁；當前第25頁；編輯于星期三\21點23分3.1OLED應(yīng)用——固體照明本文檔共44頁；當前第26頁；編輯于星期三\21點23分3.2OLED技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀1.石墨烯為陽極的柔性O(shè)LED器件Tae-HeeHan,etal,NaturePhotonics,6,105(2012)器件的效率：102.7lmW–1本文檔共44頁；當前第27頁；編輯于星期三\21點23分3.2OLED技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀2.柔性復(fù)合陽極提高OLED器件光耦合輸出WangZ.B,etal,NaturePhotonics,5,753(2011)器件外量子效率：63%，流明效率：290lmW–1本文檔共44頁；當前第28頁；編輯于星期三\21點23分3.2OLED技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀3.高效混合主體結(jié)構(gòu)藍光OLED器件器件效率：55.4lmW–1Appl.Phys.Lett.100,213301(2012)本文檔共44頁；當前第29頁；編輯于星期三\21點23分3.2OLED技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀3.4.高效白光照明OLED器件（增加光耦合輸出）Nature,459,234(2009)本文檔共44頁；當前第30頁；編輯于星期三\21點23分3.3OLED器件最近研究進展：時間效率參考文獻紅光201247lm/WJ.Mater.Chem.,20,8464(2010)綠光2011290lm/WNaturePhotonics,5,753(2011)藍光201255.4lm/WAppl.Phys.Lett.100,213301(2012)白光200990lm/WNature,459,234(2009)本文檔共44頁；當前第31頁；編輯于星期三\21點23分3.4OLED顯示市場根據(jù)DisplaySearch發(fā)布的報告，預(yù)測OLED市場規(guī)模2016年將達62億美元，手機主要顯示屏將是OLED最主要的應(yīng)用，2016年度的相關(guān)產(chǎn)值預(yù)測為30億美元，第二大應(yīng)用是OLED電視，相關(guān)產(chǎn)值大約為20億美元。本文檔共44頁；當前第32頁；編輯于星期三\21點23分3.5OLED照明市場根據(jù)研究機構(gòu)DisplaySearch研究報告指出，OLED照明市場可望在2013至2014年之間，超越被動式矩陣OLED顯示器市場領(lǐng)域，市場規(guī)模則預(yù)計在2019年達到80億美元。本文檔共44頁；當前第33頁；編輯于星期三\21點23分OLED所面臨的技術(shù)問題04本文檔共44頁；當前第34頁；編輯于星期三\21點23分3.1OLED技術(shù)所面臨的技術(shù)問題1.封裝技術(shù)由于OLED中的有機功能層對水、氧氣都很敏感，它滲入的水或氧氣會發(fā)生反應(yīng)，從而形成不發(fā)光的黑點，另外空穴傳輸材料在室溫下會結(jié)晶，并且會隨著周圍環(huán)境溫度的升高而加快，致使在較高溫度(55℃)下，有機發(fā)光器件的壽命會縮短，所以封裝這一環(huán)節(jié)是很關(guān)鍵的一步。2.材料技術(shù)OLED的材料主要有空穴傳輸層材料，電子傳輸層材料，和發(fā)光材料。這些材料不同程度的影響整個器件的熱穩(wěn)定性、耗能及發(fā)光效率。3.驅(qū)動技術(shù)由于無源驅(qū)動原理上的限制，目前采用無源驅(qū)動的顯示屏尺寸以及分辨率已經(jīng)達到了極限，OLED顯示技術(shù)若想進一步發(fā)展，只能求助于有源驅(qū)動技術(shù)。然而其制作上卻較復(fù)雜、開發(fā)難度很大，技術(shù)主要掌握在夏普與東芝手中。本文檔共44頁；當前第35頁；編輯于星期三\21點23分3.1OLED技術(shù)所面臨的技術(shù)問題4.制程技術(shù)對于小分子材料的OLED采用真空蒸鍍技術(shù)，其制作工藝成本比較低。高分子材料由于可以溶于液體之中，所以采用涂布法或噴墨式制造，可以適合制作大尺寸的面板。在研究中主研究OLED印刷、噴墨打印技術(shù)，解決高分子成膜大規(guī)模生產(chǎn)工藝，從而降低生產(chǎn)成本。5.軟屏技術(shù)研究軟屏技術(shù)主要是研究OLED軟屏材料和軟屏制造工藝技術(shù)，解決發(fā)光材料附著力和基板的氣密差及軟屏有源驅(qū)動困難等問題，實現(xiàn)柔軟大屏幕顯示。本文檔共44頁；當前第36頁；編輯于星期三\21點23分3.2OLED問題：制備成本高目前：真空鍍膜本文檔共44頁；當前第37頁；編輯于星期三\21點23分3.2OLED問題：缺乏高效穩(wěn)定的發(fā)光材料藍光材料發(fā)光效率低穩(wěn)定性差主體材料單極性三線態(tài)能級低傳輸材料電子遷移率低熱穩(wěn)定性差缺乏界面修飾材料本文檔共44頁；當前第38頁；編輯于星期三\21點23分OLED發(fā)展前景05本文檔共44頁；當前第39頁；編輯于星期三\21點23分發(fā)展方向一：開發(fā)新型有機半導(dǎo)體材料發(fā)光材料高發(fā)光效率高色純度高玻璃化溫度可溶液加工傳輸材料高載流子遷移率易成膜高穩(wěn)定性高效穩(wěn)定的有機半導(dǎo)