OLED憑借其在厚度、視角以及在發(fā)光效率等方面的優(yōu)勢(shì)成為目前平板顯示技術(shù)開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。下面是學(xué)習(xí)啦小編整理的oled顯示技術(shù)論文，希望你能從中得到感悟!

　　oled顯示技術(shù)論文篇一

　　OLED技術(shù)及柔性O(shè)LED性能、缺陷的研究

　　摘要：OLED憑借其在厚度、視角以及在發(fā)光效率等方面的優(yōu)勢(shì)成為目前平板顯示技術(shù)開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。首先簡(jiǎn)單介紹了OLED的結(jié)構(gòu)、發(fā)光原理、驅(qū)動(dòng)電路、發(fā)光材料等基本概念。重點(diǎn)針對(duì)柔性O(shè)LED，闡述了它的優(yōu)點(diǎn)、缺陷，并進(jìn)一步對(duì)其性能的改善做了相關(guān)研究。

　　關(guān)鍵詞：有機(jī)電致發(fā)光顯示器;柔性O(shè)LED;性能; 改善

　　中圖分類號(hào)：TN304 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

　　The OLED Technology，The Performance and Deficiency of Flexible OLED

　　CAO Yan1,2,WANG Hui1

　　(1.School of Electronics，Shanghai Jiao Tong University，Shanghai 200240，China;

　　2.Suzhou industrial park institute of vocational technology，Suzhou 215021，China)

　　Abstract:OLED depends on the superiority of thickness, angle of view, luminous efficiency becomes the key of panel display technology development. This paper introduce the structure, luminescence principle, drive circuit, luminescent materials of OLED simply. The main point is the performance and deficiency of flexible OLED, and the improvement of performance.

　　Keywords: OLED; flexible OLED; performance;improvement

　　引言

　　21世紀(jì)是"3C"，即通訊(communication)、計(jì)算機(jī)(computer)與消費(fèi)性電子器材(consumer electronics)的時(shí)代，處于這樣的時(shí)代，人們對(duì)平面顯示器的要求也越來(lái)越高。平面顯示器，從幾十英寸的廣告牌到一英寸以下的手機(jī)顯示屏都有，包括了STN-LCD(超扭轉(zhuǎn)向列式液晶)、TFT-LCD(薄膜晶體管液晶顯示器)以及PDP(等離子平板顯示)等各種顯示器。OLED(有機(jī)電致發(fā)光顯示器)是開(kāi)發(fā)最晚的，但目前它已成為最具發(fā)展?jié)摿σ约白钣锌赡苋〈鶯CD的顯示器。相對(duì)LCD，OLED存在許多優(yōu)勢(shì)：驅(qū)動(dòng)電壓低(10V以下);自發(fā)光、無(wú)需背光板、耗電量大大減少;視角廣，達(dá)170°以上;反應(yīng)時(shí)間快，約為10～100ns;不存在LCD的殘影現(xiàn)象;可采用全彩制作，包括RGB三原色制作和白光制作;亮度可高達(dá)10，000cd/m2;高發(fā)光效率約16lm/w;厚度薄、體積小、重量輕;可制作大尺寸與可撓曲性面板;可使用溫度范圍大;制程簡(jiǎn)單，具有低成本優(yōu)勢(shì)等。

　　具有以上眾多優(yōu)勢(shì)的OLED顯示器，不存在從側(cè)面看不清楚的問(wèn)題;也不會(huì)有LCD影像殘留及畫面跳動(dòng)的情況;不但便宜，而且省電;相對(duì)于LCD，顏色更鮮艷，對(duì)比更鮮明，而厚度小于2 mm的全彩面板更是只有OLED才能做到。

