OLED显示器的现状分析

博士・专家论坛　ＯＬＥＤ显示器昀坝状分析　南京信息职业技术学院微电子学院　谢莉　［摘要】有机薄膜电致发光显示器以其自发光、高效率、低功耗和可挠曲的特点引起了平板显示界的研发和生产的热潮，ＯＬＥＤ产　品不断增多，但要占有市场，器件本身仍要解决诸多问题。本文讨论了ＯＬＥＤ的现状、进展以及遇到的难题。　［关键词】ＯＬＥＤ材料彩色化ＴＦＴ技术　０．前言　Ｅａｊ　靴　挪　啪　目前在平板显示领域液晶显示ＬＣＤ独领风骚，等离子显示ＰＤＰ为　生存空间努力之时，有机薄膜电致发光显示器（０ＬＥＤ）异军突起，以其　独特的优势有望成为平板显示界的新宠。有专家预测，在不久的将来，　会产生漂移。工作４００ｈ以后，阈值漂移量ＡＶ，ｈ＝２．５Ｖ口。故ｄ—ｓｉ　ｒ　Ｔ的稳　定性尚需解决。Ｐ—ｓｉＴ兀’有两种工艺，一种是激光处理的Ｐ—ｓｉＴ　，目前　受限于激光尺寸和价格，另一种是非激光处理的Ｐ—ｓｉ　ＴＦｒ，此法虽可降　低制造成本，但存在均匀性的问题。虽然低温多晶硅（ｔｅｒｓ）可以制造出　ＯＬＥＤ将作为主要的显示器件取代液晶（ＬＣＤ）显示器件。　１、ＯＬＥＤ的特点　自１９８７年柯达公司宣称发现了高效有机薄膜电致发光的现象，在　平板显示界引领了一场用有机材料制作显示器的热潮。１９９６年日本先　锋电子公司率先制造出的第一款无源ＯＬＥＤ显示器产品，真正揭开了　ＯＬＥＤ作为显示器的一页。此后各大公司都先后展示了各自的技术，在　我国，清华大学和维信诺公司于２００２年底成功地共同开发国内首个２６　万色、４．８英寸ＯＬＥＤ显示屏幕。而投资４～５亿元的维信诺昆山工厂也　将于２００８年下半年正式投产。２００７年电视行业的巨头四川长虹宣布成　立了一条ＯＬＥＤ生产线，总投资约２２亿，已先期投资３．６亿。　ＯＬＥＤ之所以成为平板显示的新热点，就在于其是主动发光全固态　平板显示技术，且具有如下特点：　超轻薄、工艺简单、成本低、宽视角（１６０度左右）；　自发光、高发光效率、高亮度、显示效果鲜艳、细腻；　功耗低、低压驱动（直流驱动电压低于ｌＯＶ）；　发光材料丰富、响应速度快（比ＴＦＴ－ＬＣＤ高几个数量级，已达ｎｓ　级）；　温度范围广、温度特性好（可在零下二十度正常工作）；　主动发光全固态、抗震能力强、可实现柔软显示等。　２、ＯＬＥＤ的现状分析　从无源到有源，经历了３Ｏ余年的发展，ＯＬＥＤ产品已经占据了一定　的市场，如ＭＰ３、手机屏、数码相机屏以及汽车显示等方面。然而这些市　场是有限的，要与ＬＣＤ竞争，使产品遍及大、中、小尺寸显示器的领域，　ＯＬＥＤ的研究机构和生产厂商还要做各种努力。目前ＯＩＥＤ仍存在如下　几方面的问题：　２．１材料问题　对于采用不同的发光材料以发出Ｒ、Ｇ、Ｂ三色光的全彩色ＯＬＥＤ，　由于三种材料的寿命不同，一直以来小分子材料以红光、绿光和白光材　料的寿命优于蓝光材料的寿命，各国研究和生产机构一直致力于使材　料的寿命更长和趋于一致。２００７年美国ＤｕＰｏｎｅ公司发表了其开发的　小分子材料的寿命，如图１所示Ⅲ。　Ｊ啉’¨　Ｊｔ一－＿惦Ｊ¨■＾　Ｉ坼　图１　Ｔ蜘材料寿命的进展　去年美国推出了结合蓝光的荧光材料和红、绿磷光材料串联结构　的ＯＬＥＤ，当电压为６．２Ｖ，１０００　ｎｉｔ时，色坐标为ＣＩＥｘ－－Ｏ．３３，ＣＩＥｙ＝Ｏ．３５，　器件的量子输出效率达２２％，光强５０ｅｄ／Ａ，发光效率达２５１ｍ／Ｗ，寿命　１００００小时；而当蓝光发射区域变为ＣＩＥｘ＝Ｏ．３４，ＣＩＥｙ－－Ｏ．４０，且电压为　５．９ｖ和１０００ｎｉｔ时，器件的量子输出效率达２３％，光强５７ｃｄ／Ａ，发光效率　达３０１ｍ／Ｗ，寿命３００００小时∞。可以预料，随着研究的深入，满足大尺寸　动态画面图像质量的材料终将被开发出来。　２．２基板技术　・　ＯＬＥＤ要想突破现在的状况，必须开发出大尺寸有源器件。