關(guān)于OLED技術(shù)總結(jié)報(bào)告

YOURTITLEHEREOLED技術(shù)報(bào)告答辯人：呂超學(xué)號(hào)：18121664延時(shí)符當(dāng)前第1頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)目錄/CONTENTS0102030405OLED驅(qū)動(dòng)技術(shù)OLED所面臨的技術(shù)問(wèn)題OLED發(fā)光原理及其應(yīng)用OLED的發(fā)展現(xiàn)狀OLED發(fā)展前景當(dāng)前第2頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)OLED發(fā)光原理及其應(yīng)用01當(dāng)前第3頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)1.1OLED發(fā)光原理有機(jī)發(fā)光二極管(OrganicLightEmittingDiode，簡(jiǎn)稱(chēng)“OLED”）屬載流子雙注入型發(fā)光器件，其發(fā)光機(jī)理為：在外界電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下，電子和空穴分別由陰極和陽(yáng)極注入到有機(jī)電子傳輸層和空穴傳輸層，并在有機(jī)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(yáng)極和襯底發(fā)出。當(dāng)前第4頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)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(duì)于對(duì)于OLED與LED兩者之間的關(guān)系有很多爭(zhēng)論。01.OLED發(fā)光的方式類(lèi)似于LED，屬于注入式電致發(fā)光器件02.

OLED和LED都是通過(guò)半導(dǎo)體發(fā)光，區(qū)別在于LED采用的是無(wú)機(jī)半導(dǎo)體，OLED則采用有機(jī)半導(dǎo)體當(dāng)前第5頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)1.2OLED兩大主要應(yīng)用1.OLED照明OLED照明的優(yōu)勢(shì)：01.LED由于其無(wú)機(jī)材料的制造工藝的限制，只能以點(diǎn)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(shí)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(huì)產(chǎn)生目眩之感04.適用于顏色品質(zhì)要求較高的場(chǎng)合（顯色品質(zhì)高）當(dāng)前第6頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)1.2OLED兩大主要應(yīng)用2.OLED顯示器透明OLED(TOLED)柔性O(shè)LED（FILMOLED）當(dāng)前第7頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)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(jī)物分子的類(lèi)型。生產(chǎn)商會(huì)在同一片OLED上放置幾種有機(jī)薄膜，這樣就能構(gòu)成彩色顯示器。當(dāng)然控住驅(qū)動(dòng)每個(gè)像素的電子驅(qū)動(dòng)電路尤為重要。當(dāng)前第8頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)1.2OLED兩大主要應(yīng)用2.OLED顯示器OLED顯示器優(yōu)勢(shì)：幾乎沒(méi)有可視角度的問(wèn)題，即使在很大的視角下觀看，畫(huà)面仍然不失真響應(yīng)時(shí)間是LCD的千分之一，顯示運(yùn)動(dòng)畫(huà)面絕對(duì)不會(huì)有拖影的現(xiàn)象相較于LED或LCD的晶體層，OLED的有機(jī)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……當(dāng)前第9頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)OLED驅(qū)動(dòng)技術(shù)02當(dāng)前第10頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)2.1OLED驅(qū)動(dòng)技術(shù)簡(jiǎn)介注入到顯示器件中每個(gè)顯示像素的電流可以單獨(dú)控制，不同的顯示像素在驅(qū)動(dòng)信號(hào)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(jī)電致發(fā)光顯示驅(qū)動(dòng)器的功能就是提供這種電流信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路各種電流信號(hào)顯示像素圖像無(wú)源驅(qū)動(dòng)技術(shù)（PassiveMatrixDriving,PM-OLED）有源驅(qū)動(dòng)技術(shù)（ActiveMatrixDriving,AM-OLED）當(dāng)前第11頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)2.2無(wú)源驅(qū)動(dòng)技術(shù)（PassiveMatrixDriving,PM-OLED）PM-OLED工藝簡(jiǎn)單，但受限于驅(qū)動(dòng)方式，尺寸通常無(wú)法突破5in。