OLED器件材料和工艺介绍

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
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
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
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
Principle Advantag Disadvantag Applicatio
Digital
Drivin g
Sche Amnaelo
g
Drivin g
1.Area period gray level
2.Time period gray level
Divided voltage gray level
of TFT2.
Variation of gray-scale
Display Area
4 Transistors (4-T) Pixel Circuit
Vdd
Dataline
Scanline
M003
M001
OLED parameters:
Cequivalent = 5pF Cstorage = 600fF Rserial = 36
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
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 • 适合bottom，top,am or pm • 无空腔，抗机械强度高，可应用touch
can result in non-uniform brightn in AM-OLED.
Digital Driving Scheme: Area Period
One pixel with 3 bit gray level
Vdd
Scanline
TFT1 TFT2
Level 0 Level 1
Cs
OLED
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 • 适合bottom，top,am or pm
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
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、 目标市场 PDA等中小型显示器，抢占
TN/STN市场
数码相机、数码摄象机、Smart Phone 等，取代TFT-LCD在消费性市场的地位
AM驱动方式
1.Voltage driving scheme for AM-OLED Analog driving scheme
(A)
Pixel for LCD
Cs
OLED
Dataline
(B)
Pixel for OLED
Pixel Operation for OLED Display
Voltage signal
Scanline
Vdd
Current signal
TFT1 TFT2
Cs
OLED
Dataline
Analog Driving Scheme
panel • 产品可在低压状态下工作 • 透氧透水性有待检验
复合薄膜
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
2.Compatible with LCD driver.
3.Simple pixel circuit.
Schem 4.High aperture ratio.
Cureren 1.Control the brightness
t
of
OLED directly.
Drivin 2.Great tolerance of
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）
M002
M004 OLED
Cs
Vdd
Pixel Operation (Turn-on Period)
Dataline Scanline
M001
Current Signal
Setting Voltage
Vdd
Vgateline=15v
M003
Vdd
=14.1v
Idata =10uA
M002
( ) Ioled
TFT
OLED
( ) I oled
=
1 2
μ
⋅ C OX
⋅W L
⋅
VGS
− Vth
2
Characteristics Variation of TFT
Vdd
Scanline
TFT1 TFT2
Cs
OLED
Dataline
( ) Ioled
=
1 2
μ
⋅
COX
⋅
W L
⋅
VGS
−Vth
2
Variation of μ or Vth between pix
OLED——Vs LCD（色彩亮度对比）
OLED——Vs LCD（视角对比）
OLED——Vs LCD（性能）
OLED——在显示器中的分类
OLED
OLED——应用
小尺寸OLED （1~7英寸）
手机/MP3 应
PDA
数码相机
用 车载显示器
驱动 方式
无源被动（PM）
中尺寸OLED （10 ~ 40英寸）
2.Current driving scheme for high performance AM-OLED Digital driving scheme
Basic Pixel for LCD and OLED Display
Scanline
Vdd
Scanline
TFT1
TFT
TFT2
Cs
CLC
Dataline
=
1 2
μ
⋅
COX
⋅W L
⋅
VGS
− Vth
2
M004 OLED
Cs
Vdd
Pixel Operation (Turn-off Period)
Dataline Scanline
M001
Voltage holding
Vdd
Vgateline=15v
Vdd
M003
=14.1v
Idata =10uA
Constant
笔记本
监视器
TV
有源主动（AM）
OLED——结构原理图
OLED——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
OLED——象素结构图
底发射和顶发射
OLED——全彩方式
方式 图示
RGB 3色排列
白光+彩色滤光片(CF) 蓝光+色变换层(CCF)
• 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
被动式驱动
主动式驱动
优点
‧构造简单 ‧成本较低
‧低电压驱动、低功耗 ‧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
Precisee
color reproductio n
Reduced data driver
1.Compelex data
driver 2.Complex
process
Non-uniformity of gray level due to threshold voltage change
Smallnsize
g
variations of Vth and
Schem mobility.
e
Disadvantage
1. Non-uniformity of gray level due to threshold voltage change.
1. Complex driver circuit. 2. Complex pixel circuit. 3. Low aperture ration
OLED——Vs LCD（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 ℃ ~ 50 ℃
OLED
自发光 >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 ℃
OLED——Vs LCD（剖面结构）
PMOLED——工艺流程
PMOLED——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（HIL）材料
原理
R
G
B
RGB三色发光材料wk.baidu.com立
发光
R
G
B
以白光为背光，再加彩
色滤光片
R
G
B
以蓝光为光源，经色变
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
•高纯度长寿命红光材料 •提高光线使用率
的开发
(CF会遮挡光线)
•色变换材料的光色纯 度与效率
•提高红光转换效率
OLED——产品结构图
OLED——空穴传输(HTL)材料
空穴传输材料
TPD NPB TTB HTM2
Tg （℃） 60 78 82 98
OLED——掺杂材料
OLED——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
电极材料
发光效率
OLED失效机理分析
Content
Level 2 Level 3
Level 4
Digital Driving Scheme: Time Period
One pixel with 5 bit gray level
Voltage 5V
One pixel turn-on period
16
8
4 21
Time
Comparison of Driving Scheme
M002
current
M004 OLED
Cs
Vdd
Variation of Drain Current
Drain Current Variation (%)
12
Modified 4-transistor pixel Conventional 2-transistor pixel
12.3%
10
8.4%
8
6
5.9%
4
3.5%
3.17%
2
0.59%0.9% 0.02%
0.2%
0.68%
0
0.5
0.7
0.9
1.1
1.3
Threshold Voltage (V)
Comparison of Analog Driving Scheme
Advantage
Voltag e
Drivin g
1.Simple architecture of driver.
with low resolution
Small to medium size with high resolution
Sche me
2 Transistors (2-T) Pixel Circuit
Vdd Scanline
TFT1
TFT2
Cs Dataline
OLED
• Variations of threshold voltage(Vth) and mobility(μ) can affect the output current