專題三：-有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示技術(shù)

專題三：有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）顯示(xiǎnshì)技術(shù)OLED概述(ɡàishù)

OLED的結(jié)構(gòu)及發(fā)光原理

0LED的特點(diǎn)

0LED的分類

0LED的發(fā)展應(yīng)用OLED的材料選用OLED的彩色化技術(shù)OLED的驅(qū)動(dòng)技術(shù)新型0LED顯示技術(shù)精品文檔3.1.1OLED的結(jié)構(gòu)及發(fā)光(fāɡuānɡ)原理OLED本質(zhì)上屬于電致發(fā)光（EL）顯示器件。通過加在兩電極的電壓產(chǎn)生電場(chǎng)，被電場(chǎng)激發(fā)的電子碰擊發(fā)光中心，而引致電子能級(jí)的躍遷、變化、復(fù)合導(dǎo)致發(fā)光的一種物理現(xiàn)象。這種現(xiàn)像稱為電致發(fā)光或場(chǎng)至發(fā)光（EL）。電致發(fā)光（EL）按激發(fā)光過程的不同分為二大類：（1）注入式電致發(fā)光：直接由裝在晶體上的電極注入少數(shù)載流子（電子和空穴），當(dāng)電子與空穴在晶體內(nèi)再?gòu)?fù)合時(shí)，以光的形式釋放出多余的能量。LED和OLED都屬于注入式電致發(fā)光。（2）本征型電致發(fā)光：不伴隨少數(shù)載流子注入而發(fā)光。又分為高場(chǎng)電致發(fā)光與低能電致發(fā)光。其中高場(chǎng)電致發(fā)光是熒光粉中的電子或由電極注入的電子在外加強(qiáng)(jiāqiáng)電場(chǎng)的作用下在晶體內(nèi)部加速，碰撞發(fā)光中心并使其激發(fā)或離化，電子在回復(fù)到基態(tài)時(shí)輻射發(fā)光。低能電致發(fā)光是指某些高電導(dǎo)熒光粉在低能電子注入時(shí)的激勵(lì)發(fā)光現(xiàn)象。精品文檔3.1.1OLED的結(jié)構(gòu)(jiégòu)及發(fā)光原理發(fā)光原理：在外界電壓驅(qū)動(dòng)下，由陰極注入的電子和陽極注入的空穴在有機(jī)材料中復(fù)合放出能量，并將能量傳遞(chuándì)給有機(jī)發(fā)光物質(zhì)的分子，有機(jī)發(fā)光物質(zhì)的分子受到激發(fā)，從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，當(dāng)受激分子從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)輻射躍遷產(chǎn)生了發(fā)光現(xiàn)象。OLED屬于載流子雙注入型發(fā)光器件。OLED（OrganicLight-EmittingDiode有機(jī)發(fā)光(fāɡuānɡ)二極管）的基本結(jié)構(gòu)是由一薄而透明具有半導(dǎo)體特性的銦錫氧化物(ITO)，與電源正極相連，再加上另一個(gè)金屬陰極，構(gòu)成如右圖所示的三明治的結(jié)構(gòu)。整個(gè)結(jié)構(gòu)層中包括了：空穴傳輸層(HTL)、發(fā)光層(EL)與電子傳輸層(ETL)。金屬陰極電子傳輸層發(fā)光層空穴傳輸層ITO陽極OLED的基本結(jié)構(gòu)精品文檔一種(yīzhǒnɡ)常見OLED結(jié)構(gòu)精品文檔發(fā)光過程通常由５個(gè)階段完成：（１）載流子的注入：在外加電場(chǎng)作用下，電子和空穴分別從陰極和陽極向夾在電極之間的有機(jī)功能薄膜注入。（２）載流子遷移(qiānyí)：注入的電子和空穴分別從電子輸送層和空穴輸送層向發(fā)光層遷移。（３）載流子復(fù)合：電子和空穴復(fù)合產(chǎn)生激子。（４）激子遷移：激子在電場(chǎng)作用下遷移，能量傳遞給發(fā)光分子，并激發(fā)電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。（５）電致發(fā)光：當(dāng)電子由激態(tài)高能階回到穩(wěn)態(tài)低能階時(shí)，其能量將分別以光子（LightEmission）或熱能（HeatDissipation）的方式放出，其中光子的部分可被利用當(dāng)做顯示功能；然而有機(jī)熒光材料在室溫下并無法觀測(cè)到三重態(tài)的磷光，故PM-OLED（無源矩陣）元件發(fā)光效率之理論極限值僅25%。3.1.1OLED的結(jié)構(gòu)(jiégòu)及發(fā)光原理精品文檔優(yōu)點(diǎn)：1、自發(fā)光器件，高亮度，高發(fā)光效率；2、全固態(tài)組件，抗震性好，能適應(yīng)惡劣環(huán)境，工作溫度范圍大（-40℃～80℃）；3、超薄，厚度為目前液晶的1/3；4、高對(duì)比度，低成本其工藝簡(jiǎn)單，使用原材料少；5、響應(yīng)速度快（微秒級(jí)）；6、超廣視角，幾乎(jīhū)不受限制；7、低功率消耗；8、可撓曲面板。3.1.2OLED的特點(diǎn)(tèdiǎn)精品文檔缺點(diǎn)：1、壽命短，通常只有5000小時(shí)，要低于LCD至少1萬小時(shí)的壽命；2、不能實(shí)現(xiàn)大尺寸屏幕的量產(chǎn)，因此目前只適用于便攜類的數(shù)碼類產(chǎn)品；3、存在色彩純度不夠的問題，不容易顯示出鮮艷、濃郁的色彩。現(xiàn)在的OLED的壽命已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過5000小時(shí)了，而且已經(jīng)生產(chǎn)出了較大尺寸的OLED面板，色彩十分鮮艷。截止(jiézhǐ)07年7月前后，熒光材料方面，性能最高的是日本出光興產(chǎn)(IdemitsuKosan)的材料。紅光效率達(dá)到了11cd/A，壽命高達(dá)16萬小時(shí)；綠光效率達(dá)到30cd/A，壽命為6萬小時(shí)；正在開發(fā)中的高效率、長(zhǎng)壽命藍(lán)光材料BD-2，效率為8.7cd/A，壽命2.3萬小時(shí)。3.1.2OLED的特點(diǎn)(tèdiǎn)精品文檔

