有机发光二极管的研究进展

毕业设计（论文）文献综述论文题目：有机发光二极管的研究进展学院名称：专业：班级：姓名：学号指导教师：年月日一、前言OLED，即有机发光二极管OLED（OrganicLight-EmittingDiode），又称为有机电激光显示（OrganicElectroluminesenceDisplay,OELD）。因为具备轻薄、省电等特性，因此从2003年开始，这种显示设备在MP3播放器上得到了广泛应用，而对于同属数码类产品的DC与手机，此前只是在一些展会上展示过采用OLED屏幕的工程样品，还并未走入实际应用的阶段。但OLED屏幕却具备了许多LCD不可比拟的优势，因此它也一直被业内人士所看好[1]。二、主题1.OLED的出现OLED的研究产生起源于一个偶然的发现。1979年的一天晚上，在Kodak公司从事科研工作的华裔科学家邓青云博士（Dr.C.W.Tang）在回家的路上忽然想起有东西忘记在实验室里，回去以后，他发现黑暗中有个亮的东西。打开灯发现原来是一块做实验的有机蓄电池在发光。这是怎么回事？OLED研究就此开始，邓博士由此也被称为OLED之父[2]。2.OLED的技术原理OLED是指有机半导体材料和有机发光材料在电场的驱动下，通过载流子注入和复合导致发光的技术。其原理是用ITO玻璃透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极，在一定电压驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子传输层和空穴传输层，然后分别迁移到发光层，相遇后形成激子使发光分子激发，后者经过辐射后发出可见光。辐射光可从ITO一侧观察到，金属电极膜同时也起了反射层的作用。下图是一个简单的OLED器件结构示意图[3]。根据使用有机功能材料的不同，OLED器件可以分为两大类：小分子器件和高分子器件。小分子OLED技术发展较早（1987年），而且技术已经达到商业化生产水平；高分子OLED又被称为PLED（PolymerLED），其发展始于1990年，目前该技术尚未成熟[3]。根据驱动方式的不同，OLED器件可以分为无源驱动型（又称被动驱动PM，PassiveMatrix）和有源驱动型（又称主动驱动AM，ActiveMatrix）两种。无源驱动型不采用薄膜晶体管（TFT）基板，一般适用于中小尺寸显示；有源驱动型则采用TFT基板，适用于中大尺寸显示，特别是大尺寸全彩色动态图像的显示。目前，无源驱动型OLED技术已经比较成熟，商业化的产品都是无源驱动型；有源驱动型OLED技术发展很快，但还需要几年的时间才能推出商用产品。OLED显示屏的制备工艺流程主要包括四个步骤，如上图所示[3]。3.OLED的优缺点3.1轻薄超薄是手机的发展趋势，这对于具有轻薄特点的OLED来说是个巨大商机[4]。3.2响应速度快OLED的响应速度比LCD快1000倍以上，不存在影像拖尾的现象，特别适用于3G视频技术[4]。3.3稳定性好在工作温度范围内，OLED的光电参数稳定性非常好。LCD由于液晶在高低温的固有特性，通常在低温时显示变暗、响应速度变慢，在高温时显示变亮。而OLED在其所允许的工作范围内，对比度、响应速度和亮度等光电参数基本上不会变化[4]。3.4寿命短OLED工作寿命通常定义为器件亮度减少到初始亮度的50％且能正常工作的持续时间。目前，众多OLED厂商只能保证产品寿命在8000小时左右。这主要是由于有机发光材料衰减的原因，因此开发长寿命的发光材料是解决这个问题的当务之急[4]。3.5功耗大目前OLED的功耗是同等尺寸LCD的数倍以上，开发高发光效率的有机材料和开发新的驱动方法是解决这个问题的根本[4]。3.6影像残留由于亮度的衰减，长期点亮的像素将会有影像残留下来。