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名师讲科技前沿系列--图解OLED显示技术

作者: 田民波著

出版社: 化学工业出版社

出版时间: 2019-10

版次: 1

ISBN: 9787122343772

定价: 49.80

装帧: 平装

开本: 32开

纸张: 胶版纸

页数: 275页

分类: 工程技术

1 张插图图片

78人买过

“名师讲科技前沿系列”是作者在清华大学长期授课教案的归纳和扩展。《图解OLED显示技术》是其中的一个分册，内容包括OLED发展简介、OLED如何实现发光和显示、如何提高OLED的发光效率、OLED的结构和材料、OLED是如何制造的、OLED的现状和未来等，涉及OLED的方方面面。

针对OLED的入门者、制作者、研究开发者等多方面的需求，本书在汇集大量资料的前提下，采用图文并茂的形式，全面且简明扼要地介绍OLED的新工艺、新进展、新应用。可作为化学、材料、微电子、显示技术、精密仪器等学科学生和技术人员参考。田民波，清华大学，材料学院，教授，博士生导师，长期从事材料学的教学与科研工作，在电子材料、封装技术、磁性材料、粉体材料等领域取得了原创性成就。已经和现承担的课题有：科学基金重大项目“高密度封装的应用基础研究”；国际合作项目“零收缩率LTCC研究”；“十五”军工预研项目“新型叠层LCCC-3D MCM封装技术研究等。第1章 OLED 发展简介

