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第六章第六章 有机发光二极管显示有机发光二极管显示 （（OLED）） 1一、有机发光二极管显示简介一、有机发光二极管显示简介n有机发光显示器（有机发光显示器（OLED），），是以有机薄膜是以有机薄膜作为发光体的自发光显示器件作为发光体的自发光显示器件n原理是：通过正负载流子注入有机半导体原理是：通过正负载流子注入有机半导体薄膜后复合产生发光薄膜后复合产生发光nOLED已成为当今超薄、大面积平板显示器已成为当今超薄、大面积平板显示器件研究的热门件研究的热门2n1963年年Pope发表了世界上第一篇有关发表了世界上第一篇有关OLED的文献，当的文献，当时使用数百伏电压，加在有机芳香族时使用数百伏电压，加在有机芳香族Anthracene（葸）（葸）晶体上时，观察到发光现象但由于电压过高，发光效晶体上时，观察到发光现象但由于电压过高，发光效率低，未得到重视率低，未得到重视n直到直到1987年伊士曼柯达公司的年伊士曼柯达公司的C.W. Tang及及Steve Van Slyke等人发明以等人发明以真空蒸镀法制成多层式结构的的真空蒸镀法制成多层式结构的的OLED器件后，研究开发才活越起来器件后，研究开发才活越起来。

n同年，英国剑桥大学卡文迪许实验室的同年，英国剑桥大学卡文迪许实验室的Jeremy Burroughes证明高分子有机聚合物也有电致发光效应证明高分子有机聚合物也有电致发光效应1.有机二极管发光显示发展过程有机二极管发光显示发展过程3n1990年英国剑桥大学的年英国剑桥大学的Friend等人成功的开发出以涂布等人成功的开发出以涂布方式将多分子应用在方式将多分子应用在OLED上，即上，即Polymer（多聚物，聚（多聚物，聚和物）和物） LED，亦称，亦称PLED不但再次引发第二次研究热潮，不但再次引发第二次研究热潮，更确立了更确立了OLED在二十一世纪产业中所占的重要地位在二十一世纪产业中所占的重要地位4ＯＬＥＤ技ＯＬＥＤ技术术具有下列具有下列优优越的使用特性越的使用特性１．自发光器件，１．自发光器件，高亮度，高发光效率高亮度，高发光效率２．２．全固态组态组件，，抗震性好，，能适应恶劣环境适应恶劣环境３．３．可以做得很薄―厚度为为目前液晶的1/3４．高对比度４．高对比度５．微秒级反应时间５．微秒级反应时间６．６． 超广視角超广視角７．低功率消耗７．低功率消耗８．可使用溫度范围大８．可使用溫度范围大９．可曲挠面板９．可曲挠面板5应用应用6 可以卷起来的显示器7（（1））1997-2001年，年，OLED的试验阶段的试验阶段　在这个阶段，　在这个阶段，OLED开始走出实验室，主要应用在开始走出实验室，主要应用在汽车音响面板，汽车音响面板，PDA上上　但产量非常有限，产品规格也很少，均为无源驱　但产量非常有限，产品规格也很少，均为无源驱动，单色或区域彩色，很大程度上带有试验和试动，单色或区域彩色，很大程度上带有试验和试销性质。

销性质　　2001年全球销售额仅年全球销售额仅1.5亿美元亿美元OLED的应用大概可以分为三个阶段：的应用大概可以分为三个阶段：8n（（2））2002－－2005年：年： 成长阶段成长阶段n这个阶段人们将能广泛接触到带有这个阶段人们将能广泛接触到带有OLED的产品，包括车的产品，包括车载显示器，载显示器，PDA、、、、DVD、数码相机、头盔用微显、数码相机、头盔用微显示器和家电产品产品正式走入市场，主要是进入传统示器和家电产品产品正式走入市场，主要是进入传统LCD、、VFD等显示领域等显示领域n仍以无源驱动、单色或多色显示、仍以无源驱动、单色或多色显示、10英寸以下面办为主，英寸以下面办为主，但有源驱动的、全彩色和但有源驱动的、全彩色和10英寸以上面板也开始投入使英寸以上面板也开始投入使用9n（（3））2005年以后：年以后：OLED的成熟阶段的成熟阶段n随着随着OLED产业化技术的日渐成熟，产业化技术的日渐成熟，OLED将全面出击显示将全面出击显示器市场并拓展属于自己的应用领域其各项技术优势将得器市场并拓展属于自己的应用领域其各项技术优势将得到充分发掘和发挥到充分发掘和发挥n初步估计，除了传统领域外，初步估计，除了传统领域外，OLED的各项技术将在以下的各项技术将在以下4个领域得到巨大发展：个领域得到巨大发展：n1.3G通信终端通信终端n2.壁挂电视和桌面电脑显示器壁挂电视和桌面电脑显示器n3.军事和特殊应用军事和特殊应用n4.柔软显示器柔软显示器10n目前国际上目前国际上OLED技术发展有以下技术发展有以下几个重要趋势：几个重要趋势：n（（1) 开发新型高效稳定得开发新型高效稳定得OLED有机材料，进一步提有机材料，进一步提高器件性能高器件性能n（（2)改善生产工艺，提高器件稳定性和成品率，以保改善生产工艺，提高器件稳定性和成品率，以保证产品推向市场后的竞争力证产品推向市场后的竞争力n（（3)研制彩色显示屏及相关驱动电路研制彩色显示屏及相关驱动电路n（（4)为了实现大面积显示，研发有源驱动的为了实现大面积显示，研发有源驱动的OLED显示显示器器11２．ＯＬＥＤ显示原理２．ＯＬＥＤ显示原理12nＯＬＥＤ属于载流子双注入型发光器件ＯＬＥＤ属于载流子双注入型发光器件n发光机理：发光机理：在外界电压驱动下，由电极注入的电在外界电压驱动下，由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。