磷光材料方面，UDC公司開發(fā)的紅光材料色度坐標(biāo)為(0.67，0.33)，效率達(dá)到15cd/A，500cd/m2下工作壽命超過15萬小時(shí)；綠光材料色坐標(biāo)為(0.34，0.61)，效率達(dá)到65cd/A，初始亮度為1000cd/m2時(shí)，壽命超過4萬小時(shí)；最難得到的藍(lán)色磷光材料效率達(dá)到了30cd/A，在200cd/m2

的初始亮度下，壽命達(dá)到了10萬小時(shí)?？傮w上講，OLED紅、綠、藍(lán)三色材料的發(fā)光效率和發(fā)光壽命均基本(jīběn)滿足實(shí)用化需求。3.1.2OLED的特點(diǎn)(tèdiǎn)精品文檔

根據(jù)使用有機(jī)材料的不同，OLED器件可以分為兩大類：小分子器件和高分子器件。小分子OLED技術(shù)發(fā)展較早（1987年），而且技術(shù)已經(jīng)達(dá)到商業(yè)化生產(chǎn)水平；高分子OLED又被稱為PLED（PolymerLED），其發(fā)展始于1990年，目前該技術(shù)尚未成熟。根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式的不同，OLED器件可以分為無源(wúyuán)驅(qū)動(dòng)型（PM-OLED）和有源驅(qū)動(dòng)型（AM-OLED）兩種。無源驅(qū)動(dòng)型不采用薄膜晶體管（TFT）基板，一般適用于中小尺寸顯示；有源驅(qū)動(dòng)型則采用TFT基板，適用于中大尺寸顯示，特別是大尺寸全彩色動(dòng)態(tài)圖像的顯示。目前，無源驅(qū)動(dòng)型OLED技術(shù)已經(jīng)比較成熟，商業(yè)化的產(chǎn)品都是無源驅(qū)動(dòng)型；有源驅(qū)動(dòng)型OLED技術(shù)發(fā)展很快，已經(jīng)有產(chǎn)品推出了。3.1.3OLED的分類(fēnlèi)精品文檔3.1.4OLED的發(fā)展(fāzhǎn)

有機(jī)電致發(fā)光現(xiàn)象在1936年被人發(fā)現(xiàn)，但直到1987年柯達(dá)公司才推出了OLED雙層器件。OLED才作為一種可商業(yè)化和性能優(yōu)異的平板顯示技術(shù)而引得人們的重視。

1990年英國(guó)劍橋大學(xué)的Friend等人成功的開發(fā)出以涂布方式將多分子應(yīng)用在OLED上，即Polymer（多聚物，聚和物）LED，亦稱PLED。不但再次引發(fā)第二次研究熱潮，更確立了OLED在二十一世紀(jì)產(chǎn)業(yè)中所占的重要地位。后來相繼有一些公司（大多是日本的，如先鋒、NEC、SONY等）推出自己的產(chǎn)品，主要是一些小尺寸的。目前，全球已經(jīng)有100多家的研究單位和企業(yè)投入到OLED的研發(fā)(yánfā)和生產(chǎn)中，包括目前市場(chǎng)上的顯示巨頭，如三星，LG，飛利浦，索尼等公司。整體上講，OLED的產(chǎn)業(yè)化目前已經(jīng)開始，其中單色，多色和彩色器件已經(jīng)達(dá)到批量生產(chǎn)水平，大尺寸全彩色器件目前尚處在研究開發(fā)階段。精品文檔3.1.4OLED的發(fā)展(fāzhǎn)整體上看OLED的應(yīng)用大致可以分為3個(gè)階段：

