非晶硅薄膜晶体管有机发光显示模块的研制

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1、1绪论1.1引言进入20世纪以来，显示技术作为人机联系和信息展示的窗口已应用于娱乐、工业、军事、交通、教育、航空航天、卫星遥感和医疗等各个方面，显示产业已经成为[1]电子信息工业的一大支柱产业。在20世纪，图像显示器件中，阴极射线管(CRT)占了绝对统治地位，但是与此同时，平板显示器(FPD)也在飞速发展着，人们预言，21世纪将是平板显示的时代，人们多年以来梦寐以求的、薄而轻的壁挂式电视机已经出现，并将在不远的将来得到普[1]及。另外，液晶显示器(LCD)是平板显示器中的佼佼者，它代表着显示器平板化的发展趋势，但它

2、明显的缺点是响应速度太慢、视角范围窄、工作时需要外部光源的配合、属于被动发光、温度特性使其难于在低温下运用、制作工艺复杂。等离子体显示器(PDP)是采用了近几年来高速发展的等离子平面屏幕技术的新一代显示设备。PDP具有视角宽、寿命长、刷新速度快、光效以及亮度高、易于制作大屏幕、工作温度范围宽等许多优良特性。目前彩色PDP采用的数字灰度技术可使图象灰度超过256级，并且能满足24位真彩色的要求，但是由于PDP是以三维空间结构向各个方向来发光[1]的，因此它易产生像素交叉效应，而且造价相对昂贵。最近，一种崭新的有机物发

3、光显示器件(OrganicLightEmittingDevice,OLED)悄然出现在人们的视线之内，它的主要特点是超轻超薄、响应快（最快在/1μs以下）、视角宽、光效高、高亮度、高对比度、低功耗、像素自身发光、优异的抗震性能、可弯曲、全彩色显示、加工工艺简单方便和制造成本低廉。它的出现对未来的图像显示技术的发展取向带来无法估量的影响力，估计在未来5年内OLED将成为一种重要的超轻超薄[2]显示器。如图1-1，OLED是指有机半导体材料和发光材料在电场驱动下，通过载流子注入和复合导致发光的现象。其原理是用ITO透明

4、电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极，在一定电压驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层，电子和空穴分别经过电子和空穴传输层迁移到发光层，并在发光层中相遇，形成激子1并使发光分子激发，后者经过辐射弛豫而发出可见光。辐射光可从ITO一侧观察到，[3,21]金属电极膜同时也起了反射层的作用。[4]图1-1OLED结构原理图[5,7,8]与LCD相比，OLED具有以下的优点：1.主动发光的特性让OLED几乎不存在视角的问题，在很大的角度内观看，显示画面不失真；（如图1-2）图1-2OLED的可视角很高2

5、.OLED器件的核心层厚度很薄，厚度可以小于1mm，厚度为LCD的1/3，同时OLED的质量很轻；（如图1-3）23.OLED的发光亮度已经超过100000cd/m，而且发光效率也很高，而LCD则受其采用的光源及本身的光学特性所限制，还不能同OLED相匹敌；4.OLED的发光材料丰富，无须外部光源的帮助就可以产生明亮的红、绿、蓝三基2色光，易于实现彩色显示；5.OLED器件单个像素的响应速度是LCD元件的1000倍，可以实现高速度的视频重放，并且动态画面质量很高；图1-3世界上最薄的数码时钟06.OLED器件使用温

6、度范围广，在零下40C能正常显示；7.OLED仅使用了提供给显示器最大能量的25％，能耗略低于液晶；8.OLED器件单个像素尺寸可以相当小，使得其分辨率很高，非常适合应用在微显示设备；9.OLED能够在不同材质的基板上制造，可实现柔软显示；（如图1-4）图1-4制作在柔软基板上的OLED10.OLED所需材料很少，制造工艺简单，据估计OLED量产时的成本要比LCD至少节省20％；311.OLED器件为全固态结构，无真空、液体物质，抗震性好，可以适应极大的加速度、振动等恶劣环境。OLED的应用领域包括手机、可视电话、

7、便携消费电子产品、汽车仪表显示、自动办公设备和工业应用。OLED的快速响应时间非常适合MP3、PMP等多媒体应用，今后其应用将从手机副显示屏拓展到主屏显示，特别是在3G和多媒体广播应用中。随着性价比的提高，OLED将在手机和多媒体播放器市场中获得更加多的市场空间。自发光和轻薄短小的特性符合便携产品发展的潮流。汽车和工业应用将为OLED打开新的市场。未来OLED的成本将进一步下降，彩色OLED将会同单色LED在小屏显示领[9]域形成竞争。有机电致发光(OLED)显示器有诸多理由被人们视为“下一代平板显示器”。OLED

8、显示器不仅结构简单，而且几乎在所有的显示参数上都接近甚至超过了有源矩阵式液[12]晶显示器(AM-LCD)的表现，尤其在反应时间和可视角上很有优势。然而，AM-LCD在显示器尺寸、使用寿命以及生产成本等方面依然要优于OLED显示器，使其目前在[23]平板显示器领域仍占统治地位。2006年，全球OLED产业获得长足发展，围绕OLED显示材料寿命短的问题，各国的