有机发光二极管显示研究现状与发展

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优质文档暨 南 大 学探究生课程论文论文题目: 有机发光二极管显示探究现状和开展 学 院: 理工学院 学 系: 物理系 专 业: 物理电子学 课程名称: 发光和显示技术 学生姓名: 汤华清 学 号: 1034234006 指导老师: 刘彭义 2011年 06 月 15 日有机发光二极管显示探究现状和开展汤华清暨南大学物理系,广州510632摘要:有机电致发光二极管( OLED) 因其白光材料的多样性、制程的简洁性和本钱低廉性, 特殊是其面光源的属性, 相较于电致发光二极管( LED) 的点光源, 更有望成为将来显示器件的主角。本文介绍OLED 显示技术的最新进展, 分别阐述了OLED的显示原理,分类及优缺点。OLED器件的显示材料,OLED制备的核心工艺和技术, 其中包括氧化铟锡ITO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、显示驱动技术。并简要介绍了OLED技术的应用前景。Abstract: Because the organic electroluminescence diode (OLED) its white light materials multiplicity, the system regulations simplicity and cost inexpensive, specially its photo sources attribute, compares in the electroluminescence diode (LED) the point source, will become in the future display devices lead hopefully. This article introduced that the OLED display technology the newest progress, elaborated the OLED display principle separately, the classification and the good and bad points. , OLED components demonstration material, OLED preparation core craft and technology, including the indium oxide tin (ITO) the substrate clean and the pretreatment, the negative pole insulated column preparation, the organic function thin film and metal electrodes preparation, the multicolored technology, the seal technology, the demonstration actuation technology. And introduced the OLED technology application prospect briefly. 关键词:OLED;显示技术;发光元件;彩色化技术;驱动电路1.引言OLED 具有全固态、主动发光、高比照度、超薄、低功耗、无视角限制、响应速度快、工作范围宽、易于实现柔性显示和3D显示等诸多优点,将成为将来20 年最具“钱景”的新型显示技术。同时,由于OLED 具有可大面积成膜、功耗低以及其它优良特性,因此还是一种志向的平面光源,在将来的节能环保型照明领域也具有广泛的应用前景。2.OLED概述2.1 OLED开展过程1963年Pope发表了世界上第一篇有关OLED的文献,当时运用数百伏电压,加在有机芳香族Anthracene葸晶体上时,视察到发光现象。