OLED技术中的关键问题

【中心议题】

• *介绍了OLED技术中的几个关键问题
• *OLED柔性显示器技术的难点及解决方案

【解决方案】

• *减少功耗
• *提高画质
• *提高寿命

1减少功耗

功耗通常是电子器件一个非常重要的指标。降低OLED显示器功耗,可以从材料、器件结构、驱动方法三方面着手。

在材料方面,高效荧光和磷光材料一直是研究的热点。其中短波长的蓝色材料,其发光层禁带宽、电子注入效率和移动速率低,故一直是开发课题的重点。荧光掺杂材料和磷光掺杂材料也备受关注,柯达公司用新型的荧光材料已开发出电流效率高达11 cd/A,CIE(0.14,0.18)的蓝光OLED器件;而蓝色磷光掺杂材料目前主要以Flrpic为主,Tsai等人开发出一种新型主体材料CzSi,以此为发光层,器件流明效率高达26.7 Im/W,是迄今为止研发出的较好器件。

器件结构方面,改善电子输送层和引入顶发射结构成为当今研发主题。其中通过改善电子传输层和注入效率,可以将驱动电压降至2.0 V以下。另外顶发射结构器件还可利用微腔效应兼顾低功耗和高色纯度两方面性能。

驱动方面,日立公司运用LTPS技术,结合钳位反向转流器,将列驱动和扫描驱动集成一体化,成功研制出2.5 inAMOLED显示器。该显示器在100 cd/m2时,功耗可降低至350 mW(该值是通过偏光器时值),像素为△阵列排列,其分辨率为640×240,开口率为30%。

2提高画质

OLED的高画质化方面,作为高精细化的制造工艺技术LIT(I激光热打印法)的开发一直在持续当中。有机电致发光要凌驾于用先前的TFT液晶即平板来实现的2 inVGA的精细度,就要靠发光层成膜技术。所谓的LITI法,即发光体先蒸发成膜源,此薄膜在激光照射下在基板玻璃上沉积成膜。施主薄膜的基质(基体膜)与发光体之间设计了LTHC层,LTHC层在受激光快速加热后膨胀,使发光层与基体膜相分离,从而使激光能在玻璃基板上转动成膜。应用LITI法,加热速度为7×10℃/s,LTHC温度瞬间即可达到2 000℃,此外发光层在1 ms内温度可超过125℃,不会引起发光材料变质,有着传统方法不可比拟的优势。

3提高寿命

手机用的2 in有机平板的亮度半寿命,在全白亮度150 cd/m2的情况下可达15 000 h(该值是使用偏光镜时的值),可通过发光材料、电子传输层的改善、器件结构最优化和封装技术的改善等来满足寿命要求。在过去几年中OLED寿命翻了4~5倍,现已超过了20 000 h,半寿命的平均初始亮度为150 cd/m2。预计要达到电视机应用的要求,OLED的半寿命需要达到60 000 h左右。OLED在半寿命上的发展迅速,预计2008就可以实现应用于电视机显示的目标。

4柔性显示

OLED柔性显示器(又称为可卷曲显示器,FOLED)是显示技术领域的趋势之一。可挠式面板是能打败LCD的地方,也是OLED未来最大的优势之所在。要实现柔软显示需要解决的主要问题是,电极层以及有机层的附着性能、基板的气密性和封装技术。三星公司开发出了2种使用玻璃金属丝和栅材料代替封装技术的新技术,一种是使用有机和无机材料多层膜代替传统栅材料的封装技术,在今后的2~3年之内可开发出实用材料。另一种是柔性化方面,在金属箔上镀上有机电致发光膜后形成可卷曲的有机电致发光平板,现已开发出。

制作FOLED的难点主要有以下几个方面:(1)柔性衬底(包括塑料)的平整性通常比玻璃衬底要差,衬底表面的突起会给膜层结构带来缺陷,引起器件的损坏。(2)大部分柔性衬底的熔点很低,在经受目前用于制作玻璃衬底OLED产品的高温工艺过程时会变形甚至熔化。(3)FOLED对水蒸气和氧气反应敏感,而大部分柔性衬底没有足够能力充分阻挡外界的杂质和气体,这将会极大地影响其发光性能。基本解决办法是采用改性聚合物组成的柔性玻璃,这种聚合物有一定的耐温范围和表面具有柔滑特性,是无机的和有机层合成的一种物质。玻璃虽然对温度和化学药品反应范围宽,其硬度较大,对它薄化和在表层覆盖聚合物进行处理,既可以改善机械强度,又可以使其具有柔性特征。