态时辐射跃迁产生了发光现象13发光过程通常由５个阶段完成发光过程通常由５个阶段完成n（１）在外加电场作用下载流子的注入：（１）在外加电场作用下载流子的注入：电子和空穴分电子和空穴分别从阴极和阳极向夹在电极之间的有机功能薄膜注入别从阴极和阳极向夹在电极之间的有机功能薄膜注入n（２）载流子迁移：（２）载流子迁移：注入的电子和空穴分别从电子输送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层和空穴输送层向发光层迁移n（３）载流子复合：（３）载流子复合：电子和空穴复合产生激子电子和空穴复合产生激子n（４）激子迁移：（４）激子迁移：激子在电场作用下迁移，能量传递给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发光分子，并激发电子从基态跃迁到激发态n（５）电致发光：（５）电致发光：激发态能量通过辐射跃迁产生光子激发态能量通过辐射跃迁产生光子143.OLED分类分类n根据材料不同根据材料不同OLED可以分为两大类：可以分为两大类：n聚合物器件（聚合物器件（PLED）和小分子器件）和小分子器件nＯＬＥＤ按照驱动方式不同也可分为两种：ＯＬＥＤ按照驱动方式不同也可分为两种：n有源驱动（ＡＭ－ＯＬＥＤ）方式和无源驱动方有源驱动（ＡＭ－ＯＬＥＤ）方式和无源驱动方式（ＰＭ－ＯＬＥＤ）式（ＰＭ－ＯＬＥＤ）n随着ＯＬＥＤ技术的发展，产生了很多新的分类随着ＯＬＥＤ技术的发展，产生了很多新的分类方法或新型器件：方法或新型器件：柔韧性ＯＬＥＤ（Ｆｌｅｘｉ柔韧性ＯＬＥＤ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　ＯＬＥＤ），顶部发射ＯＬＥＤ（ＴＯｂｌｅ　ＯＬＥＤ），顶部发射ＯＬＥＤ（ＴＯＰ　ｅｍｉｔｔｉｎｇ　ＯＬＥＤ），磷光ＯＬＰ　ｅｍｉｔｔｉｎｇ　ＯＬＥＤ），磷光ＯＬＥＤ（ＰＨ　ＯＬＥＤ）、微显示ＯＬＥＤ、白ＥＤ（ＰＨ　ＯＬＥＤ）、微显示ＯＬＥＤ、白光ＯＬＥＤ、层叠结构ＯＬＥＤ等光ＯＬＥＤ、层叠结构ＯＬＥＤ等15二　ＯＬＥＤ显示材料二　ＯＬＥＤ显示材料n用于电致发光的有机材料应具备以下特性：用于电致发光的有机材料应具备以下特性：n（１）在可见光区域内具有较高的荧光量子效率或良好（１）在可见光区域内具有较高的荧光量子效率或良好的半导体特性，能有效地传导电子或空穴的半导体特性，能有效地传导电子或空穴n（２）高质量成膜特性（２）高质量成膜特性n（３）良好的稳定性和机械加工性能（３）良好的稳定性和机械加工性能n总体来说小分子材料器件的工艺较为成熟，有望近期进总体来说小分子材料器件的工艺较为成熟，有望近期进入产业化生产阶段，但小分子材料的开发仍然在继续，入产业化生产阶段，但小分子材料的开发仍然在继续，随着材料和工艺两方面的进步，小分子材料的器件性能随着材料和工艺两方面的进步，小分子材料的器件性能会进一步提高。

会进一步提高n聚合物作为很有前途的研究方向，不久以后也会进入产聚合物作为很有前途的研究方向，不久以后也会进入产业化阶段，给ＯＬＥＤ产业带来强有力的推进业化阶段，给ＯＬＥＤ产业带来强有力的推进16OLED用材料主要有电极材料，载流子输送材料用材料主要有电极材料，载流子输送材料和发光材料和发光材料n1电极材料电极材料n1) 阴极材料阴极材料为提高电子的注入效率，要求选用功函数尽可能低的材料为提高电子的注入效率，要求选用功函数尽可能低的材料做阴极，功函数越低，发光亮度越高，使用寿命越长做阴极，功函数越低，发光亮度越高，使用寿命越长nA．单层金属阴极．单层金属阴极如如Ag 、、Al 、、Li 、、Mg 、、Ca 、、In等nB．合金阴极．合金阴极将性质活泼的低功函数金属和化学性能较稳定的高功函数将性质活泼的低功函数金属和化学性能较稳定的高功函数金属一起蒸发形成金属阴极、如金属一起蒸发形成金属阴极、如Mg: Ag（（10: 1），），Li:Al (0.6%Li) 合金电极，功函数分别为合金电极，功函数分别为3.7eV和和3.2eV优点：提高器件量子效率和稳定性；优点：提高器件量子效率和稳定性；能在有机膜上形成稳定坚固的金属薄膜。

能在有机膜上形成稳定坚固的金属薄膜17nC．层状阴极．层状阴极由一层极薄的绝缘材料如由一层极薄的绝缘材料如LiF, Li2O，，MgO，，Al2O3等和外面一层较厚的等和外面一层较厚的Al组成，其电子注入组成，其电子注入性能较纯性能较纯Al电极高，可得到更高的发光效率和更电极高，可得到更高的发光效率和更好的好的I-V特性曲线特性曲线nD．掺杂复合型电极．掺杂复合型电极将掺杂有低功函数金属的有机层夹在阴极和有机将掺杂有低功函数金属的有机层夹在阴极和有机发光层之间，可大大改善器件性能发光层之间，可大大改善器件性能18n2) 阳极材料阳极材料为提高空穴的注入效率，要求阳极的功为提高空穴的注入效率，要求阳极的功函数尽可能高作为显示器件还要求阳函数尽可能高作为显示器件还要求阳极透明，一般采用的有极透明，一般采用的有Au、透明导电聚、透明导电聚合物（如聚苯胺）和合物（如聚苯胺）和ITO导电玻璃，常导电玻璃，常用用ITO玻璃玻璃19n要求要求HTM有高的热稳定性，与阳极形成小的势垒，能真有高的热稳定性，与阳极形成小的势垒，能真空蒸镀形成无针孔薄膜最常用的空蒸镀形成无针孔薄膜最常用的HTM均为芳香多胺类均为芳香多胺类化合物化合物 ，主要是三苯胺衍生物。

