基于TracePro和SpecWinLight的OLED照明器件设计及测试系统开发.pdf

oled lighting device design and test system development based on tracepro and specwinlight a thesis submitted to university of electronic science and technology of china major: master of engineering author: wu yi chao advisor: yu jun sheng school: school of optoelectronic information 万方数据 独创性声明独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确 的说明并表示谢意。 作者签名： 日期： 年 月 日 论文使用授权论文使用授权 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、 使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁 盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 （保密的学位论文在解密后应遵守此规定） 作者签名： 导师签名 ： 日期： 年 月 日 万方数据 摘要 i 摘 要 oled 照明器件是继白炽灯、荧光灯、led 灯后的第四代新型光源。oled 照明器件具有高效节能、大面积发光、光线柔和、可弯可卷、无紫外辐射、低热 量、不含汞、制造成本低、对环境无污染等优点。近年来世界众多知名企业也相 继投入大量资源，进行 oled 照明技术的研发和产业化布局。 本论文的研究目的为通过 tracepro 软件对 oled 照明器件进行光学设计和仿 真，获得 oled 照明器件发光的光线分布特性，并与理论计算的出光率进行比较， 优化 oled 器件结构。除此之外，利用 specwinlight 软件分析 pr655 测得的光谱 数据，实现 oled 照明器件 cri 的测试，并通过设计红外控制系统实现 oled 照 明系统的自动控制。 本文首先介绍了 oled 照明器件的发光工作原理、tracepro 软件和 specwin light 软件的特性和工作原理，并研究了 oled 照明器件的出光率。然后利用 tracepro 软件对 oled 照明器件的各层材料和特性参数进行定义，建立 oled 照 明器件的仿真模型，仿真 oled 照明器件模型的光学分布特性，获得的实际仿真 出光率与理论计算所得的出光率基本一致。接着运用 specwin light 软件对公司现 有的分光光度计 pr650 所测的光谱数据进行分析，获得 oled 照明器件的 cri 特 性参数。最后通过对红外控制系统电路的设计和研究，实现 oled 照明系统的自 动控制。 本论文中 tracepro 软件的仿真工作有助于进一步理解和掌握 oled 的光线分 布特性。基于 specwin light 软件的 oled 照明器件的测试工作完成和实现 oled 照明器件的 cri 测试系统的建立，为公司节约了专门用于 cri 参数测试的新设备 的购置费，该设备费用约 25 万元，同时推动公司“oled 照明技术研究及样品开 发项目”顺利完成。在以上两部分工作的基础上，设计和研究了基于红外控制系 统电路的 oled 照明系统，实现了 oled 照明系统的自动控制，拓宽了公司在 oled 照明的应用领域，巩固了公司在国内 oled 产业领域的领先优势地位，为 公司后续在 oled 照明领域的进一步研发及产业化奠定了基础。 关键词：关键词：oled 照明器件；tracepro；specwinlight；cri 万方数据 abstract ii abstract oled lighting device is a new type of light source as known as the fourth generation of lighting revolution after incandescent lamp, fluorescent lamp, and oled lamp. it has efficiency energy conservation, large-area lighting, soft light, bendable and rollable, non-ultraviolet, low heat, no mercury and other