1．1997年～2001年，OLED的試驗(yàn)階段。在這段時(shí)期OLED開始逐漸走出實(shí)驗(yàn)室，主要應(yīng)用于汽車音響面板，PDA及手機(jī)方面。但產(chǎn)品很有限，產(chǎn)品規(guī)格少，均為無源驅(qū)動(dòng)，單色或區(qū)域彩色，很大程度(chéngdù)上帶有試驗(yàn)和試銷的性質(zhì)，2001年OLED的全球銷售額僅約為1.5億美元。

2．2002年～2005年，OLED的成長(zhǎng)階段。在這段時(shí)期人們開始逐漸接觸到更多帶有OLED的產(chǎn)品，例如車載顯示器、PDA、手機(jī)、DVD、數(shù)碼相機(jī)、頭戴用微顯示器和家電產(chǎn)品等。仍以無源驅(qū)動(dòng)、單色或多色顯示、10寸以下的小面板為主，但有源驅(qū)動(dòng)的全彩色10寸以上的面板也開始投入使用。

3．2005年以后，OLED的成熟階段。隨著OLED產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的日漸成熟，OLED將全面出擊顯示器市場(chǎng)并拓展屬于自己的應(yīng)用領(lǐng)域。其各項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)將得到充分發(fā)掘和發(fā)揮。精品文檔

國(guó)內(nèi)的發(fā)展情況：從1996年開始，清華大學(xué)就成立了OLED項(xiàng)目組，并以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化為目標(biāo)開展了持續(xù)的技術(shù)攻關(guān)。

2001年，基于清華大學(xué)的OLED技術(shù)，成立了（北京）維信諾公司。

2002年，維信諾公司在北京建成國(guó)內(nèi)第一條OLED中試生產(chǎn)線。

2008年，在江蘇昆山建成第一條PMOLED大規(guī)模生產(chǎn)線，成功實(shí)現(xiàn)了OLED產(chǎn)品的規(guī)?；a(chǎn)。目前維信諾已成為國(guó)際上最主要的OLED生產(chǎn)企業(yè)之一，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷歐美、韓、日及臺(tái)灣地區(qū)。據(jù)國(guó)際權(quán)威顯示行業(yè)調(diào)研與咨詢機(jī)構(gòu)DisplaySearch公司最新統(tǒng)計(jì)，2012年維信諾公司小尺寸OLED產(chǎn)品出貨量位居(wèijū)全球第一。3.1.4OLED的發(fā)展(fāzhǎn)精品文檔

國(guó)內(nèi)的發(fā)展情況：

2010年6月，維信諾建成了國(guó)內(nèi)首條AMOLED中試生產(chǎn)線；

2010年12月，全線打通LTPS-TFT背板制造工藝技術(shù)，并先后研制成功2.8英寸和3.5英寸AMOLED全彩顯示屏；

2011年11月，成功開發(fā)出國(guó)內(nèi)首款7.6英寸AMOLED全彩顯示屏和12英寸AMOLED全彩顯示屏。

2013年8月，維信諾公司發(fā)布3.5英寸單色柔性AMOLED顯示器，該顯示器采用薄膜封裝技術(shù)，是中國(guó)大陸首款柔性AMOLED顯示器，彎曲半徑小于10毫米。正在緊張建設(shè)(jiànshè)的5.5代AMOLED量產(chǎn)線進(jìn)展順利，預(yù)計(jì)于2014年下半年正式投產(chǎn)。3.1.4OLED的發(fā)展(fāzhǎn)精品文檔

截至目前，維信諾和清華大學(xué)擁有OLED相關(guān)專利520多項(xiàng)，負(fù)責(zé)制定2項(xiàng)OLED國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，主導(dǎo)制定OLED3項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、5項(xiàng)OLED行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并榮獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)等多項(xiàng)榮譽(yù)(róngyù)。目前OLED技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)：（1）開發(fā)新型OLED有機(jī)材料；（2）改善生產(chǎn)工藝，提高成品率，以保證產(chǎn)品推向市場(chǎng)后的競(jìng)爭(zhēng)力；（3）研制彩色顯示屏及相關(guān)驅(qū)動(dòng)電路；（4）為了實(shí)現(xiàn)大屏幕，研發(fā)低溫多晶硅TFT方式驅(qū)動(dòng)的OLED顯示器。3.1.4OLED的發(fā)展(fāzhǎn)精品文檔

目前的OLED電視機(jī)面臨的幾大問題（2013.08）：雖然(suīrán)OLED電視機(jī)的顯示效果很好，而且很有前景，但短期內(nèi)仍然面臨一些問題。

（1）價(jià)格太貴，短期內(nèi)也難以降價(jià)。

三星S9OLED電視的價(jià)格仍然高達(dá)8999美元；

LG55EM9800的價(jià)格更是高達(dá)14999美元；但OLED的生產(chǎn)難度遠(yuǎn)高于LED液晶電視。考慮到OLED面臨的生產(chǎn)問題，這類產(chǎn)品短期內(nèi)仍然無法實(shí)現(xiàn)親民的價(jià)格。至于兩年或五年后的情況，現(xiàn)在還不好說。（2）表面不平