但由于电压过高,发光效率低,未得到重视。直到1987年伊士曼柯达公司的C.W. Tang及Steve Van Slyke等人独创以真空蒸镀法制成多层式构造的OLED器件后,探究开发才活越起来。同年,英国剑桥大学卡文迪许试验室的Jeremy Burroughes证明高分子有机聚合物也有电致发光效应。1990年英国剑桥大学的Friend等人胜利的开发出以涂布方式将多分子应用在OLED上,即Polymer多聚物,聚和物 LED,亦称PLED。不但再次引发其次次探究热潮,更确立了OLED在二十一世纪产业中所占的重要地位。近年来有源OLEDTFTOLED成为探究热点。OLED所用的TFT需采纳多晶硅技术,和LCD所用的TFT有很大差异。OLED和低温多晶硅技术结合使得开发较大尺寸的显示屏成为可能。OLED的应用也许可以分为三个阶段:11997-2001年,OLED的试验阶段,在这个阶段,OLED起先走出试验室,主要应用在汽车音响面板,PDA手机上。但产量特别有限,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。220022005年,OLED的成长阶段,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。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英寸以上面板也起先投入运用。32005年以后,OLED的成熟阶段,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开掘和发挥。2.2 OLED显示原理图1.:OLED构造图OLED的根本构造如图1.所示是由一薄而透亮具半导体特性之铟锡氧化物(ITO),和电力之正极相连,再加上另一个金属阴极,包成如三明治的构造。整个构造层中包括了:空穴传输层(HTL)、发光层(EL)和电子传输层(ETL)。当电力供给至适当电压时,正极空穴和阴极电荷就会在发光层中结合,产生光亮,依其配方不同产生红、绿和蓝RGB三原色,构成根本色调。OLED的特性是自己发光,不像TFT LCD须要背光,因此可视度和亮度均高,其次是电压需求低且省电效率高,加上反响快、重量轻、厚度薄,构造简洁,本钱低等,被视为21世纪最具前途的产品之一。有机发光二极体的发光原理和无机发光二极体相像。当组件受到直流电所衍生的顺向偏压时,外加之电压能量将驱动电子和空穴分别由阴极和阳极注入组件,当两者在传导中相遇、结合,即形成所谓的电子-空穴复合。而当化学分子受到外来能量激发后,假设电子自旋和基态电子成对,那么为单重态,其所释放的光为所谓的荧光;反之,假设激发态电子和基态电子自旋不成对且平行,那么称为三重态,其所释放的光为所谓的磷光。发光过程通常由个阶段完成: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。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。载流子复合:电子和空穴复合产生激子。激子迁移:激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。电致发光:激发态能量通过辐射跃迁产生光子。当电子的状态位置由激态高能阶回到稳态低能阶时,其能量将分别以光子或热能的方式放出,其中光子的局部可被利用当作显示功能;然有机荧光材料在室温下并无法观测到三重态的磷光,故PM-OLED组件发光效率之理论极限值仅25%。PM-OLED发光原理是利用材料能阶差,将释放出来的能量转换成光子,所以我们可以选择适当的材料当作发光层或是在发光层中掺杂染料以得到我们所须要的发光颜色。此外,一般电子和电洞的结合反响均在数十纳秒ns内,故PM-OLED的应答速度特别快。P.S.:PM-OLEM的典型构造。