advantages. oled is the high-tech product of environmental, energy-saving and healthy, and its manufacturing, using, and recycling is low pollution. in recent years, many world famous enterprises have invested a lot of resources for oled lighting technology development and industrialization layout. the research purpose of this paper is mainly getting the oled device emitting light distribution characteristics through the tracepro oled lighting devices for optical design and simulation, comparing with the theoretical calculation of the light rate for oled device structure optimization. and testing color rendering index cri of oled implemented by specwinlight according the pr655 spectrum data.and use the oled lighting device as a light source open and close automatically through the design of infrared control system. firstly, the luminescent principle of oled lighting devices, the features and working principlesof tracepro and specwin light softwareswere introduced, and the light rate of oled lighting device was studied. secondly, by using tracepro software, each layers and characteristics of oled lighting device were defined, oled lighting device simulation model was established, the optical distribution characteristics of oled lighting device were simulated, and the actual simulation light rate was the same withthe theoretical calculation of the light rate.thirdly, by using specwin light software to analyze the spectral data measured by spectrophotometer pr650, get the cri characteristic parameters of oled lighting device were gained.finally,by introducing the infrared control system, the oled lighting system can be automatically controlled. the tracepro software simulation work helps to further understand and master the oled light distribution characteristics.based on the specwin light software,the cri test system was established. on the basis of the above works, the infrared control systemof oled lighting system was studied and designed.the automatic control of 万方数据 