　　1OLED的基本結(jié)構(gòu)及發(fā)光原理

　　OLED的典型結(jié)構(gòu)如圖1所示，用ITO(氧化銦錫)導(dǎo)電薄膜作陽(yáng)極(正極板)，金屬作陰極(負(fù)極板)，中間淀積一層有機(jī)發(fā)光材料作為發(fā)光層。其中的空穴、電子傳輸層是為了提高發(fā)光效率而增加的。OLED利用外加電場(chǎng)使空穴和電子分別從正、負(fù)極板注入到空穴和電子傳輸層，再由傳輸層遷移至發(fā)光層，在發(fā)光層相遇形成激子，激發(fā)發(fā)光分子，發(fā)光分子經(jīng)過(guò)輻射弛豫而發(fā)出可見(jiàn)光[1]，如圖1所示。其發(fā)光的顏色取決于有機(jī)發(fā)光層材料，所以可以通過(guò)改變發(fā)光層的材料而得到所需要的顏色。

　　2OLED的驅(qū)動(dòng)技術(shù)

　　OLED的驅(qū)動(dòng)方式有主動(dòng)式(即AM-OLED有源驅(qū)動(dòng))和被動(dòng)式(即PM-OLED無(wú)源驅(qū)動(dòng))兩種。驅(qū)動(dòng)的電路設(shè)計(jì)原理如圖2所示。無(wú)源式驅(qū)動(dòng)電路主要用于小尺寸面板的驅(qū)動(dòng)，這種驅(qū)動(dòng)方式工作在高脈沖電流下，這會(huì)使得像素的壽命縮短，而且其分辨率較低，但它的制作成本較低、而且工藝簡(jiǎn)單。與無(wú)源式相反，有源式驅(qū)動(dòng)電路成本比較昂貴、制作工藝也相對(duì)比較復(fù)雜，但因不需在高脈沖電流下工作，所以效率較高，壽命也較長(zhǎng)，主要用于大尺寸、高分辨率、高信息容量的全彩化OLED顯示產(chǎn)品[2]。

　　3OLED的發(fā)光材料

　　OLED的發(fā)光材料既有分子量介于500～2，000之間的小分子化合物，也有分子量約為10，000～100，000的高分子聚合物。

　　八羥基喹啉鋁(Alq3)是常用的小分子發(fā)光材料，它可輻射出波長(zhǎng)在450nm～700nm之間的綠光，峰值為550nm，其分子結(jié)構(gòu)如圖3所示。如果在Alq3中摻入其它雜質(zhì)或用其它元素(Mg、Zn等)取代鋁，就可得到不同顏色、不同亮度的輻射光。

　　有機(jī)小分子的結(jié)晶現(xiàn)象降低了OLED器件的使用壽命，而且為了提高發(fā)光效率，小分子OLED大多采用多層結(jié)構(gòu)，器件裝配比較困難，大面積顯示的成本則更高。而高分子聚合物具有強(qiáng)的撓曲性、易加工成型、不易結(jié)晶、同時(shí)鏈狀共軛聚合物的能帶隙數(shù)值與可見(jiàn)光能量相當(dāng)、可溶性聚合物優(yōu)良的機(jī)械性能和良好的成膜性，這些都使得高分子聚合物更加適合大面積顯示。聚對(duì)苯乙烯、聚噻吩和聚烷基芴是常用的高分子聚合物發(fā)光材料。

　　無(wú)論高分子材料還是低分子材料用于OLED都要滿足以下條件：高量子效率的熒光特性，熒光光譜主要分布可見(jiàn)光區(qū)域;有高的導(dǎo)電率，能傳導(dǎo)電子或空穴;成膜性好，在幾十納米的薄層中不產(chǎn)生針孔;良好的熱穩(wěn)定性。