美國(guó)市場(chǎng)銷售的首批OLED電視機(jī)，并不像其他電視機(jī)那樣采用平板設(shè)計(jì)，而是設(shè)計(jì)成了曲面。邊角似乎比中央部分更寬，與傳統(tǒng)平板電視相比似乎有一點(diǎn)梯形效果。水平邊緣處也更寬，在頂端出現(xiàn)了輕微的U形，底部則是倒轉(zhuǎn)的U形。3.1.4OLED的發(fā)展(fāzhǎn)精品文檔3、容易燒屏

OLED很容易燒屏。與等離子電視和CRT顯示器一樣，如果圖像靜止時(shí)間過長(zhǎng)，OLED會(huì)將圖像在屏幕上短暫保留一段時(shí)間，甚至可能永久保留。雖然具體受影響(yǐngxiǎng)的概率目前還不確定。三星OLED電視機(jī)設(shè)計(jì)了燒屏保護(hù)功能。4、可選尺寸少，只有55英寸可選

OLED電視最早是在2008年亮相的，當(dāng)時(shí)的索尼XEL-1尺寸只有11英寸，但之后再也沒有在亞洲之外推出其他產(chǎn)品。雖然55英寸對(duì)電視而言是個(gè)很好的尺寸，但如果你想尋找更大或更好的屏幕，目前別無選擇。雖然其他尺寸遲早會(huì)推出，但由于生產(chǎn)難度很大，可能還要等上一段時(shí)間。3.1.4OLED的發(fā)展(fāzhǎn)精品文檔（5）OLED技術(shù)尚不成熟

雖然這并非第一代OLED顯示屏，但與液晶和等離子相比仍是新興技術(shù)。OLED的量產(chǎn)仍然面臨兩大問題，即藍(lán)像素的相對(duì)壽命較短和較低的良品率。與紅、綠像素相比，藍(lán)像素效率低得多——有研究顯示，藍(lán)像素僅為4%，另外兩種高達(dá)20%。藍(lán)像素還有可能降低屏幕的壽命，之前有研究顯示，索尼XEL-1使用1000小時(shí)后，屏幕的亮度就降低了12%。隨著技術(shù)的進(jìn)步，這種情況或許已經(jīng)改善，但沒有一家公司給出過確切(quèqiè)數(shù)據(jù)。3.1.4OLED的發(fā)展(fāzhǎn)精品文檔（5）OLED技術(shù)尚不成熟低良品率指的是每生產(chǎn)一臺(tái)能夠上架銷售的OLED電視，都要有很多面板因?yàn)槿毕荼粡U棄。數(shù)據(jù)顯示，2012年的OLED良品率只有10%。然而，三星號(hào)稱最近已經(jīng)大幅提升了良品率，這也是該公司將首款OLED電視機(jī)降價(jià)6000美元的原因。這并不意味著良品率問題得到解決，但在該問題正式解決前，OLED仍將是一款小眾產(chǎn)品。這兩家公司都沒有發(fā)布新款OLED電視機(jī)的官方(guānfāng)壽命，但LG和三星的OLED電視機(jī)都提供12個(gè)月的質(zhì)保。3.1.4OLED的發(fā)展(fāzhǎn)精品文檔（6）技術(shù)并不統(tǒng)一

三星和LG在生產(chǎn)OLED屏幕時(shí)采用了截然不同的像素技術(shù)，而目前還很難判斷孰優(yōu)孰劣。三星的方法是像等離子電視或LED液晶電視一樣，整合了離散的紅、綠、藍(lán)三種子像素。由于藍(lán)像素存在不確定性，所以長(zhǎng)期可靠性難以判斷。

LG針對(duì)藍(lán)像素問題設(shè)計(jì)的方法可能更具成本效率。該公司使用了一個(gè)網(wǎng)格來制成白色OLED(其實(shí)質(zhì)是壓縮過的紅、綠、藍(lán)OLED層)，之后再在上面覆蓋一系列濾光鏡來生成四種不同的子像素：紅、綠、藍(lán)、白。LG表示，這種方法的優(yōu)勢(shì)(yōushì)是可以實(shí)現(xiàn)更高的亮度。3.1.4OLED的發(fā)展(fāzhǎn)精品文檔3.1.5OLED的應(yīng)用(yìngyòng)（1）3G通信終端（2）壁掛電視和電腦(diànnǎo)顯示器（3）軍事和特殊用途（4）柔軟顯示器（5）作裝飾品和照明精品文檔2009展索尼首發(fā)(shǒufā)21英寸OLED電視，分辨率為1366×768精品文檔2012CES三星(sānxīng)、LG推出的55吋OLED平板電視

三星、LG都推出了基于OLED技術(shù)的大尺寸平板電視。三星的OLED電視采用自家的“SUPEROLED”技術(shù)，之前(zhīqián)已經(jīng)使用在熱銷手機(jī)GALAXYSII上，并且飽受好評(píng)。

