YOURTITLEHEREOLED技術報告答辯人：呂超學號：18121664延時符當前第1頁\共有44頁\編于星期日\19點目錄/CONTENTS0102030405OLED驅動技術OLED所面臨的技術問題OLED發光原理及其應用OLED的發展現狀OLED發展前景當前第2頁\共有44頁\編于星期日\19點OLED發光原理及其應用01當前第3頁\共有44頁\編于星期日\19點1.1OLED發光原理有機發光二極管(OrganicLightEmittingDiode，簡稱“OLED”）屬載流子雙注入型發光器件，其發光機理為：在外界電場的驅動下，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，并在有機發光層中復合生成激子，激子輻射躍遷回到基態并發光，光從透明陽極和襯底發出。當前第4頁\共有44頁\編于星期日\19點1.2OLED兩大主要應用1.OLED照明OLED與LED的區別于聯系：目前，業界對于對于OLED與LED兩者之間的關系有很多爭論。01.OLED發光的方式類似于LED，屬于注入式電致發光器件02.

OLED和LED都是通過半導體發光，區別在于LED采用的是無機半導體，OLED則采用有機半導體當前第5頁\共有44頁\編于星期日\19點1.2OLED兩大主要應用1.OLED照明OLED照明的優勢：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用。OLED以成本低的玻璃做基板，可以用真空鍍膜技術制造，是先天的面光源技術02.

OLED照明易實現薄型化、柔性化，制備在柔性的基板上可制成彎曲的光源03.發出柔和的光線，人肉眼直視OLED光源，不會產生目眩之感04.適用于顏色品質要求較高的場合（顯色品質高）當前第6頁\共有44頁\編于星期日\19點1.2OLED兩大主要應用2.OLED顯示器透明OLED(TOLED)柔性OLED（FILMOLED）當前第7頁\共有44頁\編于星期日\19點1.2OLED兩大主要應用2.OLED顯示器OLED顯示原理：光的顏色取決于發射層有機物分子的類型。生產商會在同一片OLED上放置幾種有機薄膜，這樣就能構成彩色顯示器。當然控住驅動每個像素的電子驅動電路尤為重要。當前第8頁\共有44頁\編于星期日\19點1.2OLED兩大主要應用2.OLED顯示器OLED顯示器優勢：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時間是LCD的千分之一，顯示運動畫面絕對不會有拖影的現象相較于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、低發熱量（OLED不需逆光系統）優異的抗震性能……當前第9頁\共有44頁\編于星期日\19點OLED驅動技術02當前第10頁\共有44頁\編于星期日\19點2.1OLED驅動技術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動信號的作用下，在顯示屏上合成出各種字符、數字、圖形以及圖像。有機電致發光顯示驅動器的功能就是提供這種電流信號。驅動電路各種電流信號顯示像素圖像無源驅動技術（PassiveMatrixDriving,PM-OLED）有源驅動技術（ActiveMatrixDriving,AM-OLED）當前第11頁\共有44頁\編于星期日\19點2.2無源驅動技術（PassiveMatrixDriving,PM-OLED）PM-OLED工藝簡單，但受限于驅動方式，尺寸通常無法突破5in。目前市場上以無源驅動OLED為主，主要應用于小型便攜設備中，如PDA以及游戲機等，發揮輕、薄、低功耗的優勢。由于有機發光薄膜的厚度在納米量級，發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，對不發光的像素對應的電容進行快速放電，目前很多驅動電路采用正向恒流反向恒壓的驅動模式。當前第12頁\共有44頁\編于星期日\19點2.2無源驅動技術（PassiveMatrixDriving,PM-OLED）上圖為單色、N行、M列OLED顯示屏驅動電路，是按行掃描原理。列驅動電路高電平+行掃描電路的掃描驅動元件飽和導通輸出低電平=發光如此循環掃描，依次顯示每一行的內容，也就產生了一幀的圖像當前第13頁\共有44頁\編于星期日\19點2.2無源驅動技術（PassiveMatrixDriving,PM-OLED）正向電壓>發光閾值電壓，像素發光顯示正向電壓<發光閾值電壓，像素不顯示對發光像素，發光強度于注入的電流成正比——OLED屬于電流型元件（弊端）某一有機電致發光像素(選擇點)呈現的顯示效果，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當前第14頁\共有44頁\編于星期日\19點2.2無源驅動技術（PassiveMatrixDriving,PM-OLED）“交叉效應”現象的產生與解決“交叉效應”：當某一點的電場電壓處于閾值電壓附近時，屏上將出現不應有的半顯示狀態，使顯示對比度下降，此現象叫做“交叉效應”。

