OLED技术专题培训ppt课件.ppt
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1、OLED技术,OLED概述,一,OLED应用,二,OLED封装,三,OLED光电特性自动测试系统设计,四,目录,第一节,OLED的发展,第二节,OLED定义及发光原理,第三节,OLED的基本结构,第四节,OLED的两种驱动方式,第五节,OLED的制备过程,OLED概述,OLED的发展,1987年,美国柯达公司的Tang等人获得了亮度大于1000cd/m2、效率超过1.5lm/W、驱动电压小于10V的有机发光二极管的发光器件。(第一个里程碑),1988年,日本九州大学Adachi等提出了三明治式多层机构的OLED模型,进一步提高了器件的性能,大大丰富了有机材料和电极材料的选择范围。1990年,英
2、国剑桥大学的Burroughes等研制了聚合物电致发光器件,并将结果发表在自然杂志上。(从小分子到聚合物)1998年,美国普林斯顿大学的Forrest小组研发了磷光OLED,使OLED的内量子效率理论上可达到100%,接着该小组还研发了内量子效率理论上可达到100%的蓝光器件,2006年在自然杂志上发表了流明效率达到37.6lm/W的白光器件。Pfeiffer等对载流子传输层采用P型或者N型掺杂的方法使有机材料的载流子迁移率提高了一个数量级以上。,OLED在短短的二十年间得到了突飞猛进的发展目前已到达使用阶段,形成了产业。,OLED的发展,国内OLED量产的公司:1、京东方科技集团股份有限公司
3、。京东方建鄂尔多斯第5.5代AMOLED生产线于2013年四季度投产。另外京东方的第8.5代生产线也计划在生产TFT-LCD的同时生产OLED面板。2、北京维信诺科技有限公司。2002年建成国内第一条OLED中试生产线,2011建设一条4.5代以上AMOLED生产线,并在2013年投产。同时拥有自主设计 的PMOLED和AMOLED生产线的企业。,OLED定义及发光原理,OLED定义:Organic Light-Emitting Diode的简称,又称有机EL。与太阳能电池相反,OLED是将电能转化为光能,同时使有机物质这种材料发光。OLED发光原理:OLED属于双载流子注入型发光器件,其主要
4、功能层的材料为有机半导体。在施加一正向电压驱动时,阳极和阴极分别向发光层注入空穴和电子,空穴和电子在发光层内传输并在在某个分子上相遇,由于库仑力作用两者束缚在一起形成激子。激子不带电荷因此在电场下不会进行定向移动,但其会产生扩散或漂移。激子在发光层中迁移到合适的位置后就会发生复合,而激子其本身是一种激发态,因此激子复合一定会释放能量。激子释放能可以以辐射形式而发出光子,也可以以非辐射形式而释放热量。,OLED基本结构,OLED的三明治的夹层式结构,一层或者多层有机薄膜沉积在两个电极之间。OLED的三明治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
5、,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,光的颜色取决于发射层有机分子类型,依其配方不同产生红、绿和蓝RGB三原色,构成基本色彩。,OLED的基本结构,OLED的两种驱动方式,OLED的驱动方式分为有源驱动(AMOLED)和无源驱动(PMOLED)。可以看出PMOLED仅仅是由导电ITO玻璃(阳极)、阴极,以及它们中间夹着有机发光层构成;AMOLED是在PMOLED之下垫上一层薄膜晶体管(TFT)。PMOLED较不适合用于显示动态影像,反应速度相对较慢,较难发展中
6、大尺寸面板,不过相对较为省电;AMOLED则是反应速度较快,并可发展各种尺寸应用,最大可达电视面板需求,但相对被动式较为耗电。,OLED的制备方法及过程,1.小分子材料的真空蒸镀成膜法。定义:在真空腔体的基板座上,将已经图案化的ITO基板放置好,然后将准备好的小分子材料放入坩埚内,开始抽真空。通过对坩埚高温加热,使材料开始气化,并附着在放置好的ITO基板表面。镀膜顺序:1)空穴注入层(ITO的电极上)2)空穴传输层(空穴注入层的薄膜上面)3)发光层(空穴传输层的薄膜上面)4)电子传输层(兼有电子注入层的功能,在发光层的薄膜上面)5)阴极(电子传输层的薄膜上面),OLED的制备方法及过程,OLE
7、D制备方法及过程,OLED制备方法及过程,2.高分子材料的旋涂法成膜定义:将高分子材料在溶液中溶解,然后将溶液一滴一滴的滴落在ITO基板上,然后,旋转基板固定台,利用旋涂工艺将液膜全面均匀的覆盖在ITO基板上成膜。特点:不需要传输层和注入层,不需要高温,不需要真空,OLED应用-显示技术,左边的图是OLED显示技术市场2006-2016年的预测,可以看出整个显示市场OLED的发展是非常迅猛的。其中AMOLED(有源矩阵OLED)市场发展最好,现在市场上已经有了三星AMOLED的手机出售。我国的相关企业也在做积极的准备,推进AMOLED显示技术。预计不久的将来各种显示产品会进入家庭,新型显示技术