LG公司也針鋒相對(duì)的推出了同尺寸的OLED機(jī)型。百萬級(jí)的超高對(duì)比度以及超過100%的NTSC色域使其具備遠(yuǎn)勝于普通液晶電視的色彩表現(xiàn)。

OLED技術(shù)被普遍認(rèn)為是替代等離子/液晶的下一代平板顯示技術(shù)。在幾乎所有關(guān)鍵指標(biāo)上都大幅度領(lǐng)先于現(xiàn)有的平板顯示技術(shù)。OLED技術(shù)之前的主要問題是良品率低、成本高，因此只被用在少數(shù)高端手機(jī)、平板電腦上。精品文檔維信諾研發(fā)(yánfā)成功中國(guó)大陸首款單色柔性AMOLED顯示器精品文檔

可以(kěyǐ)卷起來的顯示器3.1.5OLED的應(yīng)用(yìngyòng)精品文檔用于電致發(fā)光的有機(jī)材料應(yīng)具備以下特性：在可見光區(qū)域內(nèi)具有較高的熒光量子效率或良好的半導(dǎo)體特性，能有效地傳導(dǎo)電子或空穴；高質(zhì)量成膜特性；良好的穩(wěn)定性和機(jī)械加工性能。OLED用材料主要有電極材料、載流子輸送材料和發(fā)光材料。1、電極材料（1）陰極材料為提高電子的注入效率，要求選用功函數(shù)盡可能低的材料做陰極，功函數(shù)越低，發(fā)光亮度(liàngdù)越高，使用壽命越長(zhǎng)。A.單層金屬陰極3.2OLED的材料(cáiliào)把一個(gè)電子從固體(gùtǐ)內(nèi)部剛剛移到此物體表面所需的最少的能量。精品文檔B.合金陰極將性質(zhì)活潑的低功函數(shù)金屬和化學(xué)性能較穩(wěn)定的高功函數(shù)金屬一起蒸發(fā)形成金屬陰極。優(yōu)點(diǎn)：提高器件量子效率和穩(wěn)定性；能在有機(jī)膜上形成穩(wěn)定堅(jiān)固的金屬薄膜。C.層狀陰極

由一層極薄的絕緣材料（如LiF,Li2O，MgO，Al2O3等）和外面(wàimiàn)一層較厚的Al組成，其電子注入性能較純Al電極高，可得到更高的發(fā)光效率和更好的I-V特性曲線。D.摻雜復(fù)合型電極

將摻雜有低功函數(shù)金屬的有機(jī)層夾在陰極和有機(jī)發(fā)光層之間，可大大改善器件性能。3.2OLED的材料(cáiliào)精品文檔（2）陽極材料

為提高空穴的注入效率，要求陽極的功函數(shù)盡可能高。作為顯示器件還要求陽極透明，一般采用的有金（Au）、透明導(dǎo)電聚合物（如聚苯胺）和ITO導(dǎo)電玻璃，常用ITO玻璃。2、載流子輸送材料（1）空穴輸送材料（HTM）有高的熱穩(wěn)定性，與陽極形成小的勢(shì)壘，能真空蒸鍍形成無針孔薄膜。最常用的HTM均為芳香多胺類化合物。好的HTM應(yīng)具備以下特性：高的空穴遷移率，利于空穴傳輸；相對(duì)較小的電子親和能，有利于空穴注入；相對(duì)較低的電離能，有利于阻擋電子；良好(liánghǎo)的成膜性和熱穩(wěn)定行。3.2OLED的材料(cáiliào)精品文檔（2）電子輸運(yùn)材料(ETM)

現(xiàn)在采用的器件結(jié)構(gòu)中電子傳輸層與發(fā)光層大多是合并的，因此專門用于電子傳輸?shù)挠袡C(jī)材料不多。這類材料在分子結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)為缺電子體系，具有較強(qiáng)的電子接受能力(nénglì)，可以形成穩(wěn)定的負(fù)離子。好的電子傳輸材料應(yīng)具備如下特性：較高的電子遷移率；相對(duì)較高的電子親和能力，有利于電子注入；相對(duì)較大的電離能，有利于阻擋空穴；激發(fā)能量高于發(fā)光層的激發(fā)能量；不能與發(fā)光層形成復(fù)合物；良好的成膜特性和穩(wěn)定性。3.2OLED的材料(cáiliào)精品文檔3、發(fā)光材料