目前市場(chǎng)上以無(wú)源驅(qū)動(dòng)OLED為主，主要應(yīng)用于小型便攜設(shè)備中，如PDA以及游戲機(jī)等，發(fā)揮輕、薄、低功耗的優(yōu)勢(shì)。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,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(duì)不發(fā)光的像素對(duì)應(yīng)的電容進(jìn)行快速放電，目前很多驅(qū)動(dòng)電路采用正向恒流反向恒壓的驅(qū)動(dòng)模式。當(dāng)前第12頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)2.2無(wú)源驅(qū)動(dòng)技術(shù)（PassiveMatrixDriving,PM-OLED）上圖為單色、N行、M列OLED顯示屏驅(qū)動(dòng)電路，是按行掃描原理。列驅(qū)動(dòng)電路高電平+行掃描電路的掃描驅(qū)動(dòng)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)生了一幀的圖像當(dāng)前第13頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)2.2無(wú)源驅(qū)動(dòng)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(duì)發(fā)光像素，發(fā)光強(qiáng)度于注入的電流成正比——OLED屬于電流型元件（弊端）某一有機(jī)電致發(fā)光像素(選擇點(diǎn))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(lái)實(shí)現(xiàn)當(dāng)前第14頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)2.2無(wú)源驅(qū)動(dòng)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(dāng)某一點(diǎn)的電場(chǎng)電壓處于閾值電壓附近時(shí)，屏上將出現(xiàn)不應(yīng)有的半顯示狀態(tài)，使顯示對(duì)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(jī)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(qiáng)行使可能形成發(fā)光的弱場(chǎng)漂移、擴(kuò)散電流都不可能在像素中通過(guò)，從而有效地消除了“交叉效應(yīng)”增加了顯示對(duì)比度，提高了畫(huà)面質(zhì)量。當(dāng)前第15頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)2.2無(wú)源驅(qū)動(dòng)技術(shù)（PassiveMatrixDriving,PM-OLED）“串?dāng)_”現(xiàn)象的產(chǎn)生與解決“串?dāng)_”：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(gè)發(fā)光像素之間就有可能形成相互“串?dāng)_”的現(xiàn)象，即一個(gè)像素發(fā)光，另一個(gè)像素也可能發(fā)出微弱的光，這種現(xiàn)象主要是因?yàn)橛袡C(jī)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(jī)電致發(fā)光像素上施加反向電壓，即反向截止法。當(dāng)前第16頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)2.2無(wú)源驅(qū)動(dòng)技術(shù)（PassiveMatrixDriving,PM-OLED）無(wú)源OLED固定掃描驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn):主要是應(yīng)用現(xiàn)有的IC來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的。系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)程序與普通LCD的驅(qū)動(dòng)程序相近可以直接進(jìn)行移植。當(dāng)前第17頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)2.3有源驅(qū)動(dòng)技術(shù)（ActiveMatrixDriving,AM-OLED）基本原理：有源驅(qū)動(dòng)的每個(gè)像素配備具有開(kāi)關(guān)功能的低溫多晶硅薄膜晶體管（LTP-SiTFT），而且每個(gè)像素配備一個(gè)電荷存儲(chǔ)電容（Cs），外圍驅(qū)動(dòng)電路和顯示陣列整個(gè)系統(tǒng)集成在同一玻璃基板上。下圖為常見(jiàn)的兩TFT管電壓驅(qū)動(dòng)電路當(dāng)前第18頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)2.3有源驅(qū)動(dòng)技術(shù)（ActiveMatrixDriving,AM-OLED）T1為尋址TFT，T2為驅(qū)動(dòng)TFT。當(dāng)掃描線開(kāi)啟式，外部電壓信號(hào)（來(lái)自柵極驅(qū)動(dòng)電路）經(jīng)過(guò)T1儲(chǔ)存在儲(chǔ)存電容Cs中，此電壓信號(hào)控制T2導(dǎo)通的電流（來(lái)氣源級(jí)驅(qū)動(dòng)電路）大小，此電流決定OLED的灰度等級(jí)。