主要是三苯胺衍生物TPD：：N，，N′-双（双（3-甲基苯基）甲基苯基）-N，，N′-二苯基二苯基-1，，1′-二苯基二苯基-4，，4′-二胺二胺TPD的玻璃化温度只有的玻璃化温度只有60度左右，稳定性不好度左右，稳定性不好nNPD: N，，N′-双（双（1-奈基）奈基）-N，，N′-二苯基二苯基-1，，1′-二苯二苯基基-4，，4′-二胺二胺nNPB是目前商用的空穴传输材料是目前商用的空穴传输材料2 载流子输送材料载流子输送材料1）空穴输送材料（）空穴输送材料（HTM））20n2）电子输运材料）电子输运材料(ETM)现在采用的器件结构中电子传输层与发光层大多是合现在采用的器件结构中电子传输层与发光层大多是合并的，因此专门用于电子传输的有机材料不多并的，因此专门用于电子传输的有机材料不多n这类材料在分子结构上表现为缺电子体系，具有较强这类材料在分子结构上表现为缺电子体系，具有较强的电子接受能力，可以形成稳定的负离子的电子接受能力，可以形成稳定的负离子n优秀的电子传输材料应具备如下特性：优秀的电子传输材料应具备如下特性：n（（1）较高的电子迁移率）较高的电子迁移率n（（2）相对较高的电子亲和能力，有利于电子注入）相对较高的电子亲和能力，有利于电子注入n（（3）相对较大的电离能，有利于阻挡空穴）相对较大的电离能，有利于阻挡空穴n（（4）激发能量高于发光层的激发能量）激发能量高于发光层的激发能量n（（5）不能与发光层形成复合物）不能与发光层形成复合物n（（6）良好的成膜特性和稳定性）良好的成膜特性和稳定性21nETM一般采用具有大的共扼平面的芳香一般采用具有大的共扼平面的芳香族化合物族化合物 如如8-羟基喹啉铝（羟基喹啉铝（AlQ），），1，，2，，4一一 三唑衍生物（三唑衍生物（1，，2，，4-Triazoles，，TAZ））,PBD，，Beq2，，DPVBi等，它们同时又是好的发光材料。

等，它们同时又是好的发光材料 22n3 发光材料发光材料选择发光材料应满足下列条件：选择发光材料应满足下列条件：A．高量子效率的荧光特性，荧光光谱主要分布．高量子效率的荧光特性，荧光光谱主要分布400-700nm可见光区域可见光区域B．良好的半导体特性，即具有高的导电率，能传导电子．良好的半导体特性，即具有高的导电率，能传导电子或空穴或两者兼有或空穴或两者兼有C．好的成膜性，在几十纳米的薄层中不产生针孔．好的成膜性，在几十纳米的薄层中不产生针孔D．良好的热稳定性．良好的热稳定性23n按化合物的分子结构，有机发光材料一般分为两按化合物的分子结构，有机发光材料一般分为两大类：大类：(1) 高分子聚合物，分子量高分子聚合物，分子量10000---100000，，通常是导电共轭聚合物或半导体共轭聚合物，可通常是导电共轭聚合物或半导体共轭聚合物，可用旋涂方法成膜，制作简单，成本低，但其纯度用旋涂方法成膜，制作简单，成本低，但其纯度不易提高，在耐久性，亮度和颜色方面比小分子不易提高，在耐久性，亮度和颜色方面比小分子有机化合物差有机化合物差n(2) 小分子有机化合物，分子量为小分子有机化合物，分子量为500-2000，，能用真空蒸镀方法成膜，按分子结构又分为两类能用真空蒸镀方法成膜，按分子结构又分为两类:有机小分子化合物和配合物。

有机小分子化合物和配合物24n1) 有机小分子发光材料有机小分子发光材料主要为有机染料，具有化学修饰性强，选择范围广，易于提主要为有机染料，具有化学修饰性强，选择范围广，易于提纯，量子效率高，可产生红、绿、蓝、黄等各种颜色发射峰纯，量子效率高，可产生红、绿、蓝、黄等各种颜色发射峰等优点，但大多数有机染料在固态时存在浓度淬灭等问题，等优点，但大多数有机染料在固态时存在浓度淬灭等问题，导致发射峰变宽或红移，所以导致发射峰变宽或红移，所以一般将它们以低浓度方式掺杂一般将它们以低浓度方式掺杂在具有某种载流子性质的主体中，主体材料通常与在具有某种载流子性质的主体中，主体材料通常与ETM和和HTM层采用相同的材料层采用相同的材料掺杂的有机染料，应满足以下条掺杂的有机染料，应满足以下条件：件：a. 具有高的荧光量子效率具有高的荧光量子效率b. 染料的吸收光谱与主体的发射光谱有好的重叠，即主体染料的吸收光谱与主体的发射光谱有好的重叠，即主体与染料能量适配，从主体到染料能有效地能量传递；与染料能量适配，从主体到染料能有效地能量传递； c. 红绿兰色的发射峰尽可能窄，以获得好的色纯；红绿兰色的发射峰尽可能窄，以获得好的色纯；d. 稳定性好，能蒸发。

稳定性好，能蒸发25n（（1）） 红光材料红光材料主要有：主要有：罗丹明类染料罗丹明类染料，，DCM，，DCT，，DCJT，，DCJTB，，DCJTI和和TPBD等等（（2）） 绿光材料绿光材料主要有：主要有：香豆素染料香豆素染料Coumarin6(Kodak公司第一个采用公司第一个采用)，奎丫啶酮（，奎丫啶酮（quinacridone, QA）（先锋公司专利），）（先锋公司专利），六苯并苯六苯并苯(Coronene)，苯胺类，苯胺类(naphthalimide).（（3）） 蓝光材料蓝光材料主要有：主要有：N-芳香基苯并咪唑类芳香基苯并咪唑类；；1，，2，，4-三唑衍生物三唑衍生物（（TAZ）（也是）（也是ETM材料）；材料）；1，，3-4-噁二唑的衍生物噁二唑的衍生物OXD-（（P-NMe2）（高亮度；）（高亮度；1000cd/m2））;双芪类双芪类(Distyrylarylene);BPVBi(亮度可达亮度可达6000Cd/m2) 26n2) 配合物发光材料配合物发光材料金属配合物介于有机与无机物之间，既有有机金属配合物介于有机与无机物之间，既有有机物的高荧光量子效率，又有无机物的高稳定性，物的高荧光量子效率，又有无机物的高稳定性，被视为最有应用前景的一类发光材料。

