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OLED

专家
2009-03-26 19:59:55    评分
 OLED

                                                                                    ------------摘自与非网

OLED产业目前吸引“眼球”的关注,无在乎以下的几个方面因素:首先大环境下,OLED是未来极具潜力的平板显示产品、符合超薄、节能、低成本、环保等硬件要求;OLED产品处于开发初期,新的应用领域有待开拓,中国有机会在OLED领域处于领先水平;国家政策以大力发展平板显示行业为政策导向,中国大陆投资热钱足够可以支持OLED事业。

  有机发光二极管 (OLED)是一种薄膜发光二极管 (LED),它的发射层是一种有机复合物。 这些器件的加工相比传统的LED成本低很多。 当发射的电子荧光粉层是多分子的, 不同数量的OLED可以沉淀在arrays on a screen using simple "printing" methods to create a graphical colour display, 可以用作电视屏幕、 计算机显示屏, 便携式系统的显示屏等用于广告和信息显示。 OLED也可以用于照明设备。

  相比传统的LCD显示,OLED显示的一个最大的好处就是OLED不需要背光,这意味着它需要的电流较小,用同样的电池它能够工作的时间更久,可以广泛地用于小的便携式设备,这些设备大多都采用单色的、低分辨率的显示屏以降低功耗。

OLED技术特点和应用

  从OLED的结构、制备工艺、驱动电路和发光性能等方面考虑,它具有以下特点。 

  1.  超薄膜结构—厚度薄、质量轻,其核心厚度可小于1mm,约为LCD的1/3,质量小于1kg。
  2. 全固态结构,抗震性好,可以适应巨大加速度、振动等恶劣环境。
  3. 主动发光,发光亮度(可超过1.4*105cd/m2)和发光效率高(可高于151m/W ),视角很宽(一般可达到160度),不会有选择视角的问题。 
  4. 响应速度快,约为数微秒至数十微秒,比LCD快1000倍,可显示活动图像。 
  5. 低温特性比LCD好,在零下40℃仍能正常显示。
  6. 材料消耗少,制备工艺简单(一般只需要86道工序,而LCD需要200道工序),成本至少比LCD低20%,易于大规模生产。
  7. 低直流电压驱动(最低电压仅为3伏特)、功耗低(2.4英寸多晶硅OLED模块的功耗为605mW)o
  8. OLED无需背光照明。
  9. 能够在不同材质的基板上,制作成可以弯曲的柔软显示器。

  OLED 众多优点决定了其广阔的应用前景,它可用于室内和野外照明、背照光源、光电耦合器、光通讯、可折叠的“电子报纸”以及电子设备的数字、图像处理和移动通讯装置的显示等。目前,日本、英国、德国、美国和荷兰等国家在OLED方面已取得了很大的成就。我国从90年代开始了对有机薄膜电致发光器件的研究。

OLED的劣势:

  目前,OLED基本还处于实验阶段,市场占有率很低,这主要是由于其技术上还存在一些亟待解决的问题。如稳定性差、寿命低、彩色序列组合方面工艺不成熟等。显示器要想占有一定的市场,稳定性和寿命是关键因素,要求其实用化寿命超过10000小时,存储寿命超过五年。目前,绿光稳定性和寿命可以达到实用化要求,但由于红光和蓝光的亮度、稳定性以及寿命较差,因而有机电致彩色大型平板显示器的广泛应用还需一些时日。为加速OLED实用化的进程,人们正从以下方面努力:①寻找新型优质材料;②提高器件的亮度、效率、稳定性和寿命;③提高发光对比度;④增大器件显示面积。

  有机薄膜电致发光器件经历几十年的研究后取得了巨大成就,它在发光亮度和发光效率等方面已经超过了无机电致发光器件。虽然OLED的产业化还需要一段时间,但OLED所具备的潜在发展优势将会使其在不久的未来成为电子显示市场上一颗璀璨的明星。

