PHOLED顯示技術(shù)
PHOLED的誕生
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/168153.htmPHOLED(磷光有機(jī)發(fā)光器件)是有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)的一種,它的效率可以高達(dá)傳統(tǒng)熒光OLED的4倍。OLED是單片固態(tài)器件,通常由被兩層薄膜導(dǎo)電電極夾在中間的一系列有機(jī)薄膜組成。如果在OLED上加電,導(dǎo)電載流子(空穴和電子)將從電極注入到有機(jī)薄膜。然后,在電場(chǎng)的作用下,這些載流子在器件內(nèi)部遷移,直到復(fù)合形成激子。一旦形成,這些激子或激發(fā)態(tài),將通過(guò)發(fā)光和/或發(fā)熱的方式下降到較低的能級(jí)。
利用傳統(tǒng)的熒光發(fā)射,只有大約25%的激子能量會(huì)轉(zhuǎn)化成光,而其余的75%會(huì)以熱的形式損失掉。通過(guò)使用某些磷光材料,UDC公司在普林斯頓大學(xué)和南加州大學(xué)的合作伙伴在20世紀(jì)90年代末發(fā)現(xiàn),高達(dá)100%的激子能量可以轉(zhuǎn)化為光。
表1UniversalPHOLED材料的器件性能數(shù)據(jù)
這一發(fā)現(xiàn)是個(gè)重大突破。這意味著,OLED的效率可以達(dá)到以往所能夠?qū)崿F(xiàn)的效率的4倍——這使得目前OLED能夠與LCD相媲美,在今后還能夠與白熾照明和熒光照明相抗衡。
特點(diǎn)和性能
表1突出了我們的幾種商用PHOLED材料的優(yōu)秀器件性能數(shù)據(jù)。
除表中色彩外,還有許多處于“開(kāi)發(fā)階段”的紅色、綠色、橙色、黃色和藍(lán)色的發(fā)光系統(tǒng),它們也具有出色的性能。
破記錄的能量效率
PHOLED技術(shù)和出色的PHOLED材料都是要實(shí)現(xiàn)低功耗OLED顯示和照明所必不可少的。PHOLED的外量子效率和發(fā)光效率是熒光OLED材料的4倍,因此也減少了產(chǎn)生的熱量并增多了AMOLED背板的選擇。這一點(diǎn)提供了使得OLED能夠與LCD以及傳統(tǒng)的光源相抗衡的重要優(yōu)勢(shì)。PHOLED也可以在非常低的電壓下工作,這進(jìn)一步增強(qiáng)了它們的低功耗特性。
鮮明的顏色
PHOLED顏色可以是深紅色、亮綠色甚至是亮藍(lán)色。隨著開(kāi)發(fā)的不斷進(jìn)行,PHOLED顏色種類(lèi)還在不斷地增加。
工作壽命長(zhǎng)
PHOLED材料的工作壽命在過(guò)去幾年間有長(zhǎng)足的進(jìn)步。現(xiàn)在,紅色材料已用在多種商用產(chǎn)品中,在各種各樣的工作條件下提供了超長(zhǎng)的工作壽命。UDC的綠色材料正在進(jìn)行商用評(píng)估,而藍(lán)色材料正在繼續(xù)朝著商用的目標(biāo)改進(jìn)。
用于生產(chǎn)的熱穩(wěn)定性
許多PHOLED材料都已經(jīng)經(jīng)過(guò)了在商業(yè)生產(chǎn)設(shè)備上的測(cè)試,展示出大批量生產(chǎn)所需要的長(zhǎng)周期時(shí)間。
生產(chǎn)的多功能性
PHOLED技術(shù)和材料可以很好地滿(mǎn)足各種各樣的生產(chǎn)工藝的使用需求。目前,PHOLED材料通常用在真空熱蒸發(fā)(VTE)設(shè)備中,但是它也可用于OVPD有機(jī)氣相沉積,激光轉(zhuǎn)寫(xiě)(LITI)和其他新型沉積/圖案成形工藝,包括目前正在開(kāi)發(fā)之中的噴墨打印工藝。
環(huán)境友好
HOLED可能是非常好的“綠色”顯示和照明解決方案。PHOLED通過(guò)提高能量效率降低了對(duì)電能以及非可再生的化石燃料的需求。消耗能源較少也意味著較小的環(huán)境壓力。同時(shí),OLED采用薄膜結(jié)構(gòu),體積小,從而能夠顯著減少CRT和熒光燈中普遍存在的廢料及其清除問(wèn)題。
功耗
UniversalPHOLED技術(shù)在制造OLED中的重要性已經(jīng)被業(yè)界認(rèn)可,其中OLED特別適用于電池供電的移動(dòng)顯示應(yīng)用。不過(guò),雖然不太明顯,但是它還具有能夠通過(guò)墻上插座來(lái)滿(mǎn)足大面積電視和照明需求的優(yōu)勢(shì)。為了展示這種優(yōu)勢(shì),我們分別對(duì)采用PHOLED與熒光OLED(FL-OLED)技術(shù)的有源矩陣OLED(AMOLED)的功耗建立了模型。