被视为最有应用前景的一类发光材料常用金属离子有；常用金属离子有；Be2+ Zn2+ Al3+ Ca3+ In3+ Tb3+ Eu3+ Gd3+等等主要配合物发光材料有：主要配合物发光材料有：8-羟基喹啉类，羟基喹啉类，10-羟基苯并喹啉类，羟基苯并喹啉类，Schiff碱类，碱类，-羟基苯并噻唑羟基苯并噻唑（噁唑）类和羟基黄酮类等（噁唑）类和羟基黄酮类等 27有机发光二极管制备工艺有机发光二极管制备工艺n器件的发光效率和稳定性、器件的成品率乃至器器件的发光效率和稳定性、器件的成品率乃至器件的成本等都要受到工艺技术的控制，有机发光件的成本等都要受到工艺技术的控制，有机发光二极管工艺技术的发展对产业化进程尤为重要二极管工艺技术的发展对产业化进程尤为重要n制备工艺可分为小分子有机发光二极管制备工艺可分为小分子有机发光二极管OLED工工艺技术，和聚合物发光二极管艺技术，和聚合物发光二极管PLED工艺技术两工艺技术两大类大类n小分子ＯＬＥＤ通常用蒸镀方法或干法制备，Ｐ小分子ＯＬＥＤ通常用蒸镀方法或干法制备，ＰＬＥＤ一般用溶液方法或湿法制备ＬＥＤ一般用溶液方法或湿法制备28三、小分子ＯＬＥＤ的工艺三、小分子ＯＬＥＤ的工艺nＯＬＥＤ制备过程中的关键工艺技术，其中包括ＩＴＯＯＬＥＤ制备过程中的关键工艺技术，其中包括ＩＴＯ基片的清洗和预处理、阴极隔离柱制备、有机功能薄膜基片的清洗和预处理、阴极隔离柱制备、有机功能薄膜和金属电极的制备、彩色化技术、封装技术以及与工艺和金属电极的制备、彩色化技术、封装技术以及与工艺技术密切相关的ＯＬＥＤ器件稳定性和寿命的问题技术密切相关的ＯＬＥＤ器件稳定性和寿命的问题29１、ＩＴＯ玻璃基片清洗与表面预处理１、ＩＴＯ玻璃基片清洗与表面预处理n有基层与ＩＴＯ之间界面对发光性能的影响非常重要，有基层与ＩＴＯ之间界面对发光性能的影响非常重要，ＩＴＯ玻璃使用前必须仔细清洗，以彻底去除基片表面ＩＴＯ玻璃使用前必须仔细清洗，以彻底去除基片表面的污染物的污染物n污染物通常分为４类：污染物通常分为４类：①①有形颗粒，如尘埃有形颗粒，如尘埃②②有机物质，有机物质，如油脂和涂料等如油脂和涂料等③③无机物质，如碱、盐和锈斑等无机物质，如碱、盐和锈斑等④④微生微生物机体物机体n清除基片表面污染物的方法：化学清洗法、超声波清洗清除基片表面污染物的方法：化学清洗法、超声波清洗法、紫外光清洗法，真空烘烤法及离子轰击法法、紫外光清洗法，真空烘烤法及离子轰击法30２、阴极隔离柱技术２、阴极隔离柱技术n为了实现无源矩阵ＯＬＥＤ的高分辨率和彩色化，为了实现无源矩阵ＯＬＥＤ的高分辨率和彩色化，更好地解决阴极模板分辨率低和器件成品率低等更好地解决阴极模板分辨率低和器件成品率低等问题，人们在研究中引入了阴极隔离柱结构。

问题，人们在研究中引入了阴极隔离柱结构n即在器件制备中不使用金属模板，而是在蒸镀有即在器件制备中不使用金属模板，而是在蒸镀有机薄膜和金属阴极之前，在基板上制作绝缘的间机薄膜和金属阴极之前，在基板上制作绝缘的间壁，最终实现将器件的不同像素隔开，实现像素壁，最终实现将器件的不同像素隔开，实现像素阵列阵列31n在隔离柱制备中，绝缘的无机材料、有机聚合物材料和光刻在隔离柱制备中，绝缘的无机材料、有机聚合物材料和光刻胶等材料都被广泛采用，目前采用有机绝缘材料和光刻胶的胶等材料都被广泛采用，目前采用有机绝缘材料和光刻胶的ＯＬＥＤ隔离柱制备工艺比较成熟隔离柱的形状是隔离效ＯＬＥＤ隔离柱制备工艺比较成熟隔离柱的形状是隔离效果关键　果关键　倒梯形隔离柱结构倒梯形隔离柱结构32n倒梯形隔离柱结构中，使用了绝缘缓冲层来解决同一像素倒梯形隔离柱结构中，使用了绝缘缓冲层来解决同一像素间的短路问题，同时使用倒立梯形的隔离柱来解决相邻像间的短路问题，同时使用倒立梯形的隔离柱来解决相邻像素间的短路问题由于倒立结构的存在，可以比较好地发素间的短路问题由于倒立结构的存在，可以比较好地发挥绝缘柱的遮蔽效果，从而有利于实现批量生产挥绝缘柱的遮蔽效果，从而有利于实现批量生产n隔离柱的作法：隔离柱的作法：n（１）在透明基片上旋涂第一层光敏有机绝缘材料，厚度（１）在透明基片上旋涂第一层光敏有机绝缘材料，厚度为０．５～５ｕｍ，一般为光敏型ＰＩ、前烘后曝光，曝为０．５～５ｕｍ，一般为光敏型ＰＩ、前烘后曝光，曝光图形为网状结构或条状结构，线条的宽度由显示分辨率光图形为网状结构或条状结构，线条的宽度由显示分辨率即像素之间间隔决定，显影后线宽为１０～５０ｕｍ，然即像素之间间隔决定，显影后线宽为１０～５０ｕｍ，然后进行后烘。