典型的PM-OLED由玻璃基板、ITOindium tin oxide;铟锡氧化物阳极、有机发光层和阴极等所组成,其中,薄而透亮的ITO阳极和金属阴极犹如三明治般地将有机发光层包夹其中,当电压注入阳极的空穴和阴极来的电子在有机发光层结合时,激发有机材料而发光。而目前发光效率较佳、普遍被运用的多层PM-OLED构造,除玻璃基板、阴阳电极和有机发光层外,尚需制作空穴注入层、空穴传输层、电子传输层和电子注入层等构造,且各传输层和电极之间需设置绝缘层,因此热蒸镀加工难度相对提高,制作过程亦变得困难。由于有机材料及金属对氧气及水气相当敏感,制作完成后,需经过封装爱护处理。PM-OLED虽需由数层有机薄膜组成,然有机薄膜层厚度约仅1,0001,500A0.100.15 um,整个显示板在封装加枯燥剂后总厚度不及200um2mm,具轻薄之优势。2.3 OLED分类以OLED运用的有机发光材料来看,一是以染料及颜料为材料的小分子器件系统,另一那么以共轭性高分子为材料的高分子器件系统。同时由于有机电致发光器件具有发光二极管整流和发光的特性,因此小分子有机电致发光器件亦被称为OLED(Organic Light Emitting Diode),高分子有机电致发光器件那么被称为PLED (Polymer Light-emitting Diode)。小分子及高分子OLED在材料特性上可说是各有千秋,但以现有技术开展来看,如作为监视器的信任性上,及电气特性、生产安定性上来看,小分子OLED此时此刻是处于领先地位,当前投入量产的OLED组件,全是运用小分子有机发光材料。OLED遵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随着OLED技术的开展,产生了很多新的分类方法或新型器件:柔韧性OLED,顶部放射OLED,磷光OLED、微显示OLED、白光OLED、层叠构造OLED等。2.4 OLED的优缺点、OLED的优点 1、厚度可以小于1毫米,仅为LCD屏幕的1/3,并且重量也更轻; 2、固态机构,没有液体物质,因此抗震性能更好,不怕摔; 3、几乎没有可视角度的问题,即使在很大的视角下观看,画面仍旧不失真; 4、响应时间是LCD的千分之一,显示运动画面肯定不会有拖影的现象; 5、低温特性好,在零下40度时仍能正常显示,而LCD那么无法做到; 6、制造工艺简洁,本钱更低; 7、发光效率更高,能耗比LCD要低; 8、能够在不同材质的基板上制造,可以做成能弯曲的松软显示器。 、OLED的缺点 1、寿命通常只有5000小时,要低于LCD至少1万小时的寿命; 2、不能实现大尺寸屏幕的量产,因此目前只适用于便携类的数码类产品;3.OLED显示材料有机材料的特性深深地影响元件之光电特性表现。在阳极材料的选择上,材料本身必需是具高功函数和可透光性,所以具有4.5eV-5.3eV的高功函数、性质稳定且透光的ITO透亮导电膜,便被广泛应用于阳极。在阴极局部,为了增加元件的发光效率,电子和电洞的注入通常须要低功函数的Ag、Al、Ca、In、Li和Mg等金属,或低功函数的复合金属来制作阴极例如:Mg-Ag镁银。 适合传递电子的有机材料不必须适合传递电洞,所以有机发光二极体的电子传输层和电洞传输层必需选用不同的有机材料。目前最常被用来制作电子传输层的材料必需制膜安定性高、热稳定且电子传输性佳,一般通常采纳萤光染料化合物。如Alq、Znq、Gaq、Bebq、Balq、DPVBi、ZnSPB、PBD、OXD、BBOT等。而电洞传输层的材料属于一种芳香胺萤光化合物,如TPD、TDATA等有机材料。 用于电致发光的有机材料应具备以下特性:在可见光区域内具有较高的荧光量子效率或良好的半导体特性,能有效地传导电子或空穴;高质量成膜特性;良好的稳定性和机械加工性能。电致发光中常用的材料包括小分子材料和聚合物。小分子的优点是分子构造确定,易于合成和纯化,小分子化合物多采纳真空蒸镀成膜,简洁形成致密而纯洁的薄膜;聚合物多采纳湿法制膜,如旋转涂覆、喷墨打印技术、丝网印刷等成膜技术。