因此客户在产品设计时最好先与OLED厂商多沟通，尽可能采用OLED厂商推荐的应用指导[4]。3.7户外可视性差由于OLED是自身发光的，在户外的强烈阳光照射下，其可视性很差，要想解决这个问题只能提高表面亮度和对比度[4]。4.OLED的应用4.1OLED在头戴显示器领域的应用以视频眼镜和随身影院为重要载体的头戴式显示器得到了越来越广泛的应用和发展。其在数字士兵、虚拟现实、虚拟现实游戏、3G与视频眼镜融合、超便携多媒体设备与视频眼镜融合方面有卓越的优势[5]。与LCD和LCOS相比，OLED在头戴显示器的应用有非常大的优势：清晰鲜亮的全彩显示、超低的功耗等，是头戴式显示器发展的一大推动力[5]。4.2OLED在MP3领域的应用MP3作为一款数字随身听已经在市场上日益成为时尚娱乐的主角，对于它的功能、容量、价格等等都得到了人们广泛的关注，也是各厂家目光的焦点所在，可是对于作为MP3的眼睛的屏幕却很少有人涉及[5]。5.OLED量产的瓶颈5.1成品率低PARTICLE造成的阴阳电极短路问题是成品率低的主要原因。由于OLED阴阳电极之间的有机材料薄膜层只有100～200nm左右，只要有0.1μm大小的PARTICLE就有可能造成阴阳电极短路。根据专业市场调研公司的数据来看，目前全彩OLED产品的行业平均生产成品率50%以下，因此净房的洁净度和生产过程控制极为重要[4]。5.2设备不成熟稳定可靠的设备是实现批量生产的前提保证。OLED生产的核心是在镀膜和封装制程，而OLED技术由于未完全成熟，生产工艺差异甚大，生产线规格都是根据客户需求而设计订制的，市场上没有现成的标准可供参考，因此在设备的硬件和软件方面都需要进一步改善，从而来提高设备的稳定性[4]。5.3产品性能暂时未能突破目前由于OLED产品都是中小尺寸的，其主要应用是便携式的终端产品，而这些产品或者要求长寿命、或者要求低功耗，但目前OLED的寿命短、功耗高，这极大地限制了OLED产品的大量推广。解决这个问题的关键是在发光材料性能开发的突破和器件结构的最优化等方面[4]。5.4成本太高对于中低档次产品来说，价格是决定因素。由于OLED暂时未能大批量生产，原材料成本还无法降低，并且由于OLED的成品率低，导致了OLED成本长期居高不下，目前OLED成本是同等尺寸规格STN-LCD两倍左右[4]。三、总结OLED将是未来的照明之星。OLED即有机发光显示器，其无需背光源，可以自己发光，且可视度、亮度较高，而厚度更薄，结构也相对简单，若采用可挠式基板，则可变化成不同形状，被誉为“梦幻显示器”[6]。如果说LED是未来的发展方向，那么OLED就是未来的未来。目前尚无商品化OLED照明产品上市，关键在于其成本高。预计至2020年时，因OLED照明辉度、发光效率、价格等将与LED更为贴近，将为一般照明市场消费者所接受，市场规模将达80亿美元，占整体照明市场比重约1成以上[6]。2008年OLED显示器占有平板显示器不到1%的市场份额，预计2015年将达到5%，年复合增长率达到40%，远高于平板显示器市场3%的增长水平。A股上市公司建议重点关注OLED研发的领先者四川长虹、其次可关注展开OLED领域技术研究的南京高科[6]。四、参考文献[1]李文连.OLED显示和固态照明[J].光机电信息,2010,27(7):1-12.[2]司徒春.OLED的产生与发展[EB/OL].[3]LED环球在线.行业小知识:OLED发展简介[EB/OL].[4]苏初榜.方兴未艾的OLED[J].今日电子,2006,(2):36-38.[5]DrakknighT.百度百科-OLED[EB/OL].baike.baidu.com/view/73395.htm#8,2009-12-24/2010-8-4.[6]icbuy亿芯网.照明产业：LED是方向OLED是未来[EB/OL].