后进行后烘n（２）　在有机绝缘材料上旋涂第二层光敏型有机绝缘材（２）　在有机绝缘材料上旋涂第二层光敏型有机绝缘材料，膜厚为０．５～５ｕｍ，一般为光刻后线条横截面能料，膜厚为０．５～５ｕｍ，一般为光刻后线条横截面能形成上大下小倒梯形形状的光刻胶中的一种，一般为负型形成上大下小倒梯形形状的光刻胶中的一种，一般为负型光刻胶，前烘后对第二层有机绝缘体材料进行曝光，曝光光刻胶，前烘后对第二层有机绝缘体材料进行曝光，曝光图形为直线条，显影后的线宽为５～４５ｕｍ图形为直线条，显影后的线宽为５～４５ｕｍ33３．有机薄膜或金属电极的制备３．有机薄膜或金属电极的制备n小分子ＯＬＥＤ器件通常采用真空蒸镀法制备小分子ＯＬＥＤ器件通常采用真空蒸镀法制备有机薄膜和金属电极，其具体操作过程是在真有机薄膜和金属电极，其具体操作过程是在真空中加热蒸发容器中待形成薄膜的原材料，使空中加热蒸发容器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分子从表面气化逸出，形成蒸汽流，其原子或分子从表面气化逸出，形成蒸汽流，入射到固体衬底或基片的表面形成固态薄膜入射到固体衬底或基片的表面形成固态薄膜n该过程中真空度对薄膜质量有很大影响该过程中真空度对薄膜质量有很大影响。

n如果真空度太低，有机分子将与大量空气分子如果真空度太低，有机分子将与大量空气分子碰撞，使膜层受到严重污染，甚至被氧化烧毁；碰撞，使膜层受到严重污染，甚至被氧化烧毁；此条件下沉积的金属往往没有光泽，表面粗糙，此条件下沉积的金属往往没有光泽，表面粗糙，得不到均匀连续的薄膜得不到均匀连续的薄膜34４．彩色化技术４．彩色化技术n小分子ＯＬＥＤ全彩色显示技术方面，实现彩色化小分子ＯＬＥＤ全彩色显示技术方面，实现彩色化的方法有光色转换法、彩色滤光薄膜法、独立发光的方法有光色转换法、彩色滤光薄膜法、独立发光材料法等三种材料法等三种35nＲＧＢ分别蒸镀工艺方式是通过以红绿ＲＧＢ分别蒸镀工艺方式是通过以红绿蓝三色为独立发光材料进行发光，是目蓝三色为独立发光材料进行发光，是目前ＯＬＥＤ彩色化常用的工艺方法，其前ＯＬＥＤ彩色化常用的工艺方法，其关键技术是蒸镀ＲＧＢ有机功能薄膜所关键技术是蒸镀ＲＧＢ有机功能薄膜所用的精密模板常用的制备模板方法有用的精密模板常用的制备模板方法有电镀法和刻蚀法其中电镀法形成的模电镀法和刻蚀法其中电镀法形成的模板精度很高但容易损坏，不容易清洗板精度很高但容易损坏，不容易清洗刻蚀法的精度由于工艺难以提高刻蚀法的精度由于工艺难以提高36n彩色滤光薄膜法是以白色为背光源材料，透过类彩色滤光薄膜法是以白色为背光源材料，透过类似ＬＣＤ彩色滤光片来达到全彩色效果，这种方似ＬＣＤ彩色滤光片来达到全彩色效果，这种方法可以使用ＬＣＤ彩色滤光片技术，其关键在于法可以使用ＬＣＤ彩色滤光片技术，其关键在于白色光远和彩色滤光薄膜的成本白色光远和彩色滤光薄膜的成本n光色转换法主要利用蓝光为发光光源，经光色转光色转换法主要利用蓝光为发光光源，经光色转换薄膜将蓝光分别转换成红光或蓝绿光而实现红换薄膜将蓝光分别转换成红光或蓝绿光而实现红绿蓝三色光，蓝光发光材料随不需要制造对应像绿蓝三色光，蓝光发光材料随不需要制造对应像素的图形，但光色转换薄膜需要制作对应像素的素的图形，但光色转换薄膜需要制作对应像素的图形。

此种方法转换率是关键，发光效率优于彩图形此种方法转换率是关键，发光效率优于彩色滤光薄膜法，但不如三色独立发光材料法色滤光薄膜法，但不如三色独立发光材料法37５．ＯＬＥＤ的封装技术５．ＯＬＥＤ的封装技术n对水氧极为敏感，因此封装技术直接影响器件对水氧极为敏感，因此封装技术直接影响器件的稳定性和寿命的稳定性和寿命n１、封装技术１、封装技术n主要有３种技术：金属盖封装、玻璃基片封装，主要有３种技术：金属盖封装、玻璃基片封装，薄膜封装薄膜封装n目前常用的封装技术是玻璃基片封装用带有目前常用的封装技术是玻璃基片封装用带有凹槽的玻璃基片与ＯＬＥＤ基片压合在一起凹槽的玻璃基片与ＯＬＥＤ基片压合在一起n玻璃封装片的加工有两种方法，一种是喷砂，玻璃封装片的加工有两种方法，一种是喷砂，另一种采取腐蚀方式　另一种采取腐蚀方式　3839n２、吸水材料：ＯＬＥＤ器件要求氧气的透过２、吸水材料：ＯＬＥＤ器件要求氧气的透过率为１０－３ｃｃ／ｍ２／ｄ以下，水气透过率为１０－３ｃｃ／ｍ２／ｄ以下，水气透过率为１０－６ｇ／ｍ２／ｄ以下率为１０－６ｇ／ｍ２／ｄ以下n水气来源有经由外在环境渗透进入器件内，或水气来源有经由外在环境渗透进入器件内，或是在ＯＬＥＤ工艺中被每一层物质吸收的水汽。