8、将会给人们的生活带来美好的生活。,19寸透明AMOLED显示,三星AMOLED的手机,和辉光电OLED显示,OLED应用-显示技术,与液晶显示(LCD)相比,OLED具有以下优点:,1.OLED是自身发光,LCD不是,OLED比LCD亮的多,对比度也较高,色彩更加丰富;2.LCD需要背景灯光点亮,而OLED只要在需要点亮的单元加电压,并且电压很低,因此更加的节能;3.OLED需要的材料很少,制造工艺简单,量产时的成本要节约20%左右;4.OLED没有视角范围的限制,一般的可视范围可以达到160,LCD显示,OLED显示,OLED应用-固态照明技术,最早的照明灯碳化竹纤维(1987年),低压荧光
9、灯,高压荧光灯,金属卤化灯,无机LED固态照明灯,OLED固态照明灯,0LED应用-固态照明技术,特点:(1)OLED灯不是点光源,而是分布式(散布式)平面固体光源,它重量轻、超薄、柔软、明亮、少阴影;(2)能耗低、工作电压低(3-5V),使用与维护安全;(3)能效高、寿命长。没有灯丝断裂,因而耐用;(4)环保、无污染、不发热,仅有少量紫外与红外辐射:(5)可沉积到任何衬底:玻璃、陶瓷、金属、薄塑料板、织物等柔软和相适应的衬底。能制成任意形状和式样,能调节发光灯任何想要的颜色以及任意色的深浅和强度,包括白色光;(6)具有良好的色坐标、实现接近100的高显色指数(CRI),能从冷色到暖色调节自光
10、;(7)电流驱动型器件,亮度可在10000 cdm2的动态范围内变化,并且它们均匀发光、不闪烁:(8)较少的插入元器件,能大规模、大面积、低成本制造等,因为它们发光时不发热。从这种固态光源的优点是:效率高、能耗低、工作电压低从而比较安全、没有灯丝断裂因而耐用寿命长、维护价格低。预计到2020年。固态光源产生同样的光输出,比现有照明技术可节省能源50,这意味着可减少能耗。因而较少产生空气和水的污染达到节能、环保和减排的综合效果。,OLED灯,CONTENTS,封装,1,2,3,OLED的老化失效,玻璃为基底,玻璃或金属为盖板的封装技术,薄膜封装技术,新型封装技术,5,OLED的老化失效,OLED
11、失效方式-黑斑,随机出现、形状多种多样、随工作时间黑斑的面积增大。黑斑出现的情况与器件所处温度、环境有关。封装的主要目的是保护器件除了一般的机械伤害外,主要的是防止水汽和氧气的侵入。,黑斑形成主要原因水、氧进入,形成机理和原理复杂,主要有两个方面的原因:1.金属阴极氧化,在阴极和有机功能层之间形成一层绝缘层,形成一个电子注入势垒,导致器件此处的不发光,从而使器件整个亮度迅速降低。2.OLED在工作中大量的焦耳热,局部的高热可能会使界面处吸附的气体脱附形成气泡、器件局部击穿,产生大的电流,形成黑斑、高温将周围的有机材料重新蒸发或者晶化,使此处不能发光,而形成黑斑。,玻璃为基底,玻璃或金属为盖板的
12、封装技术,环氧树脂胶作为粘接剂将基板和盖板粘接起来,这个过程必须是在充满惰性气体或者在真空环境下进行的,以此来隔离外界有害气体的影响。为了去除残留在器件内部空间的水蒸气和氧气,通常在器件内部加入干燥剂,不仅要在封装玻璃上蒸镀CaO和BaO干燥剂薄膜,并且要在封装玻璃片上粘贴CaO和BaO干燥剂,使器件结构变得更复杂。并且这种封装方法是以金属或者玻璃为盖板,所以很难实现柔性封。使用环氧树脂粘接剂对盖板和基板进行粘接,但是环氧树脂对水蒸气和氧气的阻隔性能较差,降低了封装效果,环氧树脂粘接剂在固化后形成的固化膜柔性较差,脆性高,从而影响柔性器件的性能和使用寿命。,1.有机胶封装,玻璃为基底,玻璃或金
13、属为盖板的封装技术,2.激光封装共分为以下四个步骤:玻璃浆料的配置、玻璃浆料的丝网印刷、预烧结、激光键合。,激光封装工艺流程图,丝网印刷,封接样品包括两个基板,上玻璃基板和下玻璃基板,上玻璃基板沉积玻璃料,下玻璃基板沉积功能结构或材料,丝网印刷是将配制好的玻璃浆料均匀的印刷到上基板上。,预烧结,预烧结工艺是将丝网印刷之后的玻璃浆料熔融固化在玻璃上基板上。印刷的玻璃浆料放置于陶瓷纤维马弗炉中进行预烧结工艺。印刷的玻璃料在接近熔融状态达到表面平整。采用多种分段保温的陶瓷纤维马弗炉中进行预烧结,并通过精确控制升降温速率获得最佳的预烧结效果。,激光键合,经过丝网印刷和预烧结后,得到了平整、均匀的玻璃料
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