1.1 OLED 成功发光的关键——采用超薄膜和多层结构 2

1.1.1 OLED 的发明和实用化的历史 2

1.1.2 OLED 成功发光的关键——“超薄膜”和“多层结构” 4

1.1.3 OLED 的原理及特征 6

1.1.4 OLED 器件的多层结构 8

1.1.5 OLED 器件中所用的材料系列 10

1.1.6 OLED 器件的高性能化 12

1.1.7 色素掺杂在OLED 中的应用 14

1.2 OLED 的进展和发展前景 16

1.2.1 决定OLED 特性的各种因素 16

1.2.2 如何高效率取出光 18

1.2.3 超高效率白光OLED 屏 20

1.2.4 OLED 显示器难得的发展机遇 22

1.3 OLED 的发光原理——载流子注入、复合、激发和发光 24

1.3.1 无机EL 的发光原理 24

1.3.2 半导体LED 的发光原理 26

1.3.3 原子、分子的激发和退激发光 28

1.3.4 OLED 的发光原理 30

1.3.5 有机材料中为什么会有电流流动 32

1.3.6 OLED 发光的基本物理过程 34

1.3.7 载流子注入复合发光的原理 36

书角茶桌

最优显示技术和效果 38

第2章 OLED 如何实现发光和显示

2.1 有机材料电致发光的原理 40

2.1.1 关于价带、HOMO 和氧化电位 40

2.1.2 半导体和能带图 42

2.1.3 磷光与荧光的不同 44

2.2 载流子的注入和迁移 46

2.2.1 由电极的载流子注入 46

2.2.2 键合力及载流子在有机分子间的迁移 48

2.2.3 载流子迁移率的测量方法 50

2.2.4 何谓空间电荷限制电流? 52

2.3 有机半导体和导电高分子 54

2.3.1 有机半导体与导电高分子 54

2.3.2 有机材料的P 型和N 型 56

2.3.3 光吸收与发光 58

2.3.4 如何评价OLED发出的光 60

2.3.5 关于辉度和照度 62

2.3.6 光与色的关系 64

2.3.7 OLED 用材料依用途不同而异 66

2.4 有机半导体电致发光材料 68

2.4.1 发光材料有小分子、高分子材料之分 68

2.4.2 代表性的发光材料 70

2.4.3 小分子发光材料的结构及发光机制 72

2.4.4 能量转移和载流子捕获 74

2.4.5 色素掺杂系统中激发能从分子到分子的转移 76

2.4.6 导电性为高分子发光材料所必需 78

书角茶桌

OLED与能量的单位 80

第3章如何提高OLED 的发光效率

3.1 如何提高光取出效率 82

3.1.1 表示发光效率的外部量子效率 82

3.1.2 对发光效率有重大影响的PL 量子效率 84

3.1.3 必须提高光取出效率 86

3.1.4 光的干涉也会起作用 88

3.2 影响发光效率的因素 90

3.2.1 从空穴与电子复合直到发光的过程 90

3.2.2 OLED 的发光效率 92

3.2.3 有机EL 的能带模型 94

3.3 OLED 器件用荧光发光材料 96

3.3.1 空穴传输材料的分子结构及玻璃化转变温度（Tg）、离化能（Ip）的数据 96

3.3.2 用于OLED 元件的电子传输材料 98

3.3.3 OLED 荧光发光体系：主体+ 掺杂剂（客体） 100

3.3.4 OLED 用荧光性主（Host）发光材料 102

3.3.5 OLED 用荧光性客（Guest）发光材料 104

3.4 荧光与磷光的区别 106

3.4.1 荧光发光和磷光发光 106

3.4.2 三阶降落发出“荧光”，二阶降落发出“磷光” 108

3.4.3 电子自旋方向决定激发状态是单线态还是三线态 110

3.4.4 关于“荧光”和“磷光” 112

3.5 OLED 器件用磷光发光材料 114

3.5.1 金属配合物系磷光发光材料 114

3.5.2 OLED 用铱（Ir）系金属配合物磷光发光材料 116

3.5.3 量子点显示 118

3.5.4 PLED 用FIrpic 衍生物和聚芴衍生物 120

3.5.5 高分子空穴注入材料及阳极材料 122

3.6 磷光发光和延迟荧光发光 124

3.6.1 主材料及客材料的激发能与发光的关系 124

3.6.2 磷光主材料的激发三线态能量 126

3.6.3 最早研究的磷光材料 128

3.6.4 利用延迟荧光也可使激子生成效率达100% 130

书角茶桌

有机材料的成本及关键制作工艺 132

第4章 OLED 的结构和材料

4.1 分层结构及高效率OLED 器件 134

4.1.1 功能分离积层型元件结构 134

4.1.2 能隙主材料、电子传输材料，热活化，延迟荧光发光材料 136

4.1.3 高效率磷光蓝光元件和白光OLED 元件 138

4.1.4 多光子发生器件（堆叠型器件）和交流驱动OLED 140

4.1.5 低电压磷光OLED 元件 142

4.2 载流子注入、传输和阻止材料 144

4.2.1 载流子注入材料 144

4.2.2 常用的载流子传输材料 146

4.2.3 防止空穴穿透的载流子阻止材料 148

4.3 OLED 器件用电极材料 150

4.3.1 小分子系无源驱动型OLED 器件的结构 150

4.3.2 取出光的透明电极 152

4.3.3 阳极材料——IZO 与ITO 的比较 154

