OLED Seminar.ppt

1、Seminar_LED&OLED,Feb. 16th, 2011,-2-,Content,LED 工作原理,LED 发展问题,LED 优势&应用,OLED 基本结构,OLED 存在问题&发展方向,OLED 彩色化方案,OLED工作原理,AMOLED 面板,AMOLED 产业分析,FOLED 介绍,PLED 介绍,-3-,EL 分类概览,EL (Electro- Luminescence),OLED,无机EL,有机EL,小分子,大分子,PLED,LED,-4-,LED Seminar-工作原理,LED（Light Emitting Diode）就是发光二极管，属于一种固态的半导体器件,异质结或量

2、子阱,n 型衬底,n 型层,p 型层,p 型接触层,n 电极,p 电极,芯片模型,LED工作原理：当它两端加上正负电压时，电子开始移动并和空穴（带正电的离子）结合产生辐射光，即直接把电转化为光。,光强由电压决定,发光颜色由PN结材料决定：Eg=hv,-5-,LED 优势,安全：低压驱动,节能：功耗低,响应时间短,色温高,环保：绿色光源,寿命长，稳定,显色指数高,LED 应用,信号指示用,景观照明,LCD 背光,数码产品闪光灯,显示应用,汽车领域,LED Seminar-优势&应用,-6-,LED 发展问题,散热：温度增加，LED发光强度和光通量会下降，寿命降低，发光颜色会发生变化，每升高8，寿

3、命会降低一倍。,光效：须提高内量子效率以及减少无辐射复合率。使用单异质结、双异质结、量子阱、外延片与衬底的晶格匹配等结构提高。,光取出：有几种方法可改善光的取出效率，包括光子晶体、表面粗化、倒装芯片、二次光学设计以及荧光粉远离等，但效果有限。,大面积封装： a）提高LED芯片的面积，藉此增加发光量。b）把几个小型芯片一起封装在同一个模块下。,一致性：除了通过预选、分类，尽量保证一致性以外，还必须设计合理的灯具结构(包括LED单体的排列和位置布局)和研究合适的驱动电路。,静电对LED的损坏：,光衰：1）采用的LED芯片体质不好，亮度衰减较快；2）LED的封装技术未采用抗衰减材料工艺；3）生产工艺

4、存在缺陷；4）LED为恒流驱动，有部分LED采用电压驱动原因使LED衰减加速；5）LED的工作电流与芯片尺寸不匹配；6）驱动电流大于额定驱动电流；7）LED的Vf过高导致发光效率低，发热量过高。,价格问题：偏高,眩光问题：,透雾性问题：白光LED对雾的穿透力差。,LED Seminar发展问题,-7-, OLED(Organic Light-Emitting Diode) 有机发光二极管,OLED原件基本结构图,备注：OLED基本要素有机发光材料、正负极材料、基板,OLED SeminarOLED基本结构,-8-,OLED属于载流子双注入型发光器件； 发光原理：在外界电压驱动下(210V)，由

5、电极注入的电子和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，后者受到激发，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原件结构图,发光过程通常由5个阶段来完成, 在外加电场作用下载流子的注入： 电子和空穴分别从阴极和阳极向夹 在电极之间的有机薄膜层注入； 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； 载流子复合： 电子和空穴复合产生激子； 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； 电致发光： 激发态能量通过辐射跃迁产生光子。,OLED Seminar工作原理

6、,-9-,OLED存在问题,OLED 发展方向,开发和研究新型发光材料和新型载流子输运材料,探索新的器件制造工艺及器件结构,研究有关发光机理,有机材料热衰变,有机材料光化学衰变,界面不稳定,ITO表面污染,阴极的腐蚀,OLED Seminar-存在问题&发展方向,-10-,基于成本以及OLED制程多元素原因，大型化OLED应用发展不如TFT-LCD来的成熟，现阶段发展 以小尺寸显示应用为主体； 中小尺寸AM-OLED的发展也拉动着产业链的快速发展。,OLED Seminar-AMOLED 产业分析,-11-,AM-OLED虽然短期还无法取代TFT-LCD，但是面板厂仍在积极布局OLED生产线，