是在ＯＬＥＤ工艺中被每一层物质吸收的水汽为了减少水汽进入组件或排除由工艺中吸附的为了减少水汽进入组件或排除由工艺中吸附的水汽，一般最常用的物质为吸水材料，可以利水汽，一般最常用的物质为吸水材料，可以利用化学吸附或物理吸附的方式捕捉自由移动的用化学吸附或物理吸附的方式捕捉自由移动的水分子，以达到去除组件内水汽的目的水分子，以达到去除组件内水汽的目的n干燥剂和干燥片通过贴附在封装玻璃基片的内干燥剂和干燥片通过贴附在封装玻璃基片的内侧以吸附器件内部的水分侧以吸附器件内部的水分40n３、封装工艺流程３、封装工艺流程４、水氧浓度控制和封装压合４、水氧浓度控制和封装压合水氧浓度控制是通过Ｎ２循环精制设备完成的水氧浓度控制是通过Ｎ２循环精制设备完成的在压合过程中，要控制ＵＶ固化胶的高度和宽度，在压合过程中，要控制ＵＶ固化胶的高度和宽度，使封装腔室内的压力合适，以避免封装后器件产使封装腔室内的压力合适，以避免封装后器件产生气泡的现象生气泡的现象41有机发光二极管的显示驱动技术有机发光二极管的显示驱动技术nＯＬＥＤ发光强度和注入电流成正比，注ＯＬＥＤ发光强度和注入电流成正比，注入到显示器件中的每个显示像素的电流可入到显示器件中的每个显示像素的电流可以单独控制，不同的显示像素在驱动信号以单独控制，不同的显示像素在驱动信号作用下，在显示器上合成出各种字符、数作用下，在显示器上合成出各种字符、数字、图形以及图像。

字、图形以及图像n有机电致发光显示驱动的功能就是提供这有机电致发光显示驱动的功能就是提供这种电流信号种电流信号42n依驱动方式分为被动式（依驱动方式分为被动式（passive matrix，即，即PM-OLED）与主动式）与主动式（（active matrix，即，即AM-OLED）两类）两类 n有源驱动突出的特点是恒流驱动电路集有源驱动突出的特点是恒流驱动电路集成在显示屏上，而且每一个发光像素对成在显示屏上，而且每一个发光像素对应其矩阵寻址用薄膜晶体管，驱动发光应其矩阵寻址用薄膜晶体管，驱动发光用薄膜晶体管、电和存储电容等用薄膜晶体管、电和存储电容等43n有机电致发光显示器件具有二极管特性，因此有机电致发光显示器件具有二极管特性，因此原则上为单向直流驱动原则上为单向直流驱动n但是由于有机发光薄膜的厚度在纳米量级，发但是由于有机发光薄膜的厚度在纳米量级，发光面积尺寸一般大于１００微米，器件具有很光面积尺寸一般大于１００微米，器件具有很明显的电容特性，为了提高显示器件的刷新频明显的电容特性，为了提高显示器件的刷新频率，对不发光的像素对应的电容进行快速放电率，对不发光的像素对应的电容进行快速放电n目前很多驱动电路采用正向恒流反向恒压的驱目前很多驱动电路采用正向恒流反向恒压的驱动模式动模式44１．静态驱动器原理１．静态驱动器原理n１．静态驱动方式１．静态驱动方式n一般各有机电致发光像素的阴极是连在一起的，一般各有机电致发光像素的阴极是连在一起的，各像素的阳极是分立引出的各像素的阳极是分立引出的45n器件的阴极连在一起引出接到某一电压源Ｕ１，器件的阴极连在一起引出接到某一电压源Ｕ１，比如０Ｖ，阳极Ａｉ通过一个可控中间接线端比如０Ｖ，阳极Ａｉ通过一个可控中间接线端Ｍｉ可与另一电源电压Ｕ２，比如－５Ｖ。

或Ｍｉ可与另一电源电压Ｕ２，比如－５Ｖ或者与可调幅值的恒流源Ｄｉ相接者与可调幅值的恒流源Ｄｉ相接n控制所要显示的像素阳极（比如Ａ２）对应的控制所要显示的像素阳极（比如Ａ２）对应的中间连接端，比如Ｍ２与对应的可调幅值恒流中间连接端，比如Ｍ２与对应的可调幅值恒流源Ｄ２相连，在恒流源电压与阴极电压之差大源Ｄ２相连，在恒流源电压与阴极电压之差大于像素发光阈值的前提下，像素２将在恒流源于像素发光阈值的前提下，像素２将在恒流源的驱动下发光处于显示状态的驱动下发光处于显示状态46n对于不发光的像素，控制所要显示的像素阳极对应的中间对于不发光的像素，控制所要显示的像素阳极对应的中间连接线端，与－５Ｖ电源相连，由于像素的阳极阴极之间连接线端，与－５Ｖ电源相连，由于像素的阳极阴极之间的电压差为－５Ｖ，发光二极管反向截止，像素３不发光，的电压差为－５Ｖ，发光二极管反向截止，像素３不发光，处于不显示状态处于不显示状态n总体上看，每一个像素上将轮换加载正电压和负电压，是总体上看，每一个像素上将轮换加载正电压和负电压，是一种交流电压效果一种交流电压效果n这种驱动方式的特点是在一幅完整的图像显示过程中，每这种驱动方式的特点是在一幅完整的图像显示过程中，每一个像素上加的电压值（对不发光像素）或电流值（对发一个像素上加的电压值（对不发光像素）或电流值（对发光像素）是不变化的，因此称为静态驱动光像素）是不变化的，因此称为静态驱动47静态驱动电路实例静态驱动电路实例48n静态驱动电路一般用在段式显示屏的驱动中静态驱动电路一般用在段式显示屏的驱动中n图中每个７段码有一个公共电极，用于区别时、图中每个７段码有一个公共电极，用于区别时、分的冒号两点有一个公共电极，分的冒号两点有一个公共电极，5个公共电极都个公共电极都是发光像素的阴极，同时接地是发光像素的阴极，同时接地n2051单片机从串行口控制输出时钟数据，经过单片机从串行口控制输出时钟数据，经过4个八位移位锁存器个八位移位锁存器4094机联，在同步信号下并行机联，在同步信号下并行输入输入32位电压数据信号，经压控恒流源阵列的转位电压数据信号，经压控恒流源阵列的转换，换，32路恒流信号输入路恒流信号输入4个个7段码电极和冒号电极段码电极和冒号电极49动态驱动器原理动态驱动器原理n采用静态驱动时，若像素点众多将产生采用静态驱动时，若像素点众多将产生众多引脚以及庞大的硬件驱动电路。