4.3.4 阴极金属和功函数 156

4.4 OLED 器件的彩色化方式 158

4.4.1 彩色显示不可或缺的RGB 158

4.4.2 OLED 彩色化方式的比较 160

4.4.3 三色独立像素方式（三色分涂方式） 162

4.4.4 彩色滤光片（CF）方式 164

4.4.5 色变换（CCM）方式 166

4.5 OLED 器件的驱动 168

4.5.1 矩阵方式显示器驱动扫描方式的种类 168

4.5.2 无源矩阵（简单矩阵）驱动方式 170

4.5.3 有源矩阵驱动方式 172

4.5.4 无源矩阵和有源矩阵两种驱动方式的对比 174

书角茶桌

热活化延迟荧光（材料） 176

第5章 OLED 是如何制造的

5.1 OLED 器件的制作工艺（1）——制作工艺流程 178

5.1.1 小分子系无源矩阵驱动型全色OLED 的制作工艺流程 178

5.1.2 前处理，成膜和封装 180

5.1.3 PMOLED 和AMOLED 的制作工艺流程 182

5.1.4 从群集式到直列式蒸镀装置的过渡——可以缩短生产节拍( 间隔) 时间的直线式生产线 184

5.1.5 利用条状阴极障壁兼作掩模制作像素阵列 186

5.1.6 利用条状阴极障壁的无源驱动OLED元件的像素结构 188

5.2 OLED 器件的制作工艺（2）——蒸镀成膜 190

5.2.1 容易控制膜厚的真空蒸镀法 190

5.2.2 OLED 元件制作中蒸镀成膜的特殊性 192

5.2.3 热壁（Hot Wall）蒸镀法与普通点源蒸镀法的对比 194

5.2.4 不断进化中的真空蒸镀法 196

5.2.5 主材料和客材料的共蒸镀——色素掺杂法 198

5.2.6 引入辅助发光(EA) 掺杂剂的发光系统 200

5.2.7 利用遮挡掩模分涂RGB 三原色有机色素 202

5.2.8 OLED 各种膜层的蒸镀成膜 204

5.2.9 透明电极的形成与溅射法 206

5.3 OLED 器件的制作工艺（3）——量产系统 208

5.3.1 小分子系OLED 量产系统的一例 208

5.3.2 小分子系OLED 量产制造装置及流程 210

5.3.3 小分子系OLED 量产制造工艺过程 212

5.3.4 OLED、PLED——材料和结构均不同的两种有机EL 器件 214

5.4 PLED 器件的制作工艺（4）——喷墨印刷 216

5.4.1 由溶液制作薄膜的涂布法 216

5.4.2 何谓印刷电子 218

5.4.3 喷墨法形成图形 220

5.4.4 喷墨法制作RGB 像素单元 222

5.4.5 印刷法制作OLED 元件简介 224

5.4.6 凹版印刷法制作大尺寸OLED 226

5.4.7 PLED 的量产系统 228

5.4.8 制作大屏用的激光转印法 230

5.5 OLED 器件的制作工艺（5）——OLED 的封装 232

5.5.1 OLED 和PLED 的制作工艺流程 232

5.5.2 至关重要的封装和干燥剂 234

5.5.3 正常发光和黑点缺陷 236

5.5.4 封装用金属封装罐的自动供应线 238

5.5.5 封装膜封装的成膜工艺和封装方式 240

书角茶桌

OLED 与TFT LCD 的竞争 242

第6章 OLED 的现状和未来

6.1 OLED 的改进——上发光型面板和全色像素 244

6.1.1 OLED 需要开发的技术课题 244

6.1.2 下出光方式和上出光方式 246

6.1.3 下出光型和上出光型面板的对比 248

6.1.4 SOLED 的全色像素技术与发光时间控制电路技术 250

6.1.5 铟镓锌氧化物（IGZO）薄膜晶体管驱动 252

6.1.6 IGZO 薄膜三极管驱动的优势 254

6.2 OLED 将与LCD 长期共存 256

6.2.1 轻量、柔性OLED 器件 256

6.2.2 OLED 的技术发展和产业化现状 258

6.2.3 柔性OLED 器件的耐弯折特性 260

6.2.4 柔性显示器应具备的条件 262

6.2.5 极薄型壁挂式OLED 显示器 264

6.2.6 无时不有、无处不在的显示器 266

6.2.7 OLED 与LCD 长期共存，共同发展 268

书角茶桌

如何理解“半导体显示” 270

参考文献 272

作者简介 273
内容简介:
“名师讲科技前沿系列”是作者在清华大学长期授课教案的归纳和扩展。《图解OLED显示技术》是其中的一个分册，内容包括OLED发展简介、OLED如何实现发光和显示、如何提高OLED的发光效率、OLED的结构和材料、OLED是如何制造的、OLED的现状和未来等，涉及OLED的方方面面。

针对OLED的入门者、制作者、研究开发者等多方面的需求，本书在汇集大量资料的前提下，采用图文并茂的形式，全面且简明扼要地介绍OLED的新工艺、新进展、新应用。可作为化学、材料、微电子、显示技术、精密仪器等学科学生和技术人员参考。
作者简介:
田民波，清华大学，材料学院，教授，博士生导师，长期从事材料学的教学与科研工作，在电子材料、封装技术、磁性材料、粉体材料等领域取得了原创性成就。已经和现承担的课题有：科学基金重大项目“高密度封装的应用基础研究”；国际合作项目“零收缩率LTCC研究”；“十五”军工预研项目“新型叠层LCCC-3D MCM封装技术研究等。
目录:
第1章 OLED 发展简介