解決辦法：解決的方法是讓所有未選中的有機電致發光像素上施加反向電壓，即反向截止法。根據OLED發光原理，反向截止強行使可能形成發光的弱場漂移、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”增加了顯示對比度，提高了畫面質量。當前第15頁\共有44頁\編于星期日\19點2.2無源驅動技術（PassiveMatrixDriving,PM-OLED）“串擾”現象的產生與解決“串擾”：根據OLED發光原理，只要組成它們結構的任何一功能膜是直接連在一起的，在兩個發光像素之間就有可能形成相互“串擾”的現象，即一個像素發光，另一個像素也可能發出微弱的光，這種現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光像素上施加反向電壓，即反向截止法。當前第16頁\共有44頁\編于星期日\19點2.2無源驅動技術（PassiveMatrixDriving,PM-OLED）無源OLED固定掃描驅動的實現:主要是應用現有的IC來進行驅動的。系統的驅動程序與普通LCD的驅動程序相近可以直接進行移植。當前第17頁\共有44頁\編于星期日\19點2.3有源驅動技術（ActiveMatrixDriving,AM-OLED）基本原理：有源驅動的每個像素配備具有開關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），外圍驅動電路和顯示陣列整個系統集成在同一玻璃基板上。下圖為常見的兩TFT管電壓驅動電路當前第18頁\共有44頁\編于星期日\19點2.3有源驅動技術（ActiveMatrixDriving,AM-OLED）T1為尋址TFT，T2為驅動TFT。當掃描線開啟式，外部電壓信號（來自柵極驅動電路）經過T1儲存在儲存電容Cs中，此電壓信號控制T2導通的電流（來氣源級驅動電路）大小，此電流決定OLED的灰度等級。當前第19頁\共有44頁\編于星期日\19點2.3有源驅動技術（ActiveMatrixDriving,AM-OLED）上圖為簡化的AM-OLED驅動顯示陣列有源驅動技術多采用行掃描的方式去點亮屏幕當前第20頁\共有44頁\編于星期日\19點2.3有源驅動技術（ActiveMatrixDriving,AM-OLED）有源驅動與無源驅動的比較：1.有源驅動技術與無源驅動技術的結構不同：無源驅動矩陣像素由陰極和陽極單純基板構成，陽極和陰極的交叉部分可以發光，驅動用IC需要進行外裝。有源驅動的每個像素配備具有開關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，外圍驅動電路和顯示陣列整個系統集成在同一玻璃基板上。2.驅動方式不同：無源矩陣的驅動方式為多路動態驅動，這種驅動方式受掃描電極數的限制，有源驅動方式屬于靜態驅動方式，有源矩陣OLED具有存儲效應，可進行100％的負載驅動，這種驅動不受掃描電極數的限制，可以對像素獨立進行選擇性調節。當前第21頁\共有44頁\編于星期日\19點2.3有源驅動技術（ActiveMatrixDriving,AM-OLED）有源驅動與無源驅動的比較：3.有源矩陣可以實現高亮度和高分辨率：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，隨著列數的增加，每列的亮度必須增加，必須相應的提高驅動電流密度。由此可見，無源陣列難以實現高亮度和高分辨率。有源矩陣驅動不受掃描電極的限制，易于實現高亮度和高分辨率。4.有源驅動易于實現彩色化：無源矩陣的驅動方式為多路動態驅動，難以對低亮度的紅色和藍色獨立進行調控，這給彩色化帶來了困難。有源驅動由于可以對亮度的紅色和藍色像素獨立進行灰度調節驅動，這更有利于OLED色彩化的實現。當前第22頁\共有44頁\編于星期日\19點2.3有源驅動技術（ActiveMatrixDriving,AM-OLED）有源驅動與無源驅動的比較：5.有源矩陣易于實現大面積顯示：無源矩陣驅動難以實現大面積顯示。行數增加，為獲得必要的亮度，需要提高電流密度，這樣就使發光效率相應降低而功耗增加。此外，大面積驅動要求大電流量，IT0電極和有機層的發熱增加，使得器件的穩定性降低，難以實現高亮度的顯示。有源矩陣的結構從根本上解決了上述問題，因此易于實現大面積顯示。6.工藝成本的比較：無源矩陣必須用進行外接驅動電路，使得器件體積增大和重量增加，但無源驅動由簡單的矩陣構成，基板制造工藝簡單；有源矩陣的驅動電路藏于顯示屏內，更易于實現集成度和小型化，但有源驅動低溫多晶硅TFT工藝復雜，設備投資大。所以二者成本不相上下。當前第23頁\共有44頁\編于星期日\19點OLED的發展應用03當前第24頁\共有44頁\編于星期日\19點3.1

