当前位置:文档之家› 专题三: 有机发光二极管(OLED)显示技术

专题三: 有机发光二极管(OLED)显示技术


3.1.2 OLED的特点
优点:
1、自发光器件,高亮度,高发光效率;
2、全固态组件,抗震性好,能适应恶劣环境,工作温度范围 大(-40℃~80℃ ); 3、超薄,厚度为目前液晶的1/3; 4、高对比度,低成本其工艺简单,使用原材料少;
5、响应速度快(微秒级);
6、超广视角,几乎不受限制; 7、低功率消耗; 8、可挠曲面板。
3.1.1 OLED的结构及发光原理
OLED(Organic Light-Emitting Diode有机 金属阴极 发光二极管)的基本结构是由一薄而透明具有半 电子传输层 发光层 导体特性的铟锡氧化物(ITO),与电源正极相连, 空穴传输层 再加上另一个金属阴极,构成如右图所示的三明 ITO阳极 治的结构。整个结构层中包括了:空穴传输层 OLED的基本结构 (HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)。 发光原理:在外界电压驱动下,由阴极注入的电子和阳极注 入的空穴在有机材料中复合放出能量,并将能量传递给有机 发光物质的分子,有机发光物质的分子受到激发,从基态跃 迁到激发态,当受激分子从激发态回到基态时辐射跃迁产生 了发光现象。 OLED属于载流子双注入型发光器件。
3.1.4 OLED的发展
整体上看OLED的应用大致可以分为3个阶段: 1.1997年~2001年,OLED的试验阶段。在这段时期OLED 开始逐渐走出实验室,主要应用于汽车音响面板,PDA及手机 方面。但产品很有限,产品规格少,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的性质,2001年OLED的全 球销售额仅约为1.5亿美元。 2.2002年~2005年,OLED的成长阶段。在这段时期人们 开始逐渐接触到更多带有OLED的产品,例如车载显示器、PDA、 手机、DVD、数码相机、头戴用微显示器和家电产品等。仍以 无源驱动、单色或多色显示、10寸以下的小面板为主,但有源 驱动的全彩色10寸以上的面板也开始投入使用。 3.2005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发掘和发挥。
3.1.4 OLED的发展
(6)技术并不统一 三星和LG在生产OLED屏幕时采用了截然不同的像素技术, 而目前还很难判断孰优孰劣。 三星的方法是像等离子电视或LED液晶电视一样,整合 了离散的红பைடு நூலகம்绿、蓝三种子像素。由于蓝像素存在不确定性,
3.1.2 OLED的特点
缺点: 1、寿命短,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、存在色彩纯度不够的问题,不容易显示出鲜艳、浓郁的色 彩。 现在的OLED 的寿命已经远远超过5000小时了,而且已 经生产出了较大尺寸的OLED 面板,色彩十分鲜艳。截止07 年7月前后,荧光材料方面,性能最高的是日本出光兴产 (Idemitsu Kosan)的材料。红光效率达到了11cd/A,寿命高 达16 万小时;绿光效率达到30cd/A,寿命为6万小时;正在 开发中的高效率、长寿命蓝光材料BD-2,效率为8.7cd/A,寿 命2.3万小时。
相对寿命较短和较低的良品率。 与红、绿像素相比,蓝像素效率低得多——有研究显示, 蓝像素仅为4%,另外两种高达20%。蓝像素还有可能降低屏 幕的寿命,之前有研究显示,索尼XEL-1使用1000小时后,
屏幕的亮度就降低了12%。随着技术的进步,这种情况或许
已经改善,但没有一家公司给出过确切数据。
3.1.4 OLED的发展
3.1.4 OLED的发展
3、容易烧屏 OLED很容易烧屏。与等离子电视和CRT显示器一样,如 果图像静止时间过长,OLED会将图像在屏幕上短暂保留一段 时间,甚至可能永久保留。虽然具体受影响的概率目前还不 确定。三星OLED电视机设计了烧屏保护功能。
4、可选尺寸少,只有55英寸可选
OLED电视最早是在2008年亮相的,当时的索尼XEL-1尺 寸只有11英寸,但之后再也没有在亚洲之外推出其他产品。
3.1.4 OLED的发展
国内的发展情况: 从1996年开始,清华大学就成立了OLED项目组,并以实 现产业化为目标开展了持续的技术攻关。 2001年,基于清华大学的OLED技术,成立了(北京)维 信诺公司。 2002年,维信诺公司在北京建成国内第一条OLED中试生 产线。 2008年,在江苏昆山建成第一条PMOLED大规模生产线, 成功实现了OLED产品的规模化生产。 目前维信诺已成为国际上最主要的OLED生产企业之一, 产品远销欧美、韩、日及台湾地区。 据国际权威显示行业调研与咨询机构DisplaySearch公 司最新统计,2012年维信诺公司小尺寸OLED产品出货量位居 全球第一。
3.1.4 OLED的发展