这些技术相比真空蒸镀法而言工艺简洁、设备低廉,从而在批量生产中有本钱优势。但是这种湿法制膜技术在制备多层膜构造时,由于溶剂的管用经常会导致前一层膜的损坏。而且聚合物材料柔韧性好,有望在软屏显示中得到运用。总体来说小分子材料器件的工艺较为成熟,有望近期进入产业化生产阶段,聚合物作为很有前途的探究方向,不久以后也会进入产业化阶段,给OLED产业带来强有力的推动3.1 小分子OLED用材料主要有电极材料,载流子输送材料和发光材料。3.11电极材料1) 阴极材料,为提高电子的注入效率,要求选用功函数尽可能低的材料做阴极,功函数越低,发光亮度越高,运用寿命越长。A单层金属阴极如Ag 、Al 、Li 、Mg 、Ca 、In等。B合金阴极将性质活泼的低功函数金属和化学性能较稳定的高功函数金属一起蒸发形成金属阴极、如Mg: Ag10: 1,Li:Al (0.6%Li) 合金电极,功函数分别为3.7eV和3.2eV。C层状阴极由一层极薄的绝缘材料如LiF, Li2O,MgO,Al2O3等和外面一层较厚的Al组成,其电子注入性能较纯Al电极高,可得到更高的发光效率和更好的I-V特性曲线。D掺杂复合型电极将掺杂有低功函数金属的有机层夹在阴极和有机发光层之间,可大大改善器件性能2) 阳极材料,为提高空穴的注入效率,要求阳极的功函数尽可能高。作为显示器件还要求阳极透亮,一般采纳的有Au、透亮导电聚合物如聚苯胺和ITO导电玻璃,常用ITO玻璃3.12 载流子输送材料1空穴输送材料HTM,这类材料在分子构造上表现为富电子体系,具有较强的电子赐予实力。最常用的HTM均为芳香多胺类化合物 ,主要是三苯胺衍生物。2电子输运材料(ETM),此时此刻采纳的器件构造中电子传输层和发光层大多是合并的,因此特地用于电子传输的有机材料不多。这类材料在分子构造上表现为缺电子体系,具有较强的电子承受实力,可以形成稳定的负离子。这类材料包括多环共轭芳香化合物、噁唑衍生物及香豆素衍生物3.13 发光材料选择发光材料应满意以下条件:A高量子效率的荧光特性,荧光光谱主要分布400-700nm可见光区域。B.能获得较高的电致发光效率和亮度。C好的成膜性,在几十纳米的薄层中不产生针孔。D良好的热稳定性和化学稳定性。发光材料有两大类:一种是具有必须的载流子传输特性,在有机发光二极管中可以单独成层的主体发光材料,另一种是不具有载流子传输性,只能以掺杂方式运用的发光染料。遵照分子构造,可分为金属络合物和有机小分子。常见的红光材料主要有:罗丹明类染料,DCM,DCT,DCJT,DCJTB,DCJTI和TPBD等;常见的绿光材料主要有:香豆素染料Coumarin6(Kodak公司第一个采纳),奎丫啶酮quinacridone, QA先锋公司专利,六苯并苯(Coronene),苯胺类(naphthalimide).常见的蓝光材料主要有:N-芳香基苯并咪唑类;1,2,4-三唑衍生物TAZ也是ETM材料;1,3-4-噁二唑的衍生物;双芪类(Distyrylarylene);BPVBi。 1) 金属络合物发光材料:金属络合物介于有机和无机物之间,既有有机物的高荧光量子效率,又有无机物的高稳定性,被视为最有应用前景的一类发光材料,遵照发光机制不同,金属络合物发光材料可以分为配体发光络合物和中心离子发光型络合物。8-羟基喹啉铝Alq3及其衍生物是配体发光型络合物。其中8-羟基喹啉铝是目前应用最普遍的一种电子传输发光材料。同时8-羟基喹啉铝还作为最常用的主体材料通过掺杂实现高效率的绿光、黄光和红光放射。2有机小分子发光材料:主要为有机染料,具有化学修饰性强,选择范围广,易于提纯,量子效率高,可产生红、绿、蓝、黄等各种颜色放射峰等优点,但大多数有机染料在固态时存在浓度淬灭等问题,导致放射峰变宽或红移,所以一般将它们以低浓度方式掺杂在具有某种载流子性质的主体中,主体材料通常和ETM和HTM层采纳一样的材料。4.OLED制备的核心工艺和技术OLED器件的发光效率和稳定性、器件的成品率乃至器件的本钱等都要受到工艺技术的限制。