abstract iii oled lighting system was realized, which enlarged the application scope of the company in the oled lighting, consolidated the leading edge of a company in the field of domestic oled industry status, paved the way for the companys further research and development in the field of oled lighting laid. key words: oled lighting；tracepro；specwinlight；cri 万方数据 目录 iv 目 录 第一章第一章 绪绪 论论 . 1 1.1 课题的研究背景 . 1 1.2 国内外研究现状 . 1 1.3 研究内容和意义 . 5 第二章第二章 oled 器器件技术及其应用件技术及其应用 . 7 2.1 引言 . 7 2.2 oled 发光原理 . 8 2.3 oled 器件出光率 . 11 2.4 tracepro 软件基本原理 . 13 2.5 specwin light 的应用 . 14 2.6 红外感应原理 . 14 2.6.1 热释电红外传感器 . 14 2.6.2 菲涅尔透镜 . 16 2.7 本章小结 . 16 第三章第三章 基于基于 tracepro 软件的软件的 oled 照明器照明器件的仿真设计件的仿真设计 . 18 3.1 引言 . 18 3.2 tracepro 软件的应用说明 . 18 3.3 oled 器件结构的研究 . 20 3.4 tracepro 软件中 oled 照明器件的仿真设计. 22 3.4.1 oled 照明器件平面发光的建模 . 22 3.4.2 各层材料特性及光源设定 . 25 3.4.3 基于 tracepro 的 oled 照明器件仿真 . 28 3.5 本章小结 . 31 第四章第四章 oled 照明器件的测试及照明系统的控制设计照明器件的测试及照明系统的控制设计 . 32 4.1 引言 . 32 4.2 基于 specwin light 软件的 oled 照明器件的测试 . 32 4.2.1 基于 specwin light 的 cri 测试系统的程序框图 . 32 4.2.2 cri 的测试方法 . 32 4.2.3 基于 specwin light 的 cri 测试系统设计 . 34 4.2.4 cri 测试系统的软硬件 . 35 万方数据 目录 v 4.2.5 cri 测试系统的调试和使用 . 36 4.3 oled 照明系统的控制设计 . 37 4.3.1 oled 照明系统的设计思路 . 37 4.3.2 oled 照明系统的电路设计 . 40 4.3.2.1 控制芯片 . 40 4.3.3.2 红外感应元件 . 42 4.3.3.3 光线感应元件 . 42 4.3.3.4 电路设计 . 42 4.3.3.5 电路仿真 . 45 4.4 本章小结 . 46 第五章第五章 总结与展望总结与展望 . 47 5.1 论文总结 . 47 5.2 工作展望 . 48 致致 谢谢 . 49 参考文献参考文献 . 50 附附 录录 . 52 万方数据 第一章 绪论 1 第一章 绪 论 1.1 课题的研究背景 oled，即有机发光二极管（organic light-emitting diode） ，主要应用于显示和 照明领域，目前 oled 显示领域发展较深，尤其日韩很多国际显示巨头和研究机 构已实现真正的实用，主要应用于市场需要不断壮大的智能手机、工控设备等领 域。oled 另一更有发展潜力的应用即是照明行业，是继白炽灯、荧光灯、led 灯后，被誉为第四代照明革命的新型光源，它具有高效节能、大面积发光、光线 柔和、可弯可卷、无紫外线、低热量、不含汞等优点，并且制造、使用、回收等 环节污染非常少，是环保、节能、健康的高新技术产品1。 作为面光源， oled 照明以它独特的形态让照明行业无法忽视。 市场研究机构 idtechex 最新的研究报告显示，尽管行业处于萌芽期，但 oled 在显示产业的飞 速发展，将带动其在照明领域的发展，oled 照明产品成本将不断降低、性能将逐 渐提高，而这些将进一步降低 oled 照明应用门槛。idtechex 预测，全球 oled 照明市场规模将于 2023 年增至 13 亿美元，并且从此每年将以 40%50%的增长率 迅猛增长。 