有关OLED的介绍

有关OLED的介绍摘要：近年来，等离子体显示技术得到突飞猛进的发展。本文从等离子体显示的工作原理、特点和分类入手，介绍了目前世界各大公司和研究机构在改进PDP的结构、材料、驱动电路等方面所作的工作和相应的理论研究。此外，根据目前等离子体显示技术存在的问题，分析了今后PDP的发展趋势。关键词：等离子体显示；PDP结构；驱动电路TheResearchStatusandDevelopmentTrendofPDPTechnologyXXX(NingboUniversityofTechnologySchoolofElectronicandInformationEngineering，Ningbo315016)Abstract:Inrecentyears，plasmadisplaypanelhasdevelopedrapidly.Startingwithworkingprinciples，characteristicsandclassificationofplasmadisplaypanel，thispaperintroducesthepresentachievementsandrelevanttheoreticalstudiesonPDPdonebyseveralbigcompaniesandresearchinstitutesintheworldincludingtheimprovementofPDPconstruction，materialsanddrivecircuitsetc.Besides，developmenttrendofplasmadisplaypanelareanalyzedaccordingtotheproblemsexistinginplasmadisplaypanel.Keywords:plasmadisplaypanel;PDPconstruction;drivecircuit目录介绍1.1概述1.2历史1.3发展1.4OLED结构1.5材料的选用1.6OLED关键工艺1.7彩色化技术1.8OLED的驱动方式1.9OLED的优缺点1.10OLED的应用概述OLED显示技术具有自发光的特性，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光，而且OLED显示屏幕可视角度大，并且能够显著节省电能，从2003年开始这种显示设备在MP3播放器上得到了广泛应用，OLED屏幕具备了许多LED不可比拟的优势，因此它也一直被业内人士所看好。[1]历史1947年出生于香港的美籍华裔教授邓青云在实验室中发现了有机发光二极体，也就是OLED，由此展开了对OLED的研究，1987年，邓青云教授和Vanslyke采用了超薄膜技术，用透明导电膜作阳极，AlQ3作发光层，三芳胺作空穴传输层，Mg/Ag合金作阴极，制成了双层有机电致发光器件。1990年，Burroughes等人发现了以共轭高分子PPV为发光层的OLED，从此在全世界范围内掀起了OLED研究的热潮。邓教授也因此被称为“OLED之父”。在OLED的两大技术体系中，低分子OLED技术主要集中于日本、韩国、中国台湾这三个地区，而高分子的PLED主要为欧洲厂家发展。另外，之前LG手机的OEL也是利用的PLED技术。PLED技术及专利由英国的科技公司CDT掌握。两大技术体系相比，PLED产品的彩色化上仍有困难。而低分子OLED则较易彩色化。不过，虽然将来技术更优秀的OLED会取代TFT等LCD，但有机发光显示技术还存在使用寿命短、屏幕大型化难等缺陷。为了形像说明OLED构造，可以将每个OLED单元比做一块汉堡包，发光材料就是夹在中间的蔬菜。每个OLED的显示单元都能受控制地产生三种不同颜色的光。OLED与LCD一样，也有主动式和被动式之分。主动方式下由行列地址选中的单元主动发光。被动方式下，OLED单元后有一个薄膜晶体管（TFT），发光单元在TFT驱动下点亮。主动式OLED比被动式OLED省电，且显示性能更佳。[2]发展随着《电子信息产业调整和振兴规划》以及《2010-2012年平板显示产业发展规划》等政策推动下，我国平板显示产业呈现出加快发展的态势。OLED产业发展尤其受到了中国政府的高度关注，在工业和信息化部支持下，中国内地的OLED研发取得了突破性进展。2010年，中国首条AMOLED中试线在昆山建成投产并于年底打通全部生产工艺，2012年，河南激蓝科技OLED项目在信阳市开工奠基，年产值可超100亿元。中国目前的AMOLED面板生产线有京东方的4.5代和5.5代线，成都虹视的4.5代线，长三角天马的2.5代线，维信诺的2.5代线和4.5代线，厦门天马的5.5代线，珠三角彩虹的2条4.5代线，彩显的2.5代线，信利的2.5代线等。OLED的研发与材料生产配套的产业链也逐步形成。研发单位包括清华大学、华南理工大学、北京大学、吉林大学、长春光机所、以及北京京东方、杭州东方通信等企业约40多家，而材料生产商则有吉林奥来德、无锡樱莱、北京阿格蕾雅、天津佰斯康、苏州纳凯等。中国是目前全球最大的OLED应用市场，其中45%以上的IT产品与显示器件有关;中国内地的手机产量占全球产量的50%以上;中国内地的MP3/MP4产量占全球产量的90%以上;此外，未来大尺寸也将逐步量产，AMOLED面板在NB、上网本、显示器以及电视领域的应用也将逐步增加。据《2013-2017年中国OLED产业市场预测与投资前景分析报告》[3]未来伴随OLED技术的进一步成熟，成品率会逐步提升，生产成本将大大降低，产品价格较高的缺点也将逐步得到缓解，市场需求将被极大地释放，AMOLEDTV用面板市场需求，可望从2014年开始骤增，并在2016年会出现供不应求现象。预计到2016年，将大幅增长至71亿美元。中国发展OLED产业潜力巨大，及早谋划OLED产品与业务战略对企业具有重要意义。