有机发光二极管工艺技术的开展对产业化进程尤为重要,制备工艺可分为小分子有机发光二极管OLED工艺技术,和聚合物发光二极管PLED工艺技术两大类。小分子OLED通常用蒸镀方法或干法制备,PLED一般用溶液方法或湿法制备。这里主要谈下小分子OLED的工艺。小分子OLED制备过程中的关键工艺技术,其中包括氧化铟锡ITO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、显示驱动技术。4.1 玻璃基片清洗和外表预处理(1)ITO外表平整度:ITO目前已广泛应用在商业化的显示器面板制造,其具有高透射率、低电阻率及高功函数等优点。一般而言,利用射频溅镀法所制造的ITO,易受工艺限制因素不良而导致外表不平整,进而产生外表的尖端物质或突起物。另外高温锻烧及再结晶的过程亦会产生外表约10 30nm的突起层。这些不平整层的细粒之间所形成的路径会供给空穴干脆射向阴极的时机,而这些错综困难的路径会使漏电流增加。一般有三个方法可以解决这外表层的影响;一是增加空穴注入层及空穴传输层的厚度以降低漏电流,此方法多用于PLED及空穴层较厚的OLED(200nm)。二是将ITO玻璃再处理,使外表光滑。三是运用其它镀膜方法使外表平整度更好。基层和ITO之间界面对发光性能的影响特别重要,ITO玻璃运用前必需细致清洗,以彻底去除基片外表的污染物,污染物通常分为类:有形颗粒,如尘埃有机物质,如油脂和涂料等无机物质,如碱、盐和锈斑等微生物机体.去除基片外表污染物的方法:化学清洗法、超声波清洗法、紫外光清洗法,真空烘烤法及离子轰击法.常用的ITO薄膜外表预处理方法有:化学方法酸碱处理和物理方法氧等离子体处理,惰性气体溅射等(2)ITO功函数的增加:当空穴由ITO注入HIL时,过大的位能差会产生萧基能障,使得空穴不易注入,因此如何降低ITO / HIL接口的位能差那么成为ITO前处理的重点。一般我们运用O2-Plasma方式增加ITO中氧原子的饱和度,以到达增加功函数之目的。ITO经O2-Plasma处理后功函数可由原先之4.8eV提升至5.2eV,和HIL的功函数已特别接近。 参加协助电极,由于OLED为电流驱动组件,当外部线路过长或过细时,于外部电路将会造成紧要之电压梯度,使真正落于OLED组件之电压下降,导致面板发光强度削减。由于ITO电阻过大,易造成不必要之外部功率消耗,增加一协助电极以降低电压梯度成了增加发光效率、削减驱动电压的快捷方式。铬金属是最常被用作协助电极的材料,它具有对环境因子稳定性佳及对蚀刻液有较大的选择性等优点。然而它的电阻值在膜层为100nm时为2 ohm / square,在某些应用时仍属过大,因此在一样厚度时拥有较低电阻值的铝(Al:Aluminum)金属(0.2 ohm / square)那么成为协助电极另一较佳选择。但是,铝金属的高活性也使其有信任性方面之问题因此,多叠层之协助金属那么被提出,如:Cr / Al / Cr或Mo / Al / Mo,然而此类工艺增加困难度及本钱,故协助电极材料的选择成为OLED工艺中的重点之一。4.2 阴极隔离柱技术为了实现无源矩阵OLED的高辨别率和彩色化,更好地解决阴极模板辨别率低和器件成品率低等问题,人们在探究中引入了阴极隔离柱构造。即在器件制备中不运用金属模板,而是在蒸镀有机薄膜和金属阴极之前,在基板上制作绝缘的间壁,最终实现将器件的不同像素隔开,实现像素阵列。图2.梯形隔离柱构造在隔离柱制备中,广泛采纳了绝缘的无机材料如氮化硅,碳化硅、氧化硅、有机聚合物材料如PI、聚四氟乙烯等和光刻胶等材料。目前采纳有机绝缘材料和光刻胶的OLED隔离柱制备工艺比拟成熟。隔离柱的形态是隔离效果关键。绝缘缓冲层来解决同一像素间的短路问题,同时运用倒立梯形的隔离柱来解决相邻像素间的短路问题.倒梯形隔离柱构造如图2所示。隔离柱的根本制作方法:在透亮基片上旋涂第一层光敏有机绝缘材料,厚度为,一般为光敏型、前烘后曝光,曝光图形为网状构造或条状构造,线条的宽度由显示辨别率即像素之间间隔确定,显影后线宽为,然后进展后烘。