本课题是通过在四川虹视显示技术有限公司的 “oled 照明技术研究及样品开 发项目”中采用 tracepro 与 specwinlight 进行 oled 照明器件设计及测试系统开 发，实现更准确、更方面快捷的测试出 oled 照明器件所需的光电性能参数项目 尤其是 cri 参数，同时进行 oled 照明器件作为灯源的一个应用系统的开发，即 通过红外控制系统实现 oled 灯的自动开启和关闭。 1.2 国内外研究现状 虽然目前全球 oled 照明发展尚处于产业化初期阶段，为加快抢占产业制高 点，欧美日韩等国从战略高度制定了相关发展规划。欧盟建立了多项发展项目， 包括已完成的由欧盟组织 14 家企业、 学校和研究机构参与开发 oled 照明技术的 “oled-100 计划” ；美国能源部用 6 年的时间来发展 51 个固态照明计划，其中 oled 照明占有较大比例；韩国政府已于 2012 年开始推广 oled 照明的使用，计 划 2027 年将照明光源全部替换为 oled 照明；日本政府期望在 2030 年整体实现 第四代高效照明。 与此同时，世界众多知名企业也相继投入大量资源，进行 oled 照明技术研 万方数据 电子科技大学硕士学位论文 2 发和产业化布局。2010 年韩国 lg 集团购买了柯达公司所有 oled 专利, lg 化学 于 2011 年底建成一条 in-line 万平线，开始试产 370mm 470mm 照明面板；日本 松下已与出光公司合作制定了 2012-2018 年 oled 照明发展计划，从而全面启动 oled 照明事业；飞利浦已放弃 oled 显示，全力投入 oled 照明，2011 年 10 月投入 4000 万欧元建立生产线；美国 ge、日本 nec、日立等企业已把 oled 照 明列入发展规划；台湾友达、中华映管等已陆续开始 oled 照明布局。 近年来，我国 oled 产业主要集中在 oled 显示的技术研发和产业化上，例 如北京京东方、北京维信诺、上海天马微电子、深圳华星、佛山彩虹、四川虹视 等企业，均投入了大量资金建设研发线和量产线，且已取得了一定的成绩，但是 我国的 oled 照明产业起步较晚。京东方、维信诺以及少数高校（清华大学、华 南理工大学、吉林大学、中科院长春应化所等）尚处于 oled 照明技术小规模研 发阶段。 oled 照明现在以美国、欧洲、日本等先进国家为中心进行研究开发。美国在 doe（能源部）的积极支援下通过 solid state lighting 计划进行开发。从 1999 年开 始到 2020 年以在 1000cd/m2、20000 小时以上寿命及 200lm/w 以上的效率为目标 进行研究开发，有 osram、ge、udc(uuniversal display corporation) 等公司参 与其中2。欧洲结束了从 2004 年开始的属于 oled 照明的 olla 项目，正在进行 作为后续项目的 oled100 项目。到 2018 年，在 120lm/w，1000cd/的亮度下以 50000 小时的寿命为目标进行研发， 有 philips、 osram、 siemens 等公司参与。 日本从 2004 年开始以 nedo（新能源和工业技术研发组织）为主管进行 21 世纪 照明项目研发， 其中就包含 oled 照明。 到 2011 年为止以 1m 1m 大小的 oled 照明面板为目标进行研发，三菱、imes 等参与其中。韩国从 2006 年开始在知识 经济部的支援下进行 oled 照明研发， 以 etri （生产技术院） 为中心, 目标在 2013 年达成 100lm/w 的效率，最近以 etri 为中心进行由 smd (samsung mobile display)、lg 等参与的项目。 我国发展改革委员会、科技部、工业和信息化部、财政部、住房城乡建设部、 国家质检总局于 2009 年 9 月 23 日联合发布了半导体照明节能产业发展意见， 其中明确提出支持 oled 照明研发及产业化。 具有代表性的照明公司 ge 从 2000 初开始开发 oled 照明技术，初期发表约 达 5lm/w 效率，2005 年发表了具有 15lm/w 效率的 61cm 61cm 的照明面板, 2008 年发表了 flexible oled 照明。ge 还开发了利用蓝色 oled 及 down conversion layer 体现白光的方式。ge 计划在 20102011 年左右将 oled 照明投入量产。 欧洲具有代表性的企业 philips 对开发 oled 照明最为积极。philips 以 万方数据 第一章 绪论 3 olla项目为主导， 利用高分子及低分子的多种方式进行oled照明开发。 