众多引脚以及庞大的硬件驱动电路n所以可采取与液晶类似的矩阵电极驱动，所以可采取与液晶类似的矩阵电极驱动，每个有机电致发光显示像素都由其所在每个有机电致发光显示像素都由其所在的行与列的位置唯一确定的行与列的位置唯一确定n为了点亮整屏像素，将采取逐行点亮或为了点亮整屏像素，将采取逐行点亮或逐列点亮，逐列点亮， 点亮整屏像素时间小于点亮整屏像素时间小于20ms这样的方法叫作动态驱动这样的方法叫作动态驱动50n1．动态驱动方法简述．动态驱动方法简述n假设行为阴极假设行为阴极n在实际电路驱动的过程中，要逐行点亮或逐列点亮像素在实际电路驱动的过程中，要逐行点亮或逐列点亮像素n对逐行点亮的方式行电极被称为扫描电极，列电极被称对逐行点亮的方式行电极被称为扫描电极，列电极被称为数据电极为数据电极n有机电致发光显示的动态驱动法是循环，地给每行电极有机电致发光显示的动态驱动法是循环，地给每行电极施加选择脉冲，同时所有列电极给出该行像素的驱动电施加选择脉冲，同时所有列电极给出该行像素的驱动电流脉冲，实现该行所有显示像素的驱动这种行扫描是流脉冲，实现该行所有显示像素的驱动这种行扫描是逐行顺序进行的，循环扫描所有的行一遍所用的时间为逐行顺序进行的，循环扫描所有的行一遍所用的时间为帧周期帧周期51n同等电流下扫描行数的增加将使占空比下降，引起像素同等电流下扫描行数的增加将使占空比下降，引起像素上电流注入在一帧中的有效值下降，降低了显示质量。

上电流注入在一帧中的有效值下降，降低了显示质量因此随着显示像素的增多为了保证显示质量需要适度地因此随着显示像素的增多为了保证显示质量需要适度地提高驱动电流或采用双屏电极结构以提高占空比提高驱动电流或采用双屏电极结构以提高占空比n矩阵驱动方式对于半选像素会产生交叉效应矩阵驱动方式对于半选像素会产生交叉效应n有机电致发光动态驱动方法中解决交叉效应的方法是反有机电致发光动态驱动方法中解决交叉效应的方法是反向截止法，即把向截止法，即把U2的电压值小于电源的电压值小于电源U1的电压值，使所的电压值，使所有未选中的像素上施加反向电压有未选中的像素上施加反向电压n反向截止使可能形成发光的弱场漂移电流和扩散电流都反向截止使可能形成发光的弱场漂移电流和扩散电流都不可能在像素中通过，有效消除交叉效应不可能在像素中通过，有效消除交叉效应52n2．动态驱动实现．动态驱动实现53nＣＰＵ控制电路产生总控制信号，行控ＣＰＵ控制电路产生总控制信号，行控制电路和列驱动电路在总控制信号下，制电路和列驱动电路在总控制信号下，结合各自内部功能，产生基本行信号和结合各自内部功能，产生基本行信号和基本列信号，行驱动电路和列驱动电路基本列信号，行驱动电路和列驱动电路在总控制信号、基本行信号和基本列信在总控制信号、基本行信号和基本列信号下，结合各自内部功能，产生行扫描号下，结合各自内部功能，产生行扫描信号和列数据信号信号和列数据信号54动态驱动ＯＬＥＤ显示器的行扫描和列数据波形信号示意图动态驱动ＯＬＥＤ显示器的行扫描和列数据波形信号示意图55n其中行／列控制电路分别产生的信号１、３优选其中行／列控制电路分别产生的信号１、３优选为幅值是＋５Ｖ的脉冲信号，而对应的行驱动电为幅值是＋５Ｖ的脉冲信号，而对应的行驱动电路输出的扫描信号２幅值从Ｕ１到Ｕ３，对应的路输出的扫描信号２幅值从Ｕ１到Ｕ３，对应的列驱动电路输出数据信号４幅值从Ｕ２到Ｕ４，列驱动电路输出数据信号４幅值从Ｕ２到Ｕ４，Ｕ０为参考值。