PHOLED的發(fā)光效率要高于FL-OLED,高達(dá)后者的4倍。這意味著,要實(shí)現(xiàn)與FL-OLED相同的像素亮度,PHOLED只需要小得多的電流。在A(yíng)MOLED中,PHOLED可以同時(shí)通過(guò)OLED和薄膜晶體管(TFT)背板來(lái)降低功耗。
考慮下面的例子:在全彩的AMOLED中,有30%的像素被點(diǎn)亮,我們目前能達(dá)到的PHOLED發(fā)光效率與FL-OLED相比能夠節(jié)省50%的功耗,而與目前的LCD同類(lèi)相比能夠節(jié)省40%功耗。通過(guò)對(duì)PHOLED的進(jìn)一步優(yōu)化,這種優(yōu)勢(shì)將進(jìn)一步擴(kuò)大。
大面積OLED電視也能夠節(jié)省類(lèi)似的功耗。盡管這些應(yīng)用通常可以采用市電供電,但是通過(guò)美國(guó)能源部的能源之星(EnergyStar)計(jì)劃以及其他計(jì)劃,提高電視的能源效率的需求也越來(lái)越強(qiáng)烈。此外,改善能源效率也是DOE啟動(dòng)固態(tài)照明的中心思想。為此,PHOLED技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了高效率白光照明的可能性——為OLED在照明應(yīng)用中的使用創(chuàng)造了新的機(jī)遇。
溫度升高不明顯
因?yàn)闆](méi)有轉(zhuǎn)化為光能的電能會(huì)轉(zhuǎn)化為熱量,所以顯示和照明在工作時(shí)通常都會(huì)出現(xiàn)溫度升高的現(xiàn)象。在大尺寸OLED電視或照明中,這種溫度的升高變得特別明顯。PHOLED技術(shù)可以大幅減少這種升溫。例如,F(xiàn)L-OLED中的溫度會(huì)升高大約30℃,而PHOLED技術(shù)則將這一數(shù)值降低到10~17℃(假定是對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)40英寸的AMOLED)。降低溫度升高的數(shù)值是非常重要的。它能夠延長(zhǎng)OLED的壽命,因?yàn)槔匣目炻c溫度有關(guān)。它也緩解了要轉(zhuǎn)移生成的熱量所需要的空氣調(diào)節(jié)的壓力——這一點(diǎn)使得PHOLED技術(shù)成為所有“綠色”或環(huán)保策略中的重要元素。
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背板兼容性
目前,非晶硅(a-Si)背板技術(shù)是主流技術(shù),它具有成熟、安裝成本低的生產(chǎn)基礎(chǔ)。低溫多晶硅(LTPS)是相對(duì)較新的技術(shù),它使用更復(fù)雜的工藝,成品率要低于a-Si。但是,LTPS的性能更高一些——它提供了更高的載流子遷移率,所以驅(qū)動(dòng)電路能夠直接集成在襯底上以降低成本,特別是對(duì)于小面積顯示。過(guò)去人們也認(rèn)為L(zhǎng)TPS所提供的更高遷移率是滿(mǎn)足OLED大電流驅(qū)動(dòng)條件所必需的。在PHOLED問(wèn)世之前,這種想法是對(duì)的。PHOLED的小電流驅(qū)動(dòng)降低了TFT背板的功耗,從而減少了對(duì)遷移率的需求。因此,PHOLED技術(shù)成為a-Si背板是否能夠在大面積顯示中獲得應(yīng)用的關(guān)鍵因素。今后,PHOLED也可能會(huì)促成業(yè)界采納低成本有機(jī)TFT。
P2OLED
P2OLED可打印,磷光OLED材料和技術(shù)正在促進(jìn)高效的PHOLED技術(shù)與低成本的印刷設(shè)備相結(jié)合。如噴墨打印,有可能為大面積OLED顯示器提供更低成本的解決方案。在使用與以解決方案為基礎(chǔ)的制造工藝上,P2OLED可打印,磷光OLED材料開(kāi)發(fā)已取得了重大進(jìn)展。精工愛(ài)普生株式會(huì)社(愛(ài)普生)在洛杉磯舉行的信息顯示學(xué)會(huì)2008年學(xué)術(shù)研討會(huì)上發(fā)表的一份聯(lián)合文件中認(rèn)為,這些進(jìn)展在一定程度上得益于生產(chǎn)聯(lián)合開(kāi)發(fā)計(jì)劃。隨著高光效的PHOLED技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展,通過(guò)使用一套完整的UDC開(kāi)發(fā)的OLED材料,該小組在延長(zhǎng)自旋涂層、底部發(fā)射裝置中紅色和綠色材料P2OLED的工作壽命上取得了重大進(jìn)展,如表2所示。
評(píng)論