發(fā)光材料應(yīng)滿足下列條件：高量子效率的熒光特性，熒光光譜(guāngpǔ)主要分布400-700nm可見光區(qū)域。良好的半導(dǎo)體特性，即具有高的導(dǎo)電率，能傳導(dǎo)電子或空穴或兩者兼有。好的成膜性，在幾十納米的薄層中不產(chǎn)生針孔。良好的熱穩(wěn)定性。3.2OLED的材料(cáiliào)精品文檔OLED實(shí)現(xiàn)彩色化的方法主要有：獨(dú)立發(fā)光材料法、彩色濾光薄膜法和光色轉(zhuǎn)換法等三種。1、獨(dú)立發(fā)光材料法目前采用最多的彩色模式，它利用了精密的金屬蔭罩與CCD象素對(duì)位技術(shù)。首先分別制備RGB三基色的獨(dú)立發(fā)光中心，然后調(diào)整三基色不同比例的組合(zǔhé)，利用加法混色原理實(shí)現(xiàn)不同的顏色，使三色OLED元件獨(dú)立發(fā)光構(gòu)成一個(gè)象素。該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵在于提高發(fā)光材料的色純度和發(fā)光效率，同時(shí)金屬蔭罩刻蝕技術(shù)也至關(guān)重要。隨著OLED顯示器的彩色化、高分辨率和大面積化，金屬蔭罩刻蝕技術(shù)直接影響著顯示板畫面的質(zhì)量，所以對(duì)金屬蔭罩圖形尺寸精度及定位精度提出了更加苛刻的要求。3.3OLED的彩色(cǎisè)化技術(shù)精品文檔OLED實(shí)現(xiàn)彩色化的方法主要有：獨(dú)立發(fā)光材料法、彩色濾光薄膜法和光色轉(zhuǎn)換法等三種。2、彩色濾光薄膜法利用白光OLED結(jié)合彩色濾光膜，首先(shǒuxiān)制備發(fā)白光OLED的器件，然后通過彩色濾光膜得到三基色，再組合三基色實(shí)現(xiàn)彩色顯示。該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵在于獲得高效率和高純度的白光。制作過程不需要金屬蔭罩對(duì)位技術(shù)，可采用成熟的液晶顯示器LCD的彩色濾光膜制作技術(shù)。所以是大尺寸全彩色OLED顯示器具有潛力的全彩色化技術(shù)之一。但采用此技術(shù)使透過彩色濾光膜所造成光損失高達(dá)三分之二。目前日本TDK公司和美國(guó)Kodak公司采用這種方法制作OLED顯示器。3.3OLED的彩色(cǎisè)化技術(shù)精品文檔OLED實(shí)現(xiàn)彩色化的方法主要有：獨(dú)立發(fā)光材料法、彩色濾光薄膜法和光色轉(zhuǎn)換法等三種。3、光色轉(zhuǎn)換法

以藍(lán)光OLED結(jié)合光色轉(zhuǎn)換(zhuǎnhuàn)膜陣列，首先制備發(fā)藍(lán)光OLED的器件，然后利用其藍(lán)光激發(fā)光色轉(zhuǎn)換材料得到紅光和綠光，從而獲得全彩色。該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵在于提高光色轉(zhuǎn)換材料的色純度及效率。不需要金屬蔭罩對(duì)位技術(shù)，只需蒸鍍藍(lán)光OLED元件，是未來大尺寸全彩色OLED顯示器極具潛力的全彩色化技術(shù)之一。但光色轉(zhuǎn)換材料容易吸收環(huán)境中的藍(lán)光，造成圖像對(duì)比度下降，同時(shí)光導(dǎo)也會(huì)造成畫面質(zhì)量降低的問題。

目前掌握此技術(shù)的日本出光興產(chǎn)公司已生產(chǎn)出10英寸的OLED顯示器。3.3OLED的彩色(cǎisè)化技術(shù)精品文檔3.4OLED的驅(qū)動(dòng)(qūdònɡ)技術(shù)

從電子學(xué)角度簡(jiǎn)述有機(jī)電致發(fā)光顯示器件的顯示原理為：在大于某一閾值的外加電場(chǎng)作用下，空穴和電子以電流的形式分別從陽極和陰極注入夾在陽極和陰極的有機(jī)薄膜發(fā)光層，兩者結(jié)合并生成激子，發(fā)生輻射復(fù)合而導(dǎo)致發(fā)光。發(fā)光強(qiáng)度與注入的電流成正比，注入到顯示器件中的每個(gè)顯示像素的電流可以單獨(dú)(dāndú)控制，不同的顯示像素在驅(qū)動(dòng)信號(hào)作用下，在顯示器上合成出各種字符、數(shù)字、圖形以及圖像。有機(jī)電致發(fā)光顯示驅(qū)動(dòng)的功能就是提供這種電流信號(hào)。精品文檔