有机薄膜电致发光显示技术的发展

  有机薄膜电致发光的研究起始于二十世纪五、六十年代,它比无机电致发光晚了20年左右。二十世纪六十年代到八十年代中期,有机EL徘徊在高电压、低亮度、低效率的水平上。1963年,Pope研究了蒽单晶片(10-20μm)电致发光,当时需要在两端施加400V的电压才能观察到蒽的蓝色荧光;之后,Helfrich和 Williams等人继续进行了研究,使电压降至100V左右,外量子效率高达5%;1982年,Vincett用真空蒸镀法制成了50nm厚的蒽薄膜,30V时观察到了蓝色发光,但由于电子注入效率低和蒽成膜性差,外量子效率只有0.03%左右;1983年,Partridge发表了聚合物电致发光的文章,但由于亮度低而未引起广泛重视。

  1987年,美国Eastman Kodak公司的C.W Tang和VanSlyke对有机EL做出了开创性的工作,制备了如图所示的OLED,引起世界工业界和科技界的广泛重视,促进了OLED的迅速发展。

 

  他们制备了双层电致发光器件,以芳香二胺为空穴传输层,低功函数的镁银合金(原子比为10:1)为阴极,极大地提高了空穴和电子的注入效率;另外采用成膜性好、电子传输材料兼荧光材料的8-羟基喹啉铝(AIQ)作为发光层。器件在l0v 直流电压驱动下,发射出绿色光,其最高亮度可达l000cd/m2,量子效率为1%. 1988年,日本Adachi等人又提出了夹层式多层结构的OLED模式,极大扩展了功能有机材料的选择。1990年,英国剑桥大学的Burroughs等人用简单的旋涂膜法将聚苯撑乙烯(PPV)的预聚体制成薄膜,在真空干燥下转化成PPV薄膜,成功制备了单层结构聚合物电致发光器件,开创了聚合物EL研究的热潮。

  为实现产业化,OLED的研究从单色显示逐步转向彩色显示,人们开始寻求研制具有高色纯度、高亮度器件的方法,如采用具有窄带发射的稀土发光材料以及有机微腔结构。1990年,日本Kido小组首次把稀土配合物材料用于电致发光器件,他们把Tb(acac)3配合物作为发光层,TPD作为空穴传输层,制成了双层结构OLED,得到纯的试离子特征发射(545nm),半峰宽仅为l0 nm,但亮度仅为7 cd/m2. 1993年,Takahiro Nakayama等人首次对电致发光光学微腔结构器件进行了研究,得到了窄带光谱发射。

  OLED 显示屏的驱动分为有源驱动与无源驱动。最早出现的是无源OLED,它采用行列扫描的方式,驱动相应的象素发光显示。无源OLED成本较低,工艺也比较简单,由于刷新速度等问题,只适用于小尺寸显示屏。1995年,柯达与三洋公司签署协议,利用三洋的低温多晶硅技术和柯达的电致发光材料制成了有源矩阵OLED。有源显示类似于TFT LCD,它把OLED发光材料集成在硅片上,每个象素由一个晶体管驱动。为了发挥OLED响应速度快的优势,目前厂家倾向于采用低温多晶硅(UPS)技术来驱动。有源OLED适用于大尺寸显示器和高分辨率微型显示器。

OLED结构

  OLED 的基本结构属于夹层式结构,即发光层被两侧电极像三明治一样夹在中间,并且至少一侧为透明电极以便获得面发光。根据有机膜的功能,器件结构可以分为以下几类:①单层结构;②双层结构;③三层结构;④多层结构。

  单层结构 是在器件的正极和负极间,制作由一种或数种物质组成的发光层(EML),如图1所示。这种结构在聚合物EL中较为常见。单层结构器件制备简便,但往往由于载流子的传输效率较低以及正负载流子难以平衡,因而发光效率和亮度较低、稳定性较差。

 




关键词: 显示     有机     结构     发光    

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