在有机绝缘材料上旋涂其次层光敏型有机绝缘材料,膜厚为,一般为光刻后线条横截面能形成上大下小倒梯形形态的光刻胶中的一种,一般为负型光刻胶,前烘后对其次层有机绝缘体材料进展曝光,曝光图形为直线条,显影后的线宽为4.3 有机薄膜或金属电极的制备小分子OLED器件通常采纳真空蒸镀法制备有机薄膜和金属电极,其详细操作过程是在真空中加热蒸发容器中待形成薄膜的原材料,使其原子或分子从外表气化逸出,形成蒸汽流,入射到固体衬底或基片的外表形成固态薄膜。该过程假如真空度太低,有机分子将和大量空气分子碰撞,使膜层受到紧要污染,甚至被氧化烧毁;此条件下沉积的金属往往没有光泽,外表粗糙,得不到匀称连续的薄膜。4.4彩色化技术显示器全彩色是检验显示器是否在市场上具有竞争力的重要标记,因此很多全彩色化技术也应用到了OLED显示器上,按面板的类型通常有下面三种:RGB像素独立发光,光色转换和彩色滤光膜。 4.4.1、RGB象素独立发光 利用发光材料独立发光是目前采纳最多的彩色模式。它是利用精细的金属荫罩和CCD象素对位技术,首先制备红、绿、蓝三基色发光中心,然后调整三种颜色组合的混色比,产生真彩色,使三色OLED元件独立发光构成一个像素。该项技术的关键在于提高发光材料的色纯度和发光效率,同时金属荫罩刻蚀技术也至关重要。 目前,有机小分子发光材料AlQ3是很好的绿光发光小分子材料,它的绿光色纯度,发光效率和稳定性都很好。但OLED最好的红光发光小分子材料的发光效率只有31mW,寿命1万小时,蓝色发光小分子材料的开展也是很慢和很困难的。有机小分子发光材料面临的最大瓶颈在于红色和蓝色材料的纯度、效率和寿命。但人们通过给主体发光材料掺杂,已得到了色纯度、发光效率和稳定性都比拟好的蓝光和红光。 高分子发光材料的优点是可以通过化学修饰调整其发光波长,现已得到了从蓝到绿到红的覆盖整个可见光范围的各种颜色,但其寿命只有小分子发光材料的特别之一,所以对高分子聚合物,发光材料的发光效率和寿命都有待提高。不断地开发出性能优良的发光材料应当是材料开发工作者的一项艰难而长期的课题。 随着OLED显示器的彩色化、高辨别率和大面积化,金属荫罩刻蚀技术干脆影响着显示板画面的质量,所以对金属荫罩图形尺寸精度及定位精度提出了更加苛刻的要求。 4.4.2、光色转换光色转换是以蓝光OLED结合光色转换膜阵列,首先制备发蓝光OLED的器件,然后利用其蓝光激发光色转换材料得到红光和绿光,从而获得全彩色。该项技术的关键在于提高光色转换材料的色纯度及效率。这种技术不须要金属荫罩对位技术,只需蒸镀蓝光OLED元件,是将来大尺寸全彩色OLED显示器极具潜力的全彩色化技术之一。但它的缺点是光色转换材料简洁汲取环境中的蓝光,造成图像比照度下降,同时间导也会造成画面质量降低的问题。目前驾驭此技术的日本出光兴产公司已生产出10英寸的OLED显示器。 4.4.3、彩色滤光膜 此种技术是利用白光OLED结合彩色滤光膜,首先制备发白光OLED的器件,然后通过彩色滤光膜得到三基色,再组合三基色实现彩色显示。该项技术的关键在于获得高效率和高纯度的白光。它的制作过程不须要金属荫罩对位技术,可采纳成熟的液晶显示器LCD的彩色滤光膜制作技术。所以是将来大尺寸全彩色OLED显示器具有潜力的全彩色化技术之一,但采纳此技术使透过彩色滤光膜所造成光损失高达三分之二。目前日本TDK公司和美国Kodak公司采纳这种方法制作OLED显示器。 RGB像素独立发光,光色转换和彩色滤光膜三种制造OLED显示器全彩色化技术,各有优缺点。如表一所示。可依据工艺构造及有机材料确定。 表一:OLED全彩方式方式RGB 3色排列白光+彩色滤光片(CF)蓝光+色变换层(CCF)图示RGBRGBRGB原理RGB三色发光材料独立发光以白光为背光,再加彩色滤光片 以蓝光为光源,经色变换层将光转为RGB三色发光效率 开发重点 RGB准确定位 高纯度长寿命红光材料的开发 白光的光色纯度 提高光线运用率 (CF会遮挡光线) 色变换材料的光色纯 度和效率 提高红光转换效率4.5 OLED的封装技术图3.