狠狠撸

翱尝贰顿器件、材料和工艺介绍

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

翱尝贰顿——介绍
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

翱濒别诲器件材料和工艺介绍

翱尝贰顿——痴蝉尝颁顿（性能）

LCD OLED

需要背光自发光

有视角限制 >160度宽视角

响应时间100ms 相应快，1us

多层结构更薄，<1mm

不支持柔性显示柔性显示

工艺复杂，成本高工艺简单，具有低成

温度范围窄：本潜力

0 ℃ ~ 50 ℃ 使用温度范围宽 :
-40℃ ~ 85 ℃

翱尝贰顿——痴蝉尝颁顿（色彩亮度对比）

翱尝贰顿——痴蝉尝颁顿（视角对比）

翱尝贰顿——痴蝉尝颁顿（性能）

翱尝贰顿——在显示器中的分类

OLED

翱尝贰顿——应用
小尺寸OLED 中尺寸OLED
（1~7英寸）（10 ~ 40英寸）
手机/MP3 笔记本
应
PDA
监视器
数码相机
用 TV
车载显示器

驱动无源被动（PM）有源主动（AM）
方式

翱尝贰顿——结构原理图

翱尝贰顿——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

翱尝贰顿——象素结构图

OLED——全彩方式
方式 RGB 3色排列白光+彩色滤光片(CF) 蓝光+色变换层(CCF)

图示

R G B R G B R G B

原理 RGB三色发光材料独立以白光为背光，再加彩以蓝光为光源，经色变
发光色滤光片换层将光转为RGB三
色

发光效率＊＊＊＊＊＊

开发重点 ?RGB精确定位 ?白光的光色纯度 ?色变换材料的光色纯
?高纯度长寿命红光材料 ?提高光线使用率度与效率
的开发 (CF会遮挡光线) ?提高红光转换效率

翱尝贰顿——产物结构图

翱尝贰顿——痴蝉尝颁顿（剖面结构）

笔惭翱尝贰顿——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

翱尝贰顿——空穴注入（贬滨尝）材料

翱尝贰顿——空穴传输(贬罢尝)材料

空穴传输材料 Tg
（℃）
TPD 60
NPB 78
TTB 82
HTM2 98

翱尝贰顿——掺杂材料

翱尝贰顿——电子传输、发光层材料

翱尝贰顿——电子传输材料

翱尝贰顿失效机理分析

翱尝贰顿——驱动方式
被动式驱动主动式驱动
?构造简单 ?低电压驱动、低功耗
优点 ?成本较低 ?适合大尺寸．高分辨率发展
?寿命长
?不适合大尺寸、高分辨率发展 ?技术门槛较高
缺点（因尺寸和分辨率增加会造成 (需低温多晶硅TFT技术)
发光效率与寿命减少） ?生产成本高

显色能力单色或多彩全彩
车用显示器、游戏机、手机、数码相机、数码摄象机、Smart Phone
目标市场 PDA等中小型显示器，抢占等，取代TFT-LCD在消费性市场的地位
TN/STN市场

AM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

Basic Pixel for LCD and OLED Display

Vdd
Scanline Scanline

TFT1
TFT TFT2

Cs CLC Cs OLED
Dataline
Dataline

(A) (B)
Pixel for LCD Pixel for OLED

Pixel Operation for OLED Display

Voltage
signal
Vdd
Scanline
Current
signal

TFT1
TFT2

Cs OLED
Dataline

Analog Driving Scheme
TFT

OLED

W
μ ? C OX ? ? (VGS ? Vth )
1
I oled =
2

2 L

Characteristics Variation of TFT

Vdd
W
Ioled = μ ? COX ? ? (VGS ?Vth )
Scanline 1 2

2 L
TFT1
TFT2 Variation of μ or Vth between pix
can result in non-uniform brightn
in AM-OLED.
Cs OLED
Dataline

Digital Driving Scheme: Area Period
One pixel with 3 bit gray level

Vdd
Scanline

Level 0 Level 1
TFT1
TFT2

Cs OLED Level 2 Level 3

Level 4

Digital Driving Scheme: Time Period

One pixel with 5 bit gray level

Voltage One pixel turn-on period

16 8 4 2 1

5V

Time

Comparison of Driving Scheme

Principle Advantag Disadvantag Applicatio
e
Digital 1.Area period Precise 1.Complex data Smallnsize
e
gray level color driver with low
Drivin
g 2.Time period reproductio 2.Complex resolution
n
gray level process
Sche
Analo Divided
me Reduced Non-uniformity Small to
g voltage data driver of gray level medium
gray level due to threshold size with
Drivin voltage change high
g resolution
Sche
me

2 Transistors (2-T) Pixel Circuit
Vdd
Scanline

TFT1
TFT2

Cs OLED
Dataline

Display
Area
? Variations of threshold voltage(Vth) and
mobility(μ) can affect the output current
of TFT2.
Variation of gray-scale