philips 研究发表了利用蓝色荧光、绿色荧光和红色荧光 oled 混合体现白光方式，综合 效率达 5080lm/w。philips 最近开发并发表了透明 oled 照明，philips 计划 从 2010 年开始生产 oled 照明产品。 美国 udc 通过照明项目开发并发表了 102lm/w 的 oled 照明技术。udc 开 发的 oled 照明显色指数为 70， 色坐标为(0.41, 0.46)或(0.48, 0.46)， 色温为 2800 3900 k，类似于电灯的特性。在 1000cd/的亮度时效率大于 100lm/w，驱动电压 3.5v。 德国 novaoled 采用自己的 pin oled 技术，开发 oled 照明产品。2008 年 发表了拥有 35lm/w 的效率的 stack 结构的 oled 照明，novaoled 预测其寿命为 100，000 小时。 日本的松下利用蓝色荧光层， 采用红色及白光磷光材料开发了显色指数为 85， 色坐标为(0.38, 0.40)，效率为 28lm/w，寿命为 20,000 小时的 oled 照明器件。 osram 对 oled 照明的研究开发也在活跃的进行中，计划在 20112014 年 投入量产 oled 照明产品， 日本的 lumiotec 及 konica minolta 也计划在 2010 年 oled 照明投入量产。 韩国的 oled 照明研究开发也日趋活跃。smd 利用 pmoled 生产线开发 oled 照明器件， neoview kolon 也在利用 pmoled 生产线开发 oled 照明器 件。 2013年8月27日中国首条线性oled照明量产线在南京第壹有机光电有限公 司正式投产， 也是世界第一条能够生产三层发光体结构 oled 照明面板的量产线。 同时， 该公司还成功研制出能效达 111.7lm/w,且光质符合能源之星标准的内光 提取白光 oled 照明器件，技术指标再次刷新世界纪录。世界发光效能最高的 oled 照明面板从南京源源流向市场，这一标志性事件无疑将进一步缩短 oled 照明商业化进程，让人们看到了 oled 照明由中国籍人发明在中国这块热土上不 断发展壮大的希望。也标志着 oled 照明是为数不多的、核心技术掌握在中国人 手中的新兴产业，有望改写百年来新兴产业完全由欧美国家主导的历史。 oled 照明近几年来引起了更多的关注，主要原因是 oled 和 led 相比有着 更大的优势。包括其面发光、光谱宽、光线柔和、效率提升潜力大、可柔性发光、 双面发光等等 oled 照明所不具备的特点。特别是随着全球范围内能源紧张问题 的显现，各国政府都将节能技术作为战略来考虑，因此不论欧洲、美国、日本、 韩国还是中国都将新的节能照明技术作为国家技术创新和产业支持的重点战略方 向。 万方数据 电子科技大学硕士学位论文 4 节能环保是照明技术发展的主要趋势。短期内淘汰白炽灯，推广包括 cfl 荧 光灯在内的节能照明，解决节能的问题。中长期将全面进入以 led、oled 为主 体的半导体照明时代，不仅解决照明的节能环保问题，还将照明发展成一种艺术。 据市场调研公司 display search 最新发布的报告oled lighting in 2009 and beyond:the bright future 中显示， 伴随着 ge、 philips、 osram、 konica minolta、 lumiotec 公司开始进入对 oled 照明器件的批量生产，oled 照明行业将在 2011 年掀起上升势头，并超过 2013 至 2014 年间 pmoled 显示器的市场收入。2018 年市场收入可达 60 亿美元（如图 1-1）。特别是随着全球范围内能源紧张问题的 显现，各国政府都将节能技术作为战略来考虑，因此不论欧洲、美国、日本、韩 国还是中国都将新的节能照明技术作为国家技术创新和产业支持的重点战略方。 图 1-1 2012-2020 全球 oled 照明市场预测（单位：亿美元） 人类照明历史经历了漫长的发展过程。过去，人们曾长期靠燃烧木材照明； 直到 1772 年燃气照明才进入人们生活；1879 年爱迪生发明白炽灯，从此人类照明 进入了一个崭新时代。白炽灯价格便宜，使用方便，所以历经 100 多年白炽灯仍 占据了照明光源很大的市场份额。我国是白炽灯生产大国，据了解，2007 年，中 国白炽灯产量 44.4 亿只，占世界产量的 1/3，出口 29.8 亿只。但是白炽灯缺点也 非常明显，寿命短，不到 3000 小时；发光效率低，约 20lm/w；发热量大。可替代 白炽灯的光源有很多，主要有 cfl 荧光灯、led 照明光源、oled 照明光源三种。 cfl 荧光灯，也称为紧凑型荧光灯，是目前的主流节能灯。