7、 如：Samsung、LGD、AUO、CMI；,群益评估OLED将因AM-OLED的应用扩展而受到重视， 其中以小尺寸应用为主轴，预计20102011年OLED产 值年增长率超过50%； 群益评估小型面板产业如没有OLED产能规划， 未来12年面板占有率恐将流失，然而 AM-OLED取代TFT-LCD仍有赖成本的下降；,OLED Seminar-AMOLED 产业分析,-12-,OLED 彩色化方案,OLED Seminar彩色化方案,-13-,OLED SeminarOLED驱动方式,-14-,按照驱动方式不同可以分为；主动式驱动AM-OLED和被动式驱动PM-OLED,PM-OLED采用交

8、错排列方式，像素不连续发光，难以支持高分辨率显示，不宜大尺寸应用； AM-OLED由TFT电路连接，电容存储信号内容，像素连续发光，可应用于大尺寸显示产品。,Active matrix,Passive matrix,LCD or OLED or PLED,A-Si TFT or LTPS TFT ：Function as switch,LCD （STN）or OLED or PLED,ITO electrode ：Function as anode,Light selector or emitter,Driving backpanel,Column Driver,OLED Panel,Row

9、Driver,Anode Lines,Cathode Lines,Data Line,Vdd,Select,OLED,OLED SeminarOLED驱动方式,-15-,OLED SeminarOLED驱动方式,AMOLED TFT,AMOLED 显示结构,5T1C 像素电路,5T1C 像素时序,a,b,c,d,-16-,OLED SeminarOLED驱动方式,5T1C 像素电路驱动步骤示意图,-17-,OLED SeminarOLED驱动方式,一种新型面板补偿电路设计,面板示意图,-18-,OLED SeminarOLED驱动方式,-19-,OLED制程大体上可分为：基板玻璃(ITO Gl

10、ass)黄光制程(Photolithography Process) 薄膜制程(Thin Film Process)封装制程(Encapsulation Process)膜组制程(Module Process)；,、基板玻璃：,Work Function：物质上的电子要脱离物质表面束缚所需要的能量；,、黄光制程：,目的：利用光阻特性，在玻璃基板上构建出需要的基层结构，以区分出阳极、发光区和阴极；,ITO基板,OLED Seminar-AMOLED 面板,-20-,、薄膜制程：,目的：将黄光段完成的基板镀上所需的有机薄膜和阴极薄膜，使其通入电流后，能以光之形态 释放出能量(采用真空蒸镀方式要求蒸

11、发源距离基板25cm时，气压不低于3*10-3 Pa)； 有机薄膜：空穴传输层(HTL)、发光层(EML)、电子传输层(ETL)； 阴极薄膜：低功函数的导电物质，例如Ca、Mg、Al等；,、封装制程：,OLED Seminar-AMOLED 面板,-21-,、模组制程：,目的：切割裂片封装制程后的玻璃基板，在经过结合、组装、测试成为商品；,OLED Seminar-AMOLED 面板,-22-,OLED结构剖面图,LCD结构剖面图,OLED与LCD性能比较,OLED Seminar-AMOLED 面板,-23-,几种常见显示器的特性比较,OLED Seminar-AMOLED 面板,24,OL

12、ED为电流驱动元件，对于驱动背板所能提供的载流子移动率要求较高，现阶段AM-OLED搭载LTPS(低温多晶硅)基板为主流，但LTPS发展仍需要努力。,LTPS基板与a-Si基板的比较,相较AM-OLED和TFT-LCD，LTPS可用 于对动态画面要求高的显示器上； LTPS制程不如a-Si成熟，目前的LTPS 面板世代线仅达到4.5G，成长发展性 仍有待努力； 对于AM-OLED而言，LTPS为基板的最 佳选择；,OLED Seminar-AMOLED 面板,-25-, FOLED(Flexible Organic Light-Emitting Diode) 柔性有机发光二极管,FOLED 由制备在柔性衬底上的阳极，阴极和夹在它们之间的有 机功能层构成。最大优点是可以实现柔性显示。,OLED SeminarFOLED介绍,-26-,OLED SeminarPLED介绍, PLED(Polymer Organic Light-Emitting Diode) 聚合物电致发光二极管,LUMO Ea=2.6eV,HOMO Ip=5.1eV,阴极,阳极,e,h,ITO,PPV,Al,Ee=1.6eV,Eh=0.3eV,4.2eV,4.8eV,结构为ITO/PPV/Al的ELD的发光原理能级示意图,PLED 属于注入式发光，分为三个阶段：,非辐射跃迁,荧光,磷光,T1,T2,T3,S1