OLED器件、材料和工艺简介 Content OLED器件特性、结构及工艺流程 OLED用材料、效率、寿命 OLED驱动 OLED蒸镀工艺 OLED封装工艺 课后作业 OLED简介简介 OLED又称有机发光二极管 可以自发光，无需背光 全固态，不怕震动 高亮度 高对比度 视角宽 超薄 低成本 低功耗 OLEDVs LCD（性能）（性能） LCD 需要背光 有视角限制 响应时间100ms 多层结构 不支持柔性显示 工艺复杂，成本高 温度范围窄： 0 需要背光 有视角限制 响应时间100ms 多层结构 不支持柔性显示 工艺复杂，成本高 温度范围窄： 0 50 OLED 自发光 160度宽视角 相应快，1us 更薄，160度宽视角 相应快，1us 更薄，1mm 柔性显示 工艺简单，具有低成 本潜力 使用温度范围宽 : -40 85 OLEDVs LCD（色彩亮度对比）（色彩亮度对比） OLEDVs LCD（视角对比）（视角对比） OLEDVs LCD（性能）（性能） OLED在显示器中的分类在显示器中的分类 OLED OLED应用应用 有源主动（AM）无源被动（PM）驱动 方式 笔记本 监视器 TV 手机/MP3 PDA 数码相机 车载显示器 应 用 中尺寸OLED （10 40英寸） 小尺寸OLED （17英寸） OLED结构原理图结构原理图 OLED发光原理图发光原理图 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 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 OLED象素结构图象素结构图 底发射和顶发射 OLED全彩方式全彩方式 色变换材料的光色纯 度与效率 提高红光转换效率 白光的光色纯度 提高光线使用率 (CF会遮挡光线) RGB精确定位 高纯度长寿命红光材料 的开发 开发重点开发重点 发光效率发光效率 以蓝光为光源，经色变 换层将光转为RGB三 色 以白光为背光，再加彩 色滤光片 RGB三色发光材料独立 发光 原理 图示 原理 图示 蓝光蓝光+色变换层色变换层(CCF)白光白光+彩色滤光片彩色滤光片(CF)RGB 3色排色排 方式方式 RGBRGBRGB OLED产品结构图产品结构图 OLEDVs LCD（剖面结构）（剖面结构） PMOLED工艺流程工艺流程 PMOLED工艺流程工艺流程 Content OLED器件特性、结构及工艺流程 OLED用材料、能级、效率、寿命 OLED驱动 OLED蒸镀工艺 OLED封装工艺 课后作业 OLED结构衍变 OLED空穴注入（空穴注入（HIL）材料）材料 OLED空穴传输空穴传输(HTL)材料材料 98HTM2 82TTB 78NPB 60TPD Tg （） 空穴传输材料 OLED掺杂材料掺杂材料 OLED电子传输、发光层材料电子传输、发光层材料 发光光谱 能量传递过程 能量传递过程 能量传递过程 OLED电子传输材料电子传输材料 电极材料 发光效率 OLED失效机理分析 Content OLED器件特性、结构及工艺流程 OLED用材料、效率、寿命 OLED驱动 OLED蒸镀工艺 OLED封装工艺 课后作业 OLED驱动方式驱动方式 数码相机、数码摄象机、Smart Phone 等，取代取代TFT-LCD在消费性市场的地位在消费性市场的地位 车用显示器、游戏机、手机、 PDA等中小型显示器，抢占抢占 TN/STN市场市场 目标市场目标市场 全彩单色或多彩显色能力显色能力 技术门槛较高 (需低温多晶硅TFT技术) 生产成本高 不适合大尺寸、高分辨率发展 （因尺寸和分辨率增加会造成 发光效率与寿命减少） 缺点缺点 低电压驱动、低功耗 适合大尺寸高分辨率发展 寿命长 构造简单 成本较低优点优点 主动式驱动主动式驱动被动式驱动被动式驱动 AM驱动方式驱动方式 1.Voltage driving scheme for AM-OLED Analog driving scheme 2.Current driving scheme for high performance AM-OLED Digital driving scheme TFT CsCLC Scanline Dataline Dataline Scanline Vdd TFT1 TFT2 Cs OLED (A)(B)(A)(B) Pixel for LCDPixel for OLEDPixel for LCDPixel for OLED Basic Pixel for LCD and OLED Display Dataline Scanline Vdd TFT1 TFT2 Cs OLED Voltage signal Voltage signal Current signal Current signal Pixel Operation for OLED Display Analog Driving Scheme TFT OLED ()2 2 1 thGSOXoled VV L W CI= ()2 2 1 thGSOXoled VV L W CI= Dataline Scanline Vdd TFT1 TFT2 Cs OLED Characteristics Variation of TFT Variation of or Vthbetween pix can result in non-uniform brightn in AM-OLED. Digital Driving Scheme: Area Period One pixel with 3 bit gray level Level 0Level 