其寿命比白炽灯 提高了 60%，达 5000 小时；发光效率提高了 3 倍，达 60lm/w；发热量也低很多， 一只 10w 的 cfl 荧光灯照明效果就与一只 50w 的白炽灯相当。但荧光灯也有一 些不足。德国环保批评家认为，这种节能灯泡（紧凑型荧光灯）中密封有水银蒸 汽，报废后如果得不到有效处理会造成环境污染。荧光灯的另一个缺点是调节灯 0.1 11 59 165 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2011201320152020 年度年度 万方数据 第一章 绪论 5 光亮度比较困难，荧光灯属于气体放电光源，必须通过镇流器才能稳定点灯，但 普通镇流器只能工作在某一固定的工作频率状态，无法实现调光功能。 led 照明发展较早，目前已处于“大批量生产”过程中。与荧光灯照明相比， led 灯照明优势明显。led 灯发光效率提高很快，目前已达到较高水平，1998 年 时只有 5lm/w，1999 年达到 15lm/w，2000 年达到 25lm/w，2005 年达到 50lm/w， 2008 年达到 100lm/w。 据预测， 到 2015 年时， led 的光效可望达到 150200lm/w。 led 灯耗电量小，在同样亮度下，led 灯耗电与 cfl 荧光灯相当，仅为普通白炽 灯的 1/5。led 灯寿命长，可到 100000 小时，是 cfl 荧光灯的 30 多倍10。led 灯环保，由于 led 照明光源本身不含汞、铅等有害物质，无红外和紫外污染，不 会在生产和使用中产生对外界的污染。此外，led 照明器件是冷光源，还具有工 作电压低、体积小、可平面封装、易于开发轻薄型产品、结构坚固且寿命很长等 特点。led 照明技术不仅可以应用于白光通用照明，在其它很多方面已经得到了 广泛的应用，如各种仪器仪表的指示光源、装饰照明（景观、家居、休闲、商用 装饰）、汽车等各类交通工具照明、交通信号显示、背景显示、电子屏幕、军用 照明及旅游、轻工业产品等。 oled 照明发展是最近几年的事情，目前还处于“研发”阶段，未达“量产” 程度，但被认为是下一代的照明技术，具备与 led 照明分庭抗礼甚至取而代之的 实力。 oled 照明和 led 照明类似， 都属于半导体照明 （或称固态照明） 。 与 oled 照明相比，在面光源的照明应用上，led 现阶段制作方式仍须使用扩散板或导光 板，但这会使其高发光效率从 100lm/w 降低为 3070lm/w；而 oled 照明不需使 用扩散版或导光板，也可达到高发光效率，此为一大优势；其次 led 发热量大， 需要散热机制，但 oled 照明却不需要，若观察 led 灯与 oled 灯一起点亮情 形， 可以发现 led 灯温度会从室温升高至 50； oled 灯点亮后温度仅从 20升 高为 30，可免除使用者烫手的危险，较符合安全考虑。另外 oled 照明还具有 材质柔软、易于裁切、造型轻薄，及低驱动电压等特性，相当符合环保要求。 1.3 研究内容和意义 本论文对 oled 器件的工作原理、 tracepro 软件和 specwin light 软件的应用 做了一定介绍，并对 oled 器件出光率的进行研究。 利用 tracepro 软件对 oled 照明器件进行仿真设计。通过对各层材料和特性 参数进行定义，建立 oled 器件模型，仿真 oled 器件的光学分布特性，获得了 与理论计算结果一致的仿真结果。 利用 specwin light 软件对 oled 照明器件进行了 cri 参数的测试及研究。 利 万方数据 电子科技大学硕士学位论文 6 用公司现有的分光光度计 pr655，测量待测光源的光谱强度分布数据，并对测试 过程中一些问题的分析和解决。 编辑程序对 oled 照明器件的光谱数据进行处理、 格式转换等，成功导入 specwin light 实现 cri 结果的测试。进一步地，通过对 红外控制系统电路的设计和研究，实现 oled 照明系统的自动控制。 通过本论文的研究不仅进一步理解和掌握 oled 的光线分布特性，尤其利用 specwin light 软件完成和实现 oled 照明器件的 cri 测试系统的建立，为公司节 约了专门用于 cri 参数测试的新设备的购置费，该设备费用约 25 万元，同时推动 公司“oled 照明技术研究及样品开发项目”顺利完成。以及通过红外控制系统电 路的设计和研究，实现 oled 照明系统的自动控制，拓宽了公司在 oled 照明的 应用领域，巩固了公司在国内 oled 产业领域的领先优势地位，为公司后续在 oled 照明领域的进一步研发及产业化奠定了基础。 