1.1 OLED 成功发光的关键——采用超薄膜和多层结构 2

1.1.1 OLED 的发明和实用化的历史 2

1.1.2 OLED 成功发光的关键——“超薄膜”和“多层结构” 4

1.1.3 OLED 的原理及特征 6

1.1.4 OLED 器件的多层结构 8

1.1.5 OLED 器件中所用的材料系列 10

1.1.6 OLED 器件的高性能化 12

1.1.7 色素掺杂在OLED 中的应用 14

1.2 OLED 的进展和发展前景 16

1.2.1 决定OLED 特性的各种因素 16

1.2.2 如何高效率取出光 18

1.2.3 超高效率白光OLED 屏 20

1.2.4 OLED 显示器难得的发展机遇 22

1.3 OLED 的发光原理——载流子注入、复合、激发和发光 24

1.3.1 无机EL 的发光原理 24

1.3.2 半导体LED 的发光原理 26

1.3.3 原子、分子的激发和退激发光 28

1.3.4 OLED 的发光原理 30

1.3.5 有机材料中为什么会有电流流动 32

1.3.6 OLED 发光的基本物理过程 34

1.3.7 载流子注入复合发光的原理 36

书角茶桌

最优显示技术和效果 38

第2章 OLED 如何实现发光和显示

2.1 有机材料电致发光的原理 40

2.1.1 关于价带、HOMO 和氧化电位 40

2.1.2 半导体和能带图 42

2.1.3 磷光与荧光的不同 44

2.2 载流子的注入和迁移 46

2.2.1 由电极的载流子注入 46

2.2.2 键合力及载流子在有机分子间的迁移 48

2.2.3 载流子迁移率的测量方法 50

2.2.4 何谓空间电荷限制电流? 52

2.3 有机半导体和导电高分子 54

2.3.1 有机半导体与导电高分子 54

2.3.2 有机材料的P 型和N 型 56

2.3.3 光吸收与发光 58

2.3.4 如何评价OLED发出的光 60

2.3.5 关于辉度和照度 62

2.3.6 光与色的关系 64

2.3.7 OLED 用材料依用途不同而异 66

2.4 有机半导体电致发光材料 68

2.4.1 发光材料有小分子、高分子材料之分 68

2.4.2 代表性的发光材料 70

2.4.3 小分子发光材料的结构及发光机制 72

2.4.4 能量转移和载流子捕获 74

2.4.5 色素掺杂系统中激发能从分子到分子的转移 76

2.4.6 导电性为高分子发光材料所必需 78

书角茶桌

OLED与能量的单位 80

第3章如何提高OLED 的发光效率

3.1 如何提高光取出效率 82

3.1.1 表示发光效率的外部量子效率 82

3.1.2 对发光效率有重大影响的PL 量子效率 84

3.1.3 必须提高光取出效率 86

3.1.4 光的干涉也会起作用 88

3.2 影响发光效率的因素 90

3.2.1 从空穴与电子复合直到发光的过程 90

3.2.2 OLED 的发光效率 92

3.2.3 有机EL 的能带模型 94

3.3 OLED 器件用荧光发光材料 96

3.3.1 空穴传输材料的分子结构及玻璃化转变温度（Tg）、离化能（Ip）的数据 96

3.3.2 用于OLED 元件的电子传输材料 98

3.3.3 OLED 荧光发光体系：主体+ 掺杂剂（客体） 100

3.3.4 OLED 用荧光性主（Host）发光材料 102

3.3.5 OLED 用荧光性客（Guest）发光材料 104

3.4 荧光与磷光的区别 106

3.4.1 荧光发光和磷光发光 106

3.4.2 三阶降落发出“荧光”，二阶降落发出“磷光” 108

3.4.3 电子自旋方向决定激发状态是单线态还是三线态 110

3.4.4 关于“荧光”和“磷光” 112

3.5 OLED 器件用磷光发光材料 114

3.5.1 金属配合物系磷光发光材料 114

3.5.2 OLED 用铱（Ir）系金属配合物磷光发光材料 116

3.5.3 量子点显示 118

3.5.4 PLED 用FIrpic 衍生物和聚芴衍生物 120