當(dāng)前第19頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)2.3有源驅(qū)動(dòng)技術(shù)（ActiveMatrixDriving,AM-OLED）上圖為簡(jiǎn)化的AM-OLED驅(qū)動(dòng)顯示陣列有源驅(qū)動(dòng)技術(shù)多采用行掃描的方式去點(diǎn)亮屏幕當(dāng)前第20頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)2.3有源驅(qū)動(dòng)技術(shù)（ActiveMatrixDriving,AM-OLED）有源驅(qū)動(dòng)與無(wú)源驅(qū)動(dòng)的比較：1.有源驅(qū)動(dòng)技術(shù)與無(wú)源驅(qū)動(dòng)技術(shù)的結(jié)構(gòu)不同：無(wú)源驅(qū)動(dòng)矩陣像素由陰極和陽(yáng)極單純基板構(gòu)成，陽(yáng)極和陰極的交叉部分可以發(fā)光，驅(qū)動(dòng)用IC需要進(jìn)行外裝。有源驅(qū)動(dòng)的每個(gè)像素配備具有開(kāi)關(guān)功能的低溫多晶硅薄膜晶體管，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)集成在同一玻璃基板上。2.驅(qū)動(dòng)方式不同：無(wú)源矩陣的驅(qū)動(dòng)方式為多路動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)，這種驅(qū)動(dòng)方式受掃描電極數(shù)的限制，有源驅(qū)動(dòng)方式屬于靜態(tài)驅(qū)動(dòng)方式，有源矩陣OLED具有存儲(chǔ)效應(yīng)，可進(jìn)行100％的負(fù)載驅(qū)動(dòng)，這種驅(qū)動(dòng)不受掃描電極數(shù)的限制，可以對(duì)像素獨(dú)立進(jìn)行選擇性調(diào)節(jié)。當(dāng)前第21頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)2.3有源驅(qū)動(dòng)技術(shù)（ActiveMatrixDriving,AM-OLED）有源驅(qū)動(dòng)與無(wú)源驅(qū)動(dòng)的比較：3.有源矩陣可以實(shí)現(xiàn)高亮度和高分辨率：無(wú)源矩陣非選擇時(shí)顯示很快消失，為了使顯示屏達(dá)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(dòng)電流密度。由此可見(jiàn)，無(wú)源陣列難以實(shí)現(xiàn)高亮度和高分辨率。有源矩陣驅(qū)動(dòng)不受掃描電極的限制，易于實(shí)現(xiàn)高亮度和高分辨率。4.有源驅(qū)動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)彩色化：無(wú)源矩陣的驅(qū)動(dòng)方式為多路動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)，難以對(duì)低亮度的紅色和藍(lán)色獨(dú)立進(jìn)行調(diào)控，這給彩色化帶來(lái)了困難。有源驅(qū)動(dòng)由于可以對(duì)亮度的紅色和藍(lán)色像素獨(dú)立進(jìn)行灰度調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)，這更有利于OLED色彩化的實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前第22頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)2.3有源驅(qū)動(dòng)技術(shù)（ActiveMatrixDriving,AM-OLED）有源驅(qū)動(dòng)與無(wú)源驅(qū)動(dòng)的比較：5.有源矩陣易于實(shí)現(xiàn)大面積顯示：無(wú)源矩陣驅(qū)動(dòng)難以實(shí)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(dòng)要求大電流量，IT0電極和有機(jī)層的發(fā)熱增加，使得器件的穩(wěn)定性降低，難以實(shí)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(wèn)題，因此易于實(shí)現(xiàn)大面積顯示。6.工藝成本的比較：無(wú)源矩陣必須用進(jìn)行外接驅(qū)動(dòng)電路，使得器件體積增大和重量增加，但無(wú)源驅(qū)動(dòng)由簡(jiǎn)單的矩陣構(gòu)成，基板制造工藝簡(jiǎn)單；有源矩陣的驅(qū)動(dòng)電路藏于顯示屏內(nèi)，更易于實(shí)現(xiàn)集成度和小型化，但有源驅(qū)動(dòng)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。當(dāng)前第23頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)OLED的發(fā)展應(yīng)用03當(dāng)前第24頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)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當(dāng)前第25頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)3.1OLED應(yīng)用——固體照明當(dāng)前第26頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)3.2OLED技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀1.