OLED應用——平板顯示小尺寸顯示中尺寸顯示大屏幕平板電視當前第25頁\共有44頁\編于星期日\19點3.1OLED應用——固體照明當前第26頁\共有44頁\編于星期日\19點3.2OLED技術發展現狀1.石墨烯為陽極的柔性OLED器件Tae-HeeHan,etal,NaturePhotonics,6,105(2012)器件的效率：102.7lmW–1當前第27頁\共有44頁\編于星期日\19點3.2OLED技術發展現狀2.柔性復合陽極提高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當前第28頁\共有44頁\編于星期日\19點3.2OLED技術發展現狀3.高效混合主體結構藍光OLED器件器件效率：55.4lmW–1Appl.Phys.Lett.100,213301(2012)當前第29頁\共有44頁\編于星期日\19點3.2OLED技術發展現狀3.4.高效白光照明OLED器件（增加光耦合輸出）Nature,459,234(2009)當前第30頁\共有44頁\編于星期日\19點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)當前第31頁\共有44頁\編于星期日\19點3.4OLED顯示市場根據DisplaySearch發布的報告，預測OLED市場規模2016年將達62億美元，手機主要顯示屏將是OLED最主要的應用，2016年度的相關產值預測為30億美元，第二大應用是OLED電視，相關產值大約為20億美元。當前第32頁\共有44頁\編于星期日\19點3.5OLED照明市場根據研究機構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顯示器市場領域，市場規模則預計在2019年達到80億美元。當前第33頁\共有44頁\編于星期日\19點OLED所面臨的技術問題04當前第34頁\共有44頁\編于星期日\19點3.1OLED技術所面臨的技術問題1.封裝技術由于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生反應，從而形成不發光的黑點，另外空穴傳輸材料在室溫下會結晶，并且會隨著周圍環境溫度的升高而加快，致使在較高溫度(55℃)下，有機發光器件的壽命會縮短，所以封裝這一環節是很關鍵的一步。2.材料技術OLED的材料主要有空穴傳輸層材料，電子傳輸層材料，和發光材料。這些材料不同程度的影響整個器件的熱穩定性、耗能及發光效率。3.驅動技術由于無源驅動原理上的限制，目前采用無源驅動的顯示屏尺寸以及分辨率已經達到了極限，OLED顯示技術若想進一步發展，只能求助于有源驅動技術。然而其制作上卻較復雜、開發難度很大，技術主要掌握在夏普與東芝手中。當前第35頁\共有44頁\編于星期日\19點3.1OLED技術所面臨的技術問題4.制程技術對于小分子材料的OLED采用真空蒸鍍技術，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，解決高分子成膜大規模生產工藝，從而降低生產成本。5.軟屏技術研究軟屏技術主要是研究OLED軟屏材料和軟屏制造工藝技術，解決發光材料附著力和基板的氣密差及軟屏有源驅動困難等問題，實現柔軟大屏幕顯示。當前第36頁\共有44頁\編于星期日\19點3.2OLED問題：制備成本高目前：真空鍍膜當前第37頁\共有44頁\編于星期日\19點3.2OLED問題：缺乏高效穩定的發光材料藍光材料發光效率低穩定性差主體材料單極性三線態能級低傳輸材料電子遷移率低熱穩定性差缺乏界面修飾材料當前第38頁\共有44頁\編于星期日\19點OLED發展前景05當前第39頁\共有44頁\編于星期日\19點發展方向一：開發新型有機半導體材料發光材料高發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定性高效穩定的