万方数据 第二章 oled 器件技术及其应用 7 第二章 oled 器件技术及其应用 2.1 引言 有机发光二极管（简称oled，organic light emitting diode）是一种在电场驱 动下，通过载流子注入和复合而导致有机材料发光的显示器件。因其发光机理与 发光二极管相似而得名，又称为有机电致发光器件。 oled 目前主要用于显示行业，是继crt、pdp、lcd之后的新一代平板显 示技术。oled 显示器与以往的显示器相比有许多优点：超轻、超薄(厚度可低于 1mm)、亮度高、可视角度大(可达170度)、响应速度快(约为lcd速度的1000倍)、 清晰度高、功耗低（无需背光源）、抗震性能优异(为固态机构，没有液体物质)、 可弯曲 2（能在不同材质的基板上制造）、制造成本低、像素本身发光，不需要背 光源等等，很可能代替lcd成为下一代显示技术的主流。 但同时 oled 另一更具有发展潜力的应用领域照明，是继白炽灯、荧光灯、 oled 灯后，被誉为第四代照明革命的新型光源，它具有高效节能、大面积发光、 光线柔和、可弯可卷、无紫外线、低热量、不含汞等优点，并且制造、使用、回 收等环节污染非常少，是环保、节能、健康的高新技术产品。 红外感应 oled 灯是利用红外感应技术和光控技术实现的自动控制 oled 灯。主要功能是通过传感器感应外界环境。当需要照明的时候，红外感应 oled 灯自动启动；当不需要照明的时候，能够自动关闭。红外感应 oled 灯主要包含 了红外感应技术以及光线感应技术。如图 2-1 所示，是红外感应 oled 灯的工作 流程图。由图可以看出，红外感应 oled 灯的原理就是利用红外感应和光线感应 接收外界信号并转换为电信号加以利用，信号通过控制系统控制 oled 灯的启动 和停止。因此红外感应 oled 灯的原理建立在红外感应和光线感应的基础上的。 图 2-1 红外感应 oled 灯的工作流程 延时 开始 控制 红外感应 光线感应 开启照明 结束 关闭照明 万方数据 电子科技大学硕士学位论文 8 2.2 oled 发光原理 oled发光原理：是在直流电压作用下，由正极和负极注入的空穴和电子发生 以下几个步骤：首先电子和空穴（合称载流子）克服电压势垒发生隧道跃迁分别 进入空穴注入层/电子注入层；接着载流子在电场作用下，分别通过空穴运输层和 电子运输层进行传递；其后载流子载发光层中复合形成处于激发态的激子；然后 该激子载电场作用下将能量传送给发光分子，并激发起电子从激态跃迁到激发态； 最后发光分子的电子将能量主要以光的形式释放出来回到稳定的基态，从而形成 了电致发光。为增强电子和空穴的注入和传输能力，提高二者结合几率进而提高 器件发光效率，通常又在ito和阴极之间增加电子注入层、电子传输层、空穴注入 层、空穴传输层等功能层3，发光原理图如图2-2所示。 oled器件结构一般是由位于金属电极之间的一个或多个有机夹层构成的 “三 明治”结构，基本的oled制作在ito透明玻璃基板上，由多层超薄膜组成如图2-3 所示。 hilhil htlhtl emleml etletl eileil 阴极阴极阴极阴极 阳极阳极阳极阳极 hilhil htlhtl emleml etletl eileil 阴极阴极阴极阴极 阳极阳极阳极阳极 图 2-2 oled 发光原理图 图 2-3 oled 典型结构示意图 hil：空穴注入层 htl：空穴传输层 eml：发光层 etl：电子传输层 eil：电子注入层 万方数据 第二章 oled 器件技术及其应用 9 在显示方面oled根据驱动方式的不同，分为被动矩阵(passive matrix，pm)和 主动矩阵（active matrix，am）oled。 被动矩阵采用逐行驱动方法，这种驱动方法，如果增加面板的分辨率和尺寸， 面板的电力消耗会飞速增加4。因此，被动驱动方式的oled器件只适合制作5英 寸以下的低分辨率显示器件。为了制作大尺寸、高分辨率oled器件，必须采用主 动矩阵。pmoled的驱动原理如图2-4所示。 图 2-4 pmoled 驱动原理图 主动驱动是在每个oled器件的像素单元布置2个或者2个以上晶体管， 对单个 像素进行点亮/熄灭操作，由于使用存储电容来进行信息储存，相比被动驱动方式， 消耗电力要低。另一方面，面板尺寸可以做大，并且有能制成高分辨率面板的优 势。晶体管一般使用输出电流大的段结晶或者全结晶硅tft，大面积化时，为了降 低制造成本，主要使用ltps tft(低温多晶硅晶体管) 5。amoled的驱动原理如 图2-5所示。 图 2-5 amoled 驱动原理图 oled和led作为新型的半导体照明技术，被称为第四代 step=380.930 ; 5.00 bandpass nm=8,57 scan