石墨烯為陽(yáng)極的柔性O(shè)LED器件Tae-HeeHan,etal,NaturePhotonics,6,105(2012)器件的效率：102.7lmW–1當(dāng)前第27頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)3.2OLED技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀2.柔性復(fù)合陽(yáng)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當(dāng)前第28頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)3.2OLED技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀3.高效混合主體結(jié)構(gòu)藍(lán)光OLED器件器件效率：55.4lmW–1Appl.Phys.Lett.100,213301(2012)當(dāng)前第29頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)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)當(dāng)前第30頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)3.3OLED器件最近研究進(jìn)展：時(shí)間效率參考文獻(xiàn)紅光201247lm/WJ.Mater.Chem.,20,8464(2010)綠光2011290lm/WNaturePhotonics,5,753(2011)藍(lán)光201255.4lm/WAppl.Phys.Lett.100,213301(2012)白光200990lm/WNature,459,234(2009)當(dāng)前第31頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)3.4OLED顯示市場(chǎng)根據(jù)DisplaySearch發(fā)布的報(bào)告，預(yù)測(cè)OLED市場(chǎng)規(guī)模2016年將達(dá)62億美元，手機(jī)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(cè)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。當(dāng)前第32頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)3.5OLED照明市場(chǎng)根據(jù)研究機(jī)構(gòu)DisplaySearch研究報(bào)告指出，OLED照明市場(chǎng)可望在2013至2014年之間，超越被動(dòng)式矩陣OLED顯示器市場(chǎng)領(lǐng)域，市場(chǎng)規(guī)模則預(yù)計(jì)在2019年達(dá)到80億美元。當(dāng)前第33頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)OLED所面臨的技術(shù)問(wèn)題04當(dāng)前第34頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)3.1OLED技術(shù)所面臨的技術(shù)問(wèn)題1.封裝技術(shù)由于OLED中的有機(jī)功能層對(duì)水、氧氣都很敏感，它滲入的水或氧氣會(huì)發(fā)生反應(yīng)，從而形成不發(fā)光的黑點(diǎn)，另外空穴傳輸材料在室溫下會(huì)結(jié)晶，并且會(huì)隨著周?chē)h(huán)境溫度的升高而加快，致使在較高溫度(55℃)下，有機(jī)發(fā)光器件的壽命會(huì)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(gè)器件的熱穩(wěn)定性、耗能及發(fā)光效率。3.驅(qū)動(dòng)技術(shù)由于無(wú)源驅(qū)動(dòng)原理上的限制，目前采用無(wú)源驅(qū)動(dòng)的顯示屏尺寸以及分辨率已經(jīng)達(dá)到了極限，OLED顯示技術(shù)若想進(jìn)一步發(fā)展，只能求助于有源驅(qū)動(dòng)技術(shù)。然而其制作上卻較復(fù)雜、開(kāi)發(fā)難度很大，技術(shù)主要掌握在夏普與東芝手中。當(dāng)前第35頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)3.1OLED技術(shù)所面臨的技術(shù)問(wèn)題4.制程技術(shù)對(duì)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(dòng)困難等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)柔軟大屏幕顯示。當(dāng)前第36頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)3.2OLED問(wèn)題：制備成本高目前：真空鍍膜當(dāng)前第37頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)3.2OLED問(wèn)題：缺乏高效穩(wěn)定的發(fā)光材料藍(lán)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(jí)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當(dāng)前第38頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)OLED發(fā)展前景05當(dāng)前第39頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期日\(chéng)19點(diǎn)發(fā)展方向一：開(kāi)發(fā)新型有機(jī)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