　　OLED的發(fā)光顏色取決于有機(jī)發(fā)光層材料，所以可通過(guò)改變發(fā)光層的材料而得到所需要的顏色，通常是向發(fā)光層主體材料中摻入有機(jī)染料來(lái)改變輻射光的顏色。摻入的有機(jī)染料需滿足：高量子效率、染料的吸收光譜與主體材料的發(fā)射光譜重疊較好、紅綠蘭三原色的發(fā)射峰盡可能窄、穩(wěn)定性好。摻入DCM、DCJTB和TPBD可得到紅色輻射光，摻入Coumarin6、quinacridone和Coronene等可得到綠色輻射光，摻入OXD-(P-NMe2)和Distyrylary-lene等可得到藍(lán)色輻射光。

　　4柔性O(shè)LED及其存在的問(wèn)題

　　2003年，臺(tái)灣交通大學(xué)OLED試驗(yàn)室的陳金鑫教授研究開(kāi)發(fā)出可卷曲OLED(也叫柔性O(shè)LED，即FOLED)。傳統(tǒng)的OLED器件采用玻璃作基板，在其上鍍一層ITO導(dǎo)電薄膜作為有機(jī)電致發(fā)光顯示器的陽(yáng)極，而柔性O(shè)LED則用塑料襯底代替了玻璃襯底。

　　4.1FOLED的優(yōu)勢(shì)

　　(1)柔韌性：FOLED的陽(yáng)極基板可以是具有良好的柔韌性和透光性的塑料基片(典型的是PET基片)、反光的金屬箔以及非常薄的玻璃基片(如50μm厚的Schott D263 borosilicate glass硼硅玻璃)等。這些材料使得OLED能夠彎曲，并且可以卷成任意的形狀;

　　(2)重量輕、外形薄、耐用性好：FOLED最常用的襯底是聚酯類塑料襯底，其柔韌性很強(qiáng)，既輕又薄(FOLED重量約為同等面積玻璃襯底OLED的十分之一，厚度約為125～175μm左右)[3]。由于襯底的柔韌性很好，因而FOLED器件一般不易破損，更耐沖擊，與普通玻璃襯底的器件相比更加耐用;

　　(3)成本更低，性能更好：隨著可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化滾筒式生產(chǎn)的有機(jī)氣相淀積工藝的出現(xiàn)，F(xiàn)OLED的生產(chǎn)成本更低，而且可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。目前制作的FOLED器件的亮度高于5×104cd/m2，發(fā)光效率可超過(guò)400lm/W，與制作在玻璃襯底上的OLED相比FOLED的性能顯得更好。

　　4.2FOLED存在的問(wèn)題

　　選擇柔性襯底作為OLED的基板時(shí)，由于襯底本身的性質(zhì)，給器件和制作過(guò)程帶來(lái)了很多問(wèn)題。

　　(1)平整性較差：通常柔性襯底的平整性要比玻璃襯底差，這不符合表面要求。大部分淀積技術(shù)是共形的，制備的薄膜會(huì)復(fù)制襯底的表面形態(tài)，使得襯底以上的各層都凹凸不平。這會(huì)造成器件的短路，引起器件損壞;

　　(2)熔點(diǎn)低：柔性襯底的熔點(diǎn)很低，而OLED基板的工藝溫度卻很高，所以，在制作過(guò)程中柔性襯底會(huì)變形甚至熔化[4]。即使溫度較低的環(huán)境中，柔性襯底尺寸也不穩(wěn)定，這給多層結(jié)構(gòu)的OLED制作在精確地整齊排列上帶來(lái)了很大的困難;

　　(3)壽命短：OLED對(duì)水蒸汽和氧氣都比較敏感，而大部分柔性襯底的水、氧透過(guò)率均比較高(表1[5]為幾種常見(jiàn)的柔性襯底材料每天對(duì)水、氧的滲透速率)。當(dāng)水汽和氧氣進(jìn)入到器件內(nèi)部時(shí)，會(huì)影響陰極與發(fā)光層之間的粘附性、使有機(jī)膜層內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。這些都會(huì)導(dǎo)致器件的光電特性急劇衰退，造成器件迅速老化、失效。與玻璃襯底相比，塑料襯底對(duì)水汽和氧氣的隔離及對(duì)器件防老化的保護(hù)作用都不夠理想，無(wú)法滿足顯示器連續(xù)工作超過(guò)10，000小時(shí)的壽命要求;