Ｕ０为参考值nＵ０～Ｕ４是实数，表示电压值，在电路中其值Ｕ０～Ｕ４是实数，表示电压值，在电路中其值可调n脉冲宽度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４是可按照行列脉冲宽度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４是可按照行列数的大小，显示灰度等调节的，调整Ｕ１、Ｕ２、数的大小，显示灰度等调节的，调整Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４　的值可以调整被选中像素的发光强Ｕ３、Ｕ４　的值可以调整被选中像素的发光强度度56n选Ｕ０＝０Ｖ，Ｕ１选Ｕ０＝０Ｖ，Ｕ１≥Ｕ２＞０Ｕ２＞０≥Ｕ３Ｕ３≥Ｕ４，并设Ｕ１Ｕ４，并设Ｕ１～Ｕ４为电压信号～Ｕ４为电压信号n若行扫描信号使某行被选中，则行驱动电路输出信号的值若行扫描信号使某行被选中，则行驱动电路输出信号的值为Ｕ３如果此刻某列有数据信号，列驱动电路输出信号为Ｕ３如果此刻某列有数据信号，列驱动电路输出信号的值为Ｕ２，则对应于该行该列的像素点被选中，当该像的值为Ｕ２，则对应于该行该列的像素点被选中，当该像素上所加电压Ｕ２－Ｕ３＝Ｕ２大于阈值电压时，该像素素上所加电压Ｕ２－Ｕ３＝Ｕ２大于阈值电压时，该像素发光发光n此时所有未选点像素列接Ｕ４，行接Ｕ１，这时发光二极此时所有未选点像素列接Ｕ４，行接Ｕ１，这时发光二极管上电压反偏，残存在像素上的电荷被放掉，像素处于深管上电压反偏，残存在像素上的电荷被放掉，像素处于深度截止状态，抑制了像素中感生电流的产生度截止状态，抑制了像素中感生电流的产生n半选点：其上所加的电压分别为Ｕ４－Ｕ２或Ｕ２－Ｕ４，半选点：其上所加的电压分别为Ｕ４－Ｕ２或Ｕ２－Ｕ４，其值均为负值，使处于半选点的像素处于截止状态其值均为负值，使处于半选点的像素处于截止状态57３．带灰度控制的显示３．带灰度控制的显示n１幅值控制法１幅值控制法n在输出数据的列驱动器中加入输出的电信号幅值的控制，在输出数据的列驱动器中加入输出的电信号幅值的控制，使有机电致发光显示产生灰度的变化。

这种灰度的控制称使有机电致发光显示产生灰度的变化这种灰度的控制称为灰度的幅值控制法为灰度的幅值控制法n灰度的幅度值控制法的驱动原理：列驱动器的恒流电路具灰度的幅度值控制法的驱动原理：列驱动器的恒流电路具有逻辑可编程功能，每一列数据输出都由一路输出恒流大有逻辑可编程功能，每一列数据输出都由一路输出恒流大小可控的恒流电路，每一路恒流电路的逻辑控制输入端江小可控的恒流电路，每一路恒流电路的逻辑控制输入端江河表征该像素灰度级的二进制数据相连，二进制数不同则河表征该像素灰度级的二进制数据相连，二进制数不同则在恒流输出端得到的电流幅度值不同，一般Ｎ位二进制数，在恒流输出端得到的电流幅度值不同，一般Ｎ位二进制数，将对应２Ｎ种状态，从而实现灰度显示将对应２Ｎ种状态，从而实现灰度显示n例：一个像素有３位数据，可设计一种电路恒流输出具有例：一个像素有３位数据，可设计一种电路恒流输出具有２３＝８挡的电路，则该电路可以显示８级灰度显示２３＝８挡的电路，则该电路可以显示８级灰度显示58n２空间灰度调制２空间灰度调制n将显示像素划分为若干可单独控制的将显示像素划分为若干可单独控制的“子像素子像素”，，当显示像素中不同数量的当显示像素中不同数量的“子像素子像素”被选同时，在被选同时，在一定距离外观察，像素将显示不同的灰度等级一定距离外观察，像素将显示不同的灰度等级n这种方法的优点：不需要特殊的驱动，控制技巧这种方法的优点：不需要特殊的驱动，控制技巧n缺点：首先不可能将显示像素分割成很多子像素，缺点：首先不可能将显示像素分割成很多子像素，因此不可能有很多灰度级别。

其次，其灰度级别因此不可能有很多灰度级别其次，其灰度级别是增加微细加工成本的成本和降低分辨率来实现是增加微细加工成本的成本和降低分辨率来实现的且大量子像素需要大量驱动、控制电路且大量子像素需要大量驱动、控制电路造成成本增加成成本增加59n３．时间灰度调制３．时间灰度调制n在一个时间单位内，控制显示像素选通截止的时间长短，在一个时间单位内，控制显示像素选通截止的时间长短，从而使显示像素在观察者眼中形成不同灰度从而使显示像素在观察者眼中形成不同灰度n（１）帧灰度调制（１）帧灰度调制n若选取若干帧为一个单位，在这个单位内某一像素在不同若选取若干帧为一个单位，在这个单位内某一像素在不同帧内被导通，使像素呈现不同灰度帧内被导通，使像素呈现不同灰度n这种灰度调制法是把若干帧合并为一个大单位，所以会引这种灰度调制法是把若干帧合并为一个大单位，所以会引起灰度级别的闪烁，为了保证不出现闪烁，必须增加帧频，起灰度级别的闪烁，为了保证不出现闪烁，必须增加帧频，由于有机电致发光显示屏，在窄脉冲驱动下，寿命缩短，由于有机电致发光显示屏，在窄脉冲驱动下，寿命缩短，所以帧频不可能很低所以帧频不可能很低60n（２）脉宽灰度调制（２）脉宽灰度调制n在扫描脉冲对应的数据脉宽中划出一个灰度调制在扫描脉冲对应的数据脉宽中划出一个灰度调制脉冲，这个脉冲的宽度可以划分多个级别，不同脉冲，这个脉冲的宽度可以划分多个级别，不同宽度级别代表不同灰度信息。

从而可以使被选通宽度级别代表不同灰度信息从而可以使被选通的像素实现不同的灰度级别的像素实现不同的灰度级别61脉冲灰度调制脉冲灰度调制62n脉冲１是选通所有像素的脉冲，则与脉冲１选通脉冲１是选通所有像素的脉冲，则与脉冲１选通脉宽相同的数据脉宽将对应最高的亮度，一般也脉宽相同的数据脉宽将对应最高的亮度，一般也将对应最高灰度级数据脉宽，把最高灰度级数据将对应最高灰度级数据脉宽，把最高灰度级数据脉宽４等分，则脉冲３和脉冲４将分别对应灰度脉宽４等分，则脉冲３和脉冲４将分别对应灰度２级和灰度１级２级和灰度１级n这种调制方法不仅可以在一个像素上实现灰度调这种调制方法不仅可以在一个像素上实现灰度调制，而且可以很容易地通过数字电路控制将灰度制，而且可以很容易地通过数字电路控制将灰度信息携带在列信号脉冲上，非常方便信息携带在列信号脉冲上，非常方便63。