前瞻网分析认为，针对我国OLED产业面对的机遇与挑战，OLED产业需要巨额投资，并不是一两个企业就可以完成，OLED是技术资金密集型产业，也是信息产业前沿技术，需要国家有关部门站在战略的高度上进一步对OLED产业进行整体规划，集中资源，强化自主创新，引导和鼓励企业加入OLED产业链并给予资金支持，才能形成可持续发展的能力。OLED面板的生产厂商主要集中于日本、韩国、中国台湾这三个地区。三星在AMOLED市场所占份额曾达90%以上，是AMOLED面板最大的供应商;随后Sony和LG分别推出11英寸、15英寸AMOLEDTV，日本、韩国、中国台湾等厂商在OLED的市场竞争实力越来越强，同时也在AMOLED方面取得了更高的竞争地位。此外，包括奇晶、TMD、友达等厂商，也都加快了AMOLED技术开发的脚步。2011年，随着新建生产线的达产，三星在AMOLED领域的市场份额下降至70%左右。2012年，OLED产业的竞争进一步激烈化。积极力推大尺寸OLED电视的平面电视品牌大厂三星电子与LG电子，两者皆在2012年5月中下旬展出55吋OLED电视商品，两大韩厂皆积极想在年底推出正式商品。不过，日系大厂Sony与Panasonic亦于2012年6月25日宣布正式结盟，进攻大尺寸OLED电视领域，将于2013年确立量产大尺寸OLED的技术。2012年下半年对台湾面板业者来说是非常关键的时间，其AMOLED产品技术将持续应用于智能手机，藉此能为台湾面板业者带来成倍增长的空间。随着OLED产业竞争的不断升级，大型企业间战略投资与资本运作日趋频繁。国内优秀的OLED生产企业愈来愈重视对行业市场的研究，特别是对企业发展环境和客户需求趋势变化的深入研究。正因为如此，一大批国内优秀的OLED品牌也在发展中。[4]OLED结构OLED的基本结构是由一薄而透明具半导体特性之铟锡氧化物(ITO)，与电力之正极相连，再加上另一个金属阴极，包成如三明治的结构。整个结构层中包括了：空穴传输层(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)。当电力供应至适当电压时，正极空穴与阴极电荷就会在发光层中结合，产生光亮，依其配方不同产生红、绿和蓝RGB三原色，构成基本色彩。OLED的特性是自己发光，不像TFTLCD需要背光，因此可视度和亮度均高，其次是电压需求低且省电效率高，加上反应快、重量轻、厚度薄，构造简单，成本低等，被视为21世纪最具前途的产品之一。有机发光二极体的发光原理和无机发光二极体相似。当元件受到直流电（DirectCurrent；DC）所衍生的顺向偏压时，外加之电压能量将驱动电子（Electron）与空穴（Hole）分别由阴极与阳极注入元件，当两者在传导中相遇、结合，即形成所谓的电子-空穴复合（Electron-HoleCapture）。而当化学分子受到外来能量激发後，若电子自旋（ElectronSpin）和基态电子成对，则为单重态（Singlet），其所释放的光为所谓的荧光（Fluorescence）；反之，若激发态电子和基态电子自旋不成对且平行，则称为三重态（Triplet），其所释放的光为所谓的磷光（Phosphorescence）。当电子的状态位置由激态高能阶回到稳态低能阶时，其能量将分别以光子（LightEmission）或热能（HeatDissipation）的方式放出，其中光子的部分可被利用当做显示功能；然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元件发光效率之理论极限值仅25%。PM-OLED发光原理是利用材料能阶差，将释放出来的能量转换成光子，所以我们可以选择适当的材料当做发光层或是在发光层中掺杂染料以得到我们所需要的发光颜色。此外，一般电子与电洞的结合反应均在数十纳秒（ns）内，故PM-OLED的应答速度非常快。S.：PM-OLED的典型结构。典型的PM-OLED由玻璃基板、ITO（indiumtinoxide；铟锡氧化物）阳极（Anode）、有机发光层（EmittingMaterialLayer）与阴极（Cathode）等所组成，其中，薄而透明的ITO阳极与金属阴极如同三明治般地将有机发光层包夹其中，当电压注入阳极的空穴（Hole）与阴极来的电子（Electron）在有机发光层结合时，激发有机材料而发光。而发光效率较佳、普遍被使用的多层PM-OLED结构，除玻璃基板、阴阳电极与有机发光层外，尚需制作空穴注入层（HoleInjectLayer；HIL）、空穴传输层（HoleTransportLayer；HTL）、电子传输层（ElectronTransportLayer；ETL）与电子注入层（ElectronInjectLayer；EIL）等结构，且各传输层与电极之间需设置绝缘层，因此热蒸镀（Evaporate）加工难度相对提高，制作过程亦变得复杂。由于有机材料及金属对氧气及水气相当敏感，制作完成後，需经过封装保护处理。PM-OLED虽需由数层有机薄膜组成，然有机薄膜层厚度约仅1,000～1,500A°（0.10～0.15um），整个显示板（Panel）在封装加干燥剂（Desiccant）後总厚度不及200um（0.2mm），具轻薄之优势。[2]材料的选用有机材料的特性深深地影响元件之光电特性表现。在阳极材料的选择上，材料本身必需是具高功函数（Highworkfunction）与可透光性，所以具有4.5eV-5.3eV的高功函数、性质稳定且透光的ITO透明导电膜，便被广泛应用于阳极。在阴极部分，为了增加元件的发光效率，电子与电洞的注入通常需要低功函数（Lowworkfunction）的Ag、Al、Ca、In、Li与Mg等金属，或低功函数的复合金属来制作阴极（例如：Mg-Ag镁银）。适合传递电子的有机材料不一定适合传递空穴，所以有机发光二极体的电子传输层和空穴传输层必须选用不同的有机材料。目前最常被用来制作电子传输层的材料必须制膜安定性高、热稳定且电子传输性佳，一般通常采用萤光染料化合物。如Alq、Znq、Gaq、Bebq、Balq、DPVBi、ZnSPB、PBD、OXD、BBOT等。而空穴传输层的材