　　(4)ITO薄膜易脫落：為了配合熔點(diǎn)低的柔性襯底，只能在低溫下淀積ITO導(dǎo)電薄膜，制成的ITO導(dǎo)電薄膜電阻率高、透明度差，與柔性襯底之間的粘附性不好，在彎曲時(shí)易折裂，造成器件失效[6]。由于常用的柔性襯底PET與ITO的熱膨脹系數(shù)相反，在溫度變化時(shí)，一個(gè)收縮，另一個(gè)則膨脹，因此ITO薄膜比較容易脫落重。另外，在工作過(guò)程中，也會(huì)因?yàn)槠骷l(fā)熱而導(dǎo)致ITO導(dǎo)電薄膜脫落。

　　4.3提高FOLED器件的使用壽命

　　影響FOLED使用壽命的主要原因是襯底的水、氧透過(guò)率太高。因此，重點(diǎn)在于如何解決水、氧的滲透：

　　(1)在柔性襯底上淀積一層防止氣體向塑料襯底內(nèi)擴(kuò)散的致密的介電材料，此介電層要無(wú)針孔、無(wú)晶粒邊界缺陷;

　　(2)為器件加上一個(gè)柔性聚合物蓋板，在基板和蓋板上制作阻擋層用以阻擋水、氧的滲透;

　　(3)采用金屬箔作為FOLED的襯底，箔的水汽透過(guò)率低，而且可承受高溫制作工藝，這種FOLED通常為上發(fā)光型OLED;

　　(4)將顯示器密封在干燥的惰性氣體氛圍中，也可以將氧化鈣、氧化鋇等吸附劑加入到顯示器的密封殼中除去殘留在內(nèi)部的水和氧氣;

　　(5)對(duì)柔性襯底和制備好的FOLED器件進(jìn)行多層膜包覆密封，這也是目前的發(fā)展、研究重點(diǎn)，典型代表技術(shù)是Barix技術(shù)。Barix技術(shù)是由環(huán)球顯示公司、Vitex系統(tǒng)公司以及Battelle公司合作開(kāi)發(fā)的。

　　Barix技術(shù)是利用真空鍍膜工藝制備有機(jī)高密度介電層與無(wú)機(jī)聚合物交替而成的多層結(jié)構(gòu)，有效地避免了層與層之間的相互影響。聚合物在真空中淀積、交聯(lián)，形成一種聚丙烯酸酯膜，將有機(jī)薄膜沉積在聚合物膜層上，成為阻擋水、氧滲透的屏障。Barix結(jié)構(gòu)的最后一層是ITO層，這一層就可以作為OLED的陽(yáng)極。此外，這種結(jié)構(gòu)中的聚合物層還能使襯底表面光滑，阻擋層還可根據(jù)具體要求將襯底裁剪成任意形狀，以滿足各種顯示器的需要。

　　M.S.Weaver等人描述了一種用于柔性O(shè)LED的多層膜阻擋結(jié)構(gòu)。采用175μm厚的PET作為襯底的OLED，其結(jié)構(gòu)為：ITO(160nm)/CuPc(10nm)/α-NPD(30nm)/CPB(30nm)/BAlq(10nm)/Alq3(30nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)，在Al上交替淀積有機(jī)和金屬薄膜。這樣一種FOLED，采用4～5層交替的聚乙烯薄膜和無(wú)機(jī)氧化物薄膜對(duì)其進(jìn)行封裝。而測(cè)量結(jié)果表明這種器件每天的水汽透過(guò)率小于 、初始發(fā)光亮度為425cd/m2，符合柔性O(shè)LED的實(shí)用要求[7]。

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