驅(qū)動(dòng)方法分為有源驅(qū)動(dòng)（AM-OLDE）和無源驅(qū)動(dòng)（PM-OLED））兩種。有源驅(qū)動(dòng)突出的特點(diǎn)是恒流驅(qū)動(dòng)電路集成在顯示屏上，而且每一個(gè)(yīɡè)發(fā)光像素對(duì)應(yīng)集成有一個(gè)(yīɡè)薄膜晶體管和一個(gè)電荷存儲(chǔ)電容，該存儲(chǔ)電容上的電壓保證在一幀周期內(nèi)，對(duì)應(yīng)像素一直維持其發(fā)光或不發(fā)光的狀態(tài)。有機(jī)電致發(fā)光器件具有二極管單向?qū)ㄌ匦?。但是由于有機(jī)發(fā)光薄膜的厚度在納米量級(jí)，發(fā)光面積尺寸一般大于100um，器件具有很明顯的電容特性，為了提高顯示器件的刷新頻率，對(duì)不發(fā)光的像素對(duì)應(yīng)的電容進(jìn)行快速放電。目前很多采用正向恒流反向恒壓的驅(qū)動(dòng)模式。3.4OLED的驅(qū)動(dòng)(qūdònɡ)技術(shù)精品文檔3.4.1PM-OLED（無源(wúyuán)驅(qū)動(dòng)）一、靜態(tài)驅(qū)動(dòng)(qūdònɡ)方式——共陰和共陽一般各有機(jī)電致發(fā)光像素的陰極是連在一起的，各像素的陽極是分離引出的，這是共陰。OLED靜態(tài)驅(qū)動(dòng)方式示意圖

器件的陰極連在一起引出接到某一電壓源U1（如0V），陽極Ai通過一個(gè)可控中間接線端Mi可與另一電源(diànyuán)電壓U2（如-5V）或者與可調(diào)幅值的恒流源Di相接。精品文檔

控制所要顯示的像素陽極（如A2）對(duì)應(yīng)的中間連接端，M2與對(duì)應(yīng)的可調(diào)幅值恒流源D2相連，在恒流源電壓與陰極電壓之差大于像素發(fā)光閾值的前提(qiántí)下，像素２將在恒流源的驅(qū)動(dòng)下發(fā)光處于顯示狀態(tài)。OLED靜態(tài)驅(qū)動(dòng)方式示意圖

對(duì)于不發(fā)光的像素，控制所要顯示的像素陽極對(duì)應(yīng)的中間(zhōngjiān)連接線端與-5V電源相連，由于像素的陽極陰極之間的電壓差為-5V，發(fā)光二極管反向截止，像素３不發(fā)光，處于不顯示狀態(tài)。

加在像素上的單向直流會(huì)產(chǎn)生交叉效應(yīng)(xiàoyìng)，所以必須采用交流的形式。3.4.1PM-OLED（無源驅(qū)動(dòng)）精品文檔二、動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)當(dāng)像素眾多時(shí)，采用靜態(tài)驅(qū)動(dòng)將產(chǎn)生眾多引腳以及龐大的硬件驅(qū)動(dòng)電路。所以可采取與液晶類似的矩陣電極驅(qū)動(dòng)，每個(gè)有機(jī)電致發(fā)光顯示像素都由其所在的行與列的位置唯一確定。為了點(diǎn)亮整屏像素，將采取逐行點(diǎn)亮或逐列點(diǎn)亮，點(diǎn)亮整屏像素時(shí)間小于人眼視覺暫留極限20ms。這樣的方法(fāngfǎ)叫作動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)法。1、動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)方法簡(jiǎn)述假設(shè)行為陰極，采用行掃描。有機(jī)電致發(fā)光顯示的動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)法是循環(huán)地給每行電極施加選擇脈沖，同時(shí)所有列電極給出該行像素的驅(qū)動(dòng)電流脈沖，實(shí)現(xiàn)該行所有顯示像素的驅(qū)動(dòng)。這種行掃描是逐行順序進(jìn)行的，循環(huán)掃描所有的行一遍所用的時(shí)間為幀周期。3.4.1PM-OLED（無源(wúyuán)驅(qū)動(dòng)）精品文檔

矩陣驅(qū)動(dòng)方式(fāngshì)對(duì)于半選像素會(huì)產(chǎn)生交叉效應(yīng)，解決辦法——反向截止法。反向截止強(qiáng)行使可能形成發(fā)光的弱場(chǎng)漂移電流和擴(kuò)散電流都不可能在像素中通過，有效消除交叉效應(yīng)。2、動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)