1 Level 2Level 3 Level 4 Scanline Vdd TFT1 TFT2 Cs OLED One pixel with 5 bit gray level One pixel turn-on period Time 5V 124816 Voltage Digital Driving Scheme: Time Period Small to medium size with high resolution Non-uniformity of gray level due to threshold voltage change Reduced data driver Divided voltage gray level Analo g Drivin g Sche me Small size with low resolution 1.Complex data driver 2.Complex process Precise color reproductio n 1.Area period gray level 2.Time period gray level Digital Drivin g Sche me Applicatio n Disadvantag e Advantag e Principle Comparison of Driving Scheme Dataline Scanline Vdd TFT1 TFT2 Cs OLED Display Area Variations of threshold voltage(Vth) and mobility() can affect the output current of TFT2. Variation of gray-scale 2 Transistors (2-T) Pixel Circuit Vdd M003 M001 Cs Dataline Scanline Vdd M002 M004 OLEDOLED parameters:OLED parameters: Cequivalent= 5pF Cstorage= 600fF Rserial= 36 4 Transistors (4-T) Pixel Circuit Vdd M003 M001 Cs Dataline Scanline Vdd M002 M004 OLED Current Signal Current Signal Setting Voltage Setting Voltage Pixel Operation (Turn-on Period) Vgateline=15v Vdd =14.1v Idata=10uA ()2 2 1 thGSOXoled VV L W CI= Vdd M003 M001 Cs Dataline Scanline Vdd M002 M004 OLED Voltage holding Voltage holding Vgateline=15v Vdd =14.1v Idata=10uA Constant current Constant current Pixel Operation (Turn-off Period) 0 2 4 6 8 10 12 12.3% 3.17% 8.4% 0.68% 5.9% 0.2% 3.5% 0.02% 0.9% 0.59% 1.31.10.90.70.5 Drain Current Variation (%) Threshold Voltage (V) Modified 4-transistor pixel Conventional 2-transistor pixel Variation of Drain Current 1. Complex driver circuit. 2. Complex pixel circuit. 3. Low aperture ration 1.Control the brightness of OLED directly. 2.Great tolerance of variations of Vth and mobility. Curren t Drivin g Schem e 1. Non-uniformity of gray level due to threshold voltage change. 1.Simple architecture of driver. 2.Compatible with LCD driver. 3.Simple pixel circuit. 4.High aperture ratio. Voltag e Drivin g Schem e DisadvantageAdvantage Comparison of Analog Driving Scheme Content OLED器件特性、结构及工艺流程 OLED用材料、效率、寿命 OLED驱动 OLED蒸镀工艺 OLED封装工艺 课后作业 Content OLED器件特性、结构及工艺流程 OLED用材料、效率、寿命 OLED驱动 OLED蒸镀工艺 OLED封装工艺 课后作业 OLED封装形式 目前有开发和应用的： A。Desiccant+can（应用 量产） B。 Frit 熔结（应用 量产一家） C。 DAM&FILL（应用 量产） D。复合薄膜（应用 量产一家） E。 Getter 涂布（应用 量产） F。Ca膜 树脂 涂布（应用 量产 ） G。 Film 贴附（开发） can+desiccant 传统封装 适合bottom-emi，但不适合top-emi,am or pm 设备、材料、工艺