目前制　作Ｔｒｒ基板主要有三种类型：非晶硅（ａ—ｓｉ）、多晶硅（ｐ—ｓｉ）和微晶硅　（ｍｃ—ｓｉ　ｏ但三种　Ｉ＇Ｆ’ｒ基板没有一种可以全面满足大尺寸ＡＭ—ＯＬＥＤ的　要求。采用ｄ—ｓｉＴ丌时，随着工作时问的增长屏的温度升高，阈值电压　基金项目：本文系科技支撑计划——工业部分，项目编号：ＢＥ２００９１７１。　稳定的ｒｒＦ　但晶化工艺过于复杂，不适用大尺寸ＡＭＯＬＥＤ。因此开发　新工艺和新技术是ＯＬＥＤ要解决的问题。　２．３彩色化技术　通常ＯＬＥＤ实现彩色化的方式有三种：采用Ｒ、Ｇ、Ｂ发光材料作为　三基色合成所需要的色彩，白光加滤色膜（ＣＦ）模式以及蓝光材料加色　转换介质（ＣＣＭ）三种方式。　第一种方式由于Ｒ、Ｇ、Ｂ三种材料的寿命和发光效率不同，显示屏　的寿命受制于寿命最短的材料，造成发光效率的差异，而发光效率的差　异使图像的显示质量受到影响，出现所谓的Ｍｕｍ现象，这有待进一步　改善材料的性能，或者开发出新型的发光材料，或者增加补偿电路；第　二种方法的优点是可以利用ＬＣＤ成熟的制膜工艺，但滤色膜对光有强　的吸收作用，大大降低了显示屏的亮度，如果提高亮度则必须提高功　耗，这也是人们所不愿看到的；第三种方法是蓝光的发光效率问题，虽　然这个问题已逐步解决，但其器件的稳定性尚存在问题。另外，从制作　工艺的角度来看，第一种方法需要制作掩膜版，此法不但成本高而且掩　模版的制作精度以及对位精度都有很高的要求，同时还要考虑到蒸发　源辐射加热时膜版的热膨胀问题。虽然后两种方法不需要掩模版，它是　通过滤色膜阵列或颜色转换介质产生Ｒ、Ｇ、Ｂ三色光，由于滤色膜的吸　收或是颜色转换介质的吸收和反射，发光效率就会大打折扣。图２对三　种工艺进行了比较　。　■■■■ｌ　掩模版法制鲁发射层　优点；效率高．馥色台成效果好　缺点；开ｎ唪氍ｔ需蔓Ｒ∞掩模版圉，ａｒ，ａ￣退避率不同　Ｉ罡！　ｆ　忱点用滤色奠阵列分色的白光发射屡　：无需发射层版田（无需掩模）。开日幸不受ＲＧＢ图形　髟响，自光效率高　蛱点ｔ薅色基吸收导系效事降Ｉ匠　带糠色转换介蕨的蓝光发射层　优点ｌ无需发射屡版圈（无需｝Ｉ模）　缺点Ｉ蔫娶高效的蕈光．蓝光稳定性量差，Ｏａ‘材料和标准　乎版印捌工具的蘩容向曩　图２各种彩色ＯＬＥＤ制备方法优缺点的比较　３、结束语　一直以来，ＯＬＥＤ以其高亮度、宽视角、快速响应、低的生产成本、较　ＬＣＤ更低的功耗和可以制成平板显示器的优异性能吸引了世人的目　光。甚至有人预测ＯＬＥＤ终将取代ＬＣＤ和ＰＤＰ成为平板显示器的主流　产品。但是在平板行业ＯＬＥＤ只占了很小的份额，相信随着材料、工艺、　效率和寿命等方面的提高，在不久的将来ＯＬＥＤ一定可以成为新一代　的平板显示器。　参考文献　【１　ＪＳｏｌｕｔｉｏｎ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｏｆ　Ｓｍａｌｌ－Ｍｏｌｅｃｔｔｌｅ　ＯＬＥＤｓ．ＷｉｌｌｉａＩＴＩ　Ｆ，Ｆｅｅｈｅｒｙ．　ＳＩＤ　２００７　［２］Ｌｉａｎｇ—ＳｈｅｎｇＬｉａｏ，ＸｉａｏｆａｎＫｅｎ，ＷｉｌｌｉａｍＪ．Ｂｅｇｌｅｙ，Ｙｕａｎ—ＳｈｅｎｇＴｕａｎ，　ａｎｄ　Ｃｙｎｔｈｉａ　Ａ．Ｐｅｌｌｏｗ．Ｔａｎｄｅｍ　Ｗｈｉｔｅ　ＯＬＥＤｓ　Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ　ａｎｄ　Ｐｈｏｓｏｒｅｓｃｅｎｔ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ．ＳＩＤ　２００８　［３］应根裕．大尺寸ＡＭ—ＯＬＥＤ－ＴＶ要进入市场在工艺上还存在哪　些问题．《现代￣）Ｊａｎ　２００７，总第７１期　［４］Ａ　ｅｒａｌ　Ｇｈｏｓｔ，ｓｔｅｖｅｎ　Ａｌｅａｄ．ＯＬＥＤｓ面临的挑战．《现代显示》，Ｎｏｖ　２００６　—１３一