CPU控制電路產(chǎn)生總控制信號(hào)，行控制電路和列驅(qū)動(dòng)電路在總控制信號(hào)下，結(jié)合各自內(nèi)部功能，產(chǎn)生基本行信號(hào)和基行控制電路行驅(qū)動(dòng)電路OLED列驅(qū)動(dòng)電路列控制電路CPU（或MCU）控制電路本列信號(hào)，行驅(qū)動(dòng)電路(diànlù)和列驅(qū)動(dòng)電路(diànlù)在總控制信號(hào)、基本行信號(hào)和基本列信號(hào)下，結(jié)合各自內(nèi)部功能，產(chǎn)生行掃描信號(hào)和列數(shù)據(jù)信號(hào)。矩陣式OLED動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)(qūdònɡ)控制電路框圖3.4.1PM-OLED（無源驅(qū)動(dòng)）精品文檔3、灰度顯示（1）幅值控制法在輸入數(shù)據(jù)的列驅(qū)動(dòng)器中加入輸出的電信號(hào)復(fù)制的控制，使有機(jī)電致發(fā)光顯示產(chǎn)生灰度的變化。（2）空間灰度調(diào)制將顯示像素劃分為若干可控單獨(dú)控制的“子像素”，當(dāng)顯示像素中不同數(shù)量的子像素被選通時(shí)，在一定(yīdìng)距離外觀察，像素將顯示不同的灰度級(jí)。優(yōu)點(diǎn)：不需要特殊的驅(qū)動(dòng)和控制技巧。缺點(diǎn)：首先不可能將顯示像素分割成很多子像素，因此不可能有很多灰度級(jí)別。其次，其灰度級(jí)別是增加微細(xì)加工成本的成本和降低分辨率來實(shí)現(xiàn)的。大量子像素需要大量驅(qū)動(dòng)、控制電路，造成成本增加。3.4.1PM-OLED（無源(wúyuán)驅(qū)動(dòng)）精品文檔（3）時(shí)間灰度調(diào)制在單位時(shí)間內(nèi)，控制顯示像素選通截止的時(shí)間長(zhǎng)短，從而實(shí)現(xiàn)灰度級(jí)的顯示。①幀灰度調(diào)制若選取若干幀為一個(gè)單位，在這個(gè)單位內(nèi)某一像素在不同幀內(nèi)被導(dǎo)通，在另一些幀不被導(dǎo)通，則使該像素呈現(xiàn)不同灰度級(jí)別。把若干幀合并為一個(gè)大單位，所以會(huì)引起灰度級(jí)別的閃爍，為了保證不出現(xiàn)閃爍，必須增加幀頻。由于有機(jī)電致發(fā)光顯示屏，在窄脈沖驅(qū)動(dòng)下，壽命縮短，所以幀頻不可能太高。②脈寬灰度調(diào)制在掃描脈沖對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)脈寬中劃出一個(gè)灰度調(diào)制脈沖，這個(gè)脈沖的寬度可以劃分多個(gè)級(jí)別，不同寬度級(jí)別代表不同灰度信息，從而可以使被選通的像素實(shí)現(xiàn)不同的灰度級(jí)別。該方法不僅可以在一個(gè)像素上實(shí)現(xiàn)灰度調(diào)制，而且可以很容易地通過數(shù)字電路控制將灰度信息攜帶(xiédài)在列信號(hào)脈沖上，非常方便。與幀灰度調(diào)制一樣，脈沖寬度調(diào)制的灰度也會(huì)因有機(jī)電致發(fā)光不能在過窄脈沖下驅(qū)動(dòng)而受限制。3.4.1PM-OLED（無源(wúyuán)驅(qū)動(dòng)）精品文檔3.4.2AM-OLED（有源驅(qū)動(dòng)(qūdònɡ)）

有源驅(qū)動(dòng)的每個(gè)像素配備具有開關(guān)功能的低溫多晶硅薄膜晶體管（LowTemperaturePoly-SiThinFilmTransistor,LTP-SiTFT），而且每個(gè)像素配備一個(gè)電荷存儲(chǔ)電容，外圍驅(qū)動(dòng)電路和顯示陣列整個(gè)系統(tǒng)(xìtǒng)集成在同一玻璃基板上。與LCD相同的TFT結(jié)構(gòu)，無法用于OLED。這是因?yàn)長(zhǎng)CD采用電壓驅(qū)動(dòng)，而OLED卻依賴電流驅(qū)動(dòng)，其亮度與電流量成正比，因此除了進(jìn)行ON/OFF切換動(dòng)作的選址TFT之外，還需要能讓足夠電流通過的導(dǎo)通阻抗較低的小型驅(qū)動(dòng)TFT。精品文檔3.4.2AM-OLED（有源驅(qū)動(dòng)(qūdònɡ)）一、有源驅(qū)動(dòng)與無源驅(qū)動(dòng)的比較1、結(jié)構(gòu)不同有源矩陣的每個(gè)像素配備具有開關(guān)功能的低溫(dīwēn)多晶硅薄膜晶體管（LTP-SiTFT）和一個(gè)電荷存儲(chǔ)電容。2、驅(qū)動(dòng)方式不同有源矩陣的驅(qū)動(dòng)方式占空比可達(dá)100%，具有存儲(chǔ)效應(yīng)，屬于靜態(tài)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)，不受掃描電極數(shù)的限制，可以對(duì)個(gè)像素獨(dú)立進(jìn)行選擇性調(diào)節(jié)。3、有源矩陣可以實(shí)現(xiàn)高亮度和高分辨率，無源矩陣難以實(shí)現(xiàn)高亮度和高分辨率。有源驅(qū)動(dòng)無占空比問題，驅(qū)動(dòng)不受掃描電極數(shù)的限制，易于實(shí)現(xiàn)高亮度和高分辨率。4、有源矩陣可以實(shí)現(xiàn)高效率和低功耗精品文檔一、有源驅(qū)動(dòng)與無源驅(qū)動(dòng)的比較5、有