4 Transistors (4-T) Pixel Circuit
Vdd

Dataline

Scanline M003

M001

M002

M004
OLED parameters: OLED
Cs

Cequivalent = 5pF Vdd
Cstorage = 600fF
Rserial = 36

Pixel Operation (Turn-on Period)
Vdd
Vgateline=15v
Dataline

Scanline M003
Vdd
=14.1v
M001

Current Idata =10uA
W
μ ? COX ? ? (VGS ? Vth )
1
I oled =
2
Signal M002
2 L
M004
OLED
Cs
Setting
Voltage Vdd

Pixel Operation (Turn-off Period)
Vdd
Vgateline=15v
Dataline

Scanline M003
Vdd
=14.1v
M001

Idata =10uA
Constant
M002
current
M004
OLED
Cs
Voltage
holding Vdd

Variation of Drain Current

Modified 4-transistor pixel 12.3%
12
Conventional 2-transistor pixel
Drain Current Variation (%)
10

8.4%
8

6 5.9%

4 3.5% 3.17%

2
0.9% 0.68%
0.59% 0.2%
0.02%
0
0.5 0.7 0.9 1.1 1.3
Threshold Voltage (V)

Comparison of Analog Driving Scheme

Advantage Disadvantage
Voltag 1.Simple architecture of 1. Non-uniformity of gray
e driver. level due to threshold
2.Compatible with LCD voltage change.
Drivin driver.
g 3.Simple pixel circuit.
Schem 4.High aperture ratio.
e
Curren 1.Control the brightness 1. Complex driver circuit.
of 2. Complex pixel circuit.
t
OLED directly. 3. Low aperture ration
Drivin 2.Great tolerance of
g variations of Vth and
Schem mobility.
e

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、工艺比较成熟
? 可靠性高,基板不需保护层
? 仅限基板为玻璃材质，背盖需要开槽

Frit 熔结
? 基板需要镀保护膜
? 基板与背盖之间通过玻璃框胶熔结
? 背盖可以不开槽
? 适合bottom，top,am or pm
? 防透氧透水性好
? 工艺较简单，对密封材料依赖度大
? 基板和背盖之间密闭空腔，只适合中小尺
寸屏
? 结构刚性太强和tacktime时间长等需要确认
? Samsung使用类似技术（corning有相关专
利

DAM&FILL
? 基板需要镀保护膜
? 基板与背盖之间完全填充uv胶材料
? 使用透明填充物
? 背盖不需开槽
? 无空腔，抗机械强度高，可应用touch
panel
? 产物可在低压状态下工作
? 透氧透水性有待检验

复合薄膜
? 无背盖，薄（封装层厚度3um），可做轻薄显示
? 柔性好，可做柔性显示
? 透过率高，无密闭空腔，可顶发光，低压环境工
作
? 膜层材料稳定性好，使用时间长
? 基片需要做保护层
? 膜层抗机械强度低
? 设备投资较大，tactime长，需要多组成膜设备
? 材料（有机膜层）需要特供
? 有vitex的barix技术及专利，使用需许可

Getter 涂布
? Dupont 有相似专利drylox
? 适合bottom，top也可以用，am or pm
? Getter 涂布后需要500度左右高温烧结

Ca膜树脂涂布
? Ca 膜 +树脂，涂布在背盖上
? 膜层透明
? 背盖不需开槽
? 基板需要镀保护层

Film 贴附
? 工艺不成熟，属于实验室开发项目
? 类似贴膏药贴住镀膜区，再固化
? 主要开发者有3M，富士胶卷，三菱树脂等
? 封装效果完全依赖贴附材料

工艺情况比较
工艺适用范围阻水效工艺成熟顶出光效果专利瓶颈
果度
can+desicc 中小屏较好高无 Kodak
ant 底出光
Frit 中小屏较好中好 corning
顶底出
光
DAM+FILL 大中小屏一般中较好 Sony？
顶底出透过率有损
Barix 光
大中小屏好中失
较好透过率 vitex
顶底出光有损失
Getter 大中屏较好高一般 Drylox(dupont)
顶底出出光面积小
Ca+树脂光
大中小屏未知中较好
顶底出透过率有损
FILM stick 光
大中小屏未知低失
未知 3M
顶底出 Fujifilm
光

工艺步骤和量产设备布局

工艺优选
? Frit
目前唯一amoled top量产工艺，性能应该有
保证，工艺并不复杂
? DAM+FILL
中试量产，抗冲击等机械强度好，适合大
屏和触摸屏发展，但阻隔水氧可靠性有待
检验
? Barix复合膜
除了微显示外，至今未有量产使用该工
艺，但是优点极多，是今后柔性显示的必
由之选

Homework
? OLED与LCD比有哪些优点和不足？（10%）
? OLED的基本结构是什么？各层材料分别起什么
作用？（20%）
? OLED的发光效率由哪些因素决定？荧光材料效
率高还是磷光材料效率高？为什么？（20%)
? OLED用2T1C驱动可能会有什么问题？（15%）
? OLED蒸镀有几种源，各有什么优缺点？（15%）
? OLED封装有几种方式？现阶段你会优选那种方
式？为什么？（20%）

狠狠撸

翱濒别诲器件材料和工艺介绍

Convert to study guideBETA

More Related Content

翱濒别诲器件材料和工艺介绍