对水氧极为敏感,因此封装技术干脆影响器件的稳定性和寿命。封装技术主要有3种技术:金属盖封装、玻璃基片封装,薄膜封装。目前常用的封装技术是玻璃基片封装。用带有凹槽的玻璃基片和OLED基片压合在一起。玻璃封装片的加工有两种方法,一种是喷砂,另一种采纳腐蚀方式。如图3.所示。一般OLED的生命周期易受四周水气和氧气所影响而降低。水气来源主要分为两种:一是经由外在环境渗透进入组件内,另一种是在OLED工艺中被每一层物质所汲取的水气。为了削减水气进入组件或解除由工艺中所吸附的水气,一般最常运用的物质为吸水材(Desiccant)。Desiccant可以利用化学吸附或物理吸附的方式捕获自由移动的水分子,以到达去除组件内水气的目的。枯燥剂和枯燥片通过贴附在封装玻璃基片的内侧以吸附器件内部的水分。图4. 封装工艺流程图工艺及设备开发:封装工艺之流程如图4所示,为了将Desiccant置于盖板及顺当将盖板和基板黏合,需在真空环境或将腔体充入不活泼气体下进展,例如氮气。值得留意的是,如何让盖板和基板这两局部工艺连接更有效率、削减封装工艺本钱以及削减封装时间以达最正确量产速率,已俨然成为封装工艺及设备技术开展的3大主要目标。4.6 OLED的显示驱动技术OLED的驱动方式分为主动式驱动(有源驱动)和被动式驱动(无源驱动)。 4.6.1 无源驱动PM OLED图5.OLED被动矩阵其分为静态驱动电路和动态驱动电路。如图5.所示。静态驱动方式:图6. 静态驱动方式示意图在静态驱动的有机发光显示器件上,一般各有机电致发光像素的阴极是连在一起引出的,各像素的阳极是分立引出的,这就是共阴的连接方式。图6.为其静态驱动方式示意图。假设要一个像素发光只要让恒流源的电压和阴极的电压之差大于像素发光值的前提下,像素将在恒流源的驱动下发光,假设要一个像素不发光就将它的阳极接在一个负电压上,就可将它反向截止。但是在图像改变比拟多时可能出现穿插效应,为了幸免我们必需采纳沟通的形式。静态驱动电路一般用于段式显示屏的驱动上。 动态驱动方式:在动态驱动的有机发光显示器件上人们把像素的两个电极做成了矩阵型构造,即水平一组显示像素的同一性质的电极是共用的,纵向一组显示像素的一样性质的另一电极是共用的。假如像素可分为N行和M列,就可有N个行电极和M个列电极。行和列分别对应发光像素的两个电极。即阴极和阳极。在实际电路驱动的过程中,要逐行点亮或者要逐列点亮像素,通常采纳逐行扫描的方式,行扫描,列电极为数据电极。实现方式是:循环地给每行电极施加脉冲,同时全部列电极给出该行像素的驱动电流脉冲,从而实现一行全部像素的显示。该行不再同一行或同一列的像素就加上反向电压使其不显示,以幸免“穿插效应”,这种扫描是逐行依次进展的,扫描全部行所需时间叫做帧周期。 在一帧中每一行的选择时间是均等的。假设一帧的扫描行数为N,扫描一帧的时间为1,那么一行所占有的选择时间为一帧时间的1/N该值被称为占空比系数。在同等电流下,扫描行数增多将使占空比下降,从而引起有机电致发光像素上的电流注入在一帧中的有效下降,降低了显示质量。因此随着显示像素的增多,为了保证显示质量,就须要适度地提高驱动电流或采纳双屏电极机构以提高占空比系数。 除了由于电极的公用形成穿插效应外,有机电致发光显示屏中正负电荷载流子复合形成发光的机理使任何两个发光像素,只要组成它们构造的任何一种功能膜是干脆连接在一起的,那两个发光像素之间就可能有相互串扰的现象,即一个像素发光,另一个像素也可能发出微弱的光。这种现象主要是因为有机功能薄膜厚度匀称性差,薄膜的横向绝缘性差造成的。从驱动的角度,为了减缓这种不利的串扰,采纳反向截至法也是一行之有效的方法。 带灰度限制的显示:显示器的灰度等级是指黑白图像由黑色到白色之间的亮度层次。灰度等级越多,图像从黑到白的层次就越丰富,细微环节也就越清楚。灰度对于图像显示和彩色化都是一个特别重要的指标。