有机电致发光现象在1936年被人发现,但直到1987年柯达 公司才推出了OLED双层器件。OLED才作为一种可商业化和性能 优异的平板显示技术而引得人们的重视。 1990年英国剑桥大学的Friend等人成功的开发出以涂布方 式将多分子应用在OLED上,即Polymer(多聚物,聚和物)LED, 亦称PLED。不但再次引发第二次研究热潮,更确立了OLED在二 十一世纪产业中所占的重要地位。 后来相继有一些公司(大多是日本的,如先锋、NEC、 SONY等)推出自己的产品,主要是一些小尺寸的。 目前,全球已经有100多家的研究单位和企业投入到OLED 的研发和生产中,包括目前市场上的显示巨头,如三星,LG, 飞利浦,索尼等公司。整体上讲,OLED的产业化目前已经开始, 其中单色,多色和彩色器件已经达到批量生产水平,大尺寸全 彩色器件目前尚处在研究开发阶段。
目前OLED技术发展的重要趋势:
(1)开发新型OLED有机材料; (2)改善生产工艺,提高成品率,以保证产品推向市场后 的竞争力; (3)研制彩色显示屏及相关驱动电路; (4)为了实现大屏幕,研发低温多晶硅TFT方式驱动的OLED 显示器。
3.1.4 OLED的发展
目前的OLED电视机面临的几大问题(2013.08): 虽然OLED电视机的显示效果很好,而且很有前景,但短 期内仍然面临一些问题。 (1)价格太贵,短期内也难以降价。 三星S9 OLED电视的价格仍然高达8999美元 ; LG 55EM9800的价格更是高达14999美元 ; 但OLED的生产难度远高于LED液晶电视。考虑到OLED面 临的生产问题,这类产品短期内仍然无法实现亲民的价格。 至于两年或五年后的情况,现在还不好说。 (2)表面不平 美国市场销售的首批OLED电视机,并不像其他电视机那 样采用平板设计,而是设计成了曲面。边角似乎比中央部分 更宽,与传统平板电视相比似乎有一点梯形效果。水平边缘 处也更宽,在顶端出现了轻微的U形,底部则是倒转的U形。
3.1.2 OLED的特点
磷光材料方面,UDC公司开发的红光材料色度坐标为
(0.67,0.33),效率达到15cd/A,500cd/m2下工作寿命超过 15 万小时;绿光材料色坐标为(0.34,0.61),效率达到 65cd/A,初始亮度为1000cd/m2时,寿命超过4万小时;最难 得到的蓝色磷光材料效率达到了30cd/A,在200cd/m2 的初
一种 常见 OLED 结构
3.1.1 OLED的结构及发光原理
发光过程通常由5个阶段完成: (1)载流子的注入:在外加电场作用下,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。 (2)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。 (3)载流子复合:电子和空穴复合产生激子。 (4)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。 (5)电致发光:当电子由激态高能阶回到稳态低能阶时, 其能量将分别以光子(Light Emission)或热能(Heat Dissipation)的方式放出,其中光子的部分可被利用当做显 示功能;然而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(无源矩阵)元件发光效率之理论极限值仅 25%。
专题三:有机发光二极管(OLED)显示技术 OLED概述 OLED的结构及发光原理 0LED的特点 0LED的分类
0LED的发展应用
OLED的材料选用 OLED的彩色化技术 OLED的驱动技术 新型0LED显示技术
3.1.1 OLED的结构及发光原理
OLED本质上属于电致发光(EL)显示器件。通过加在两电 极的电压产生电场,被电场激发的电子碰击发光中心,而引致 电子能级的跃迁、变化、复合导致发光的一种物理现象。这种 现像称为电致发光或场至发光(EL)。 电致发光(EL)按激发光过程的不同分为二大类: (1)注入式电致发光:直接由装在晶体上的电极注入少数载 流子(电子和空穴),当电子与空穴在晶体内再复合时,以光 的形式释放出多余的能量。 LED和OLED都属于注入式电致发光。 (2)本征型电致发光:不伴随少数载流子注入而发光。又分 为高场电致发光与低能电致发光。其中高场电致发光是荧光粉 中的电子或由电极注入的电子在外加强电场的作用下在晶体内 部加速,碰撞发光中心并使其激发或离化,电子在回复到基态 时辐射发光。低能电致发光是指某些高电导荧光粉在低能电子 注入时的激励发光现象。
(5)OLED技术尚不成熟 低良品率指的是每生产一台能够上架销售的OLED电视, 都要有很多面板因为缺陷被废弃。 数据显示,2012年的OLED良品率只有10%。然而,三星 号称最近已经大幅提升了良品率,这也是该公司将首款OLED
电视机降价6000美元的原因。
这并不意味着良品率问题得到解决,但在该问题正式解 决前,OLED仍将是一款小众产品。这两家公司都没有发布新 款OLED电视机的官方寿命,但LG和三星的OLED电视机都提供 12个月的质保。
始亮度下,寿命达到了10 万小时。
总体上讲,OLED 红、绿、蓝三色材料的发光效率和发 光寿命均基本满足实用化需求。
3.1.3 OLED的分类
相关主题