一般用于有灰度显示的屏多为点阵显示屏,其驱动也多为动态驱动,实现灰度限制的几种方法有:限制法、空间灰度调制、时间灰度调制。 4.6.2 有源驱动AM OLED图7. OLED主动矩阵有源驱动的每个像素配备具有开关功能的低温多晶硅薄膜晶体管LowTemperature Poly-Si Thin Film Transistor, LTP-Si TFT,而且每个像素配备一个电荷存储电容,外围驱动电路和显示阵列整个系统集成在同一玻璃基板上,如图7所示。和LCD一样的TFT构造,无法用于OLED。这是因为LCD采纳电压驱动,而OLED却依靠电流驱动,其亮度和电流量成正比,因此除了进展ON/OFF切换动作的选址TFT之外,还须要能让足够电流通过的导通阻抗较低的小型驱动TFT。 有源驱动属于静态驱动方式,具有存储效应,可进展100%负载驱动,这种驱动不受扫描电极数的限制,可以对各像素独立进展选择性调整。 有源驱动无占空比问题,驱动不受扫描电极数的限制,易于实现高亮度和高辨别率。 有源驱动由于可以对亮度的红色和蓝色像素独立进展灰度调整驱动,这更有利于OLED彩色化实现。 有源矩阵的驱动电路藏于显示屏内,更易于实现集成度和小型化。另外由于解决了外围驱动电路和屏的连接问题,这在必须程度上提高了成品率和牢靠性。 5. OLED的应用目前,OLED已经在一些小型设备中得到应用,例如移动电话、掌上型电脑以及数码相机等。柯达公司已经在几款数码相机中运用了OLED显示屏。有几家公司已经制成OLED电脑显示器和大屏幕电视机的原始模型。2005年5月,三星电子公司宣布,首部40英寸、基于OLED技术的超薄电视机已经研制胜利。随着OLED领域内研发工作的突飞猛进,将来OLED的应用范围可能会扩大到平视显示器、汽车仪表板、看板式显示器、家庭或办公室照明以及柔性显示器。由于OLED的刷新速率比LCD更高高出近1000倍,所以运用OLED显示器的设备几乎可以做到信息实时更新。这会使视频图像的逼真度大大提升,还可以不连续地进展图像更新。将来的报纸可能就是一部OLED显示器,它能持续更新突发新闻事务请回想一下科幻电影少数派报告中描述的场景;不看的时候,您可以把它卷起来插进您的背包或公文包,就犹如平凡的报纸一样。参考文献1 李震梅,董传岱. 新型平板显示技术-OLED.信息终端, 2003,01:50-522 王云景,方勇军. OLED显示器件的原理及应用.仪表技术, 2007,08:32-343 诺基亚公司,芬兰赫尔辛基. OLED技术的颠覆性创新突破.INFORMATION DISPLAY精选,2010,4:14-194 邱勇,段炼. OLED照明及OLED有源显示材料和器件.新材料,2011,6:20-265 邵勇,张琦. OLED照明及其关键技术.安阳工学院学报,2010,8:7-106 刘南柳,彭俊彪. 有机电致发光显示彩色化技术及其开展.材料探究和应用, 2010,12:313-3157 张军杰,杨铸. 全球OLED产业发呈现状及趋势.现代显示,2010,6:25-308 李文连. OLED显示和固态照明。光机电信息,2010,9:1-119 张德强. OLED技术和产业开展的时机和挑战,新材料产业,2011,01:11-1410 常天海,彭双庆. OLED应用技术的进展.真空和低温,2008,5:115-11811 TETSSUO URABE. OLED电视的开展潜力和应用前景 .现代显示, 2010,2:16-1912 黄文迎. OLED材料探究和应用进展.新材料产业,2010,2:52-5513 郭朋辉. OLED器件技术及产业化进展.CHINA MEDIATECH,2010,3:46-5014 苗英恺,陈佳.OLED平板显示技术原理和应用.通信技术,2008,6:165-16715 卢贵主. OLED面板的彩色显示驱动技术探究.半导体光电,2011,4:175-178
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