3.5.5 高分子空穴注入材料及阳极材料 122

3.6 磷光发光和延迟荧光发光 124

3.6.1 主材料及客材料的激发能与发光的关系 124

3.6.2 磷光主材料的激发三线态能量 126

3.6.3 最早研究的磷光材料 128

3.6.4 利用延迟荧光也可使激子生成效率达100% 130

书角茶桌

有机材料的成本及关键制作工艺 132

第4章 OLED 的结构和材料

4.1 分层结构及高效率OLED 器件 134

4.1.1 功能分离积层型元件结构 134

4.1.2 能隙主材料、电子传输材料，热活化，延迟荧光发光材料 136

4.1.3 高效率磷光蓝光元件和白光OLED 元件 138

4.1.4 多光子发生器件（堆叠型器件）和交流驱动OLED 140

4.1.5 低电压磷光OLED 元件 142

4.2 载流子注入、传输和阻止材料 144

4.2.1 载流子注入材料 144

4.2.2 常用的载流子传输材料 146

4.2.3 防止空穴穿透的载流子阻止材料 148

4.3 OLED 器件用电极材料 150

4.3.1 小分子系无源驱动型OLED 器件的结构 150

4.3.2 取出光的透明电极 152

4.3.3 阳极材料——IZO 与ITO 的比较 154

4.3.4 阴极金属和功函数 156

4.4 OLED 器件的彩色化方式 158

4.4.1 彩色显示不可或缺的RGB 158

4.4.2 OLED 彩色化方式的比较 160

4.4.3 三色独立像素方式（三色分涂方式） 162

4.4.4 彩色滤光片（CF）方式 164

4.4.5 色变换（CCM）方式 166

4.5 OLED 器件的驱动 168

4.5.1 矩阵方式显示器驱动扫描方式的种类 168

4.5.2 无源矩阵（简单矩阵）驱动方式 170

4.5.3 有源矩阵驱动方式 172

4.5.4 无源矩阵和有源矩阵两种驱动方式的对比 174

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热活化延迟荧光（材料） 176

第5章 OLED 是如何制造的

5.1 OLED 器件的制作工艺（1）——制作工艺流程 178

5.1.1 小分子系无源矩阵驱动型全色OLED 的制作工艺流程 178

5.1.2 前处理，成膜和封装 180

5.1.3 PMOLED 和AMOLED 的制作工艺流程 182

5.1.4 从群集式到直列式蒸镀装置的过渡——可以缩短生产节拍( 间隔) 时间的直线式生产线 184

5.1.5 利用条状阴极障壁兼作掩模制作像素阵列 186

5.1.6 利用条状阴极障壁的无源驱动OLED元件的像素结构 188

5.2 OLED 器件的制作工艺（2）——蒸镀成膜 190

5.2.1 容易控制膜厚的真空蒸镀法 190

5.2.2 OLED 元件制作中蒸镀成膜的特殊性 192

5.2.3 热壁（Hot Wall）蒸镀法与普通点源蒸镀法的对比 194

5.2.4 不断进化中的真空蒸镀法 196

5.2.5 主材料和客材料的共蒸镀——色素掺杂法 198

5.2.6 引入辅助发光(EA) 掺杂剂的发光系统 200

5.2.7 利用遮挡掩模分涂RGB 三原色有机色素 202

5.2.8 OLED 各种膜层的蒸镀成膜 204

5.2.9 透明电极的形成与溅射法 206

5.3 OLED 器件的制作工艺（3）——量产系统 208

5.3.1 小分子系OLED 量产系统的一例 208

5.3.2 小分子系OLED 量产制造装置及流程 210

5.3.3 小分子系OLED 量产制造工艺过程 212

5.3.4 OLED、PLED——材料和结构均不同的两种有机EL 器件 214

5.4 PLED 器件的制作工艺（4）——喷墨印刷 216

5.4.1 由溶液制作薄膜的涂布法 216

5.4.2 何谓印刷电子 218

5.4.3 喷墨法形成图形 220

5.4.4 喷墨法制作RGB 像素单元 222

5.4.5 印刷法制作OLED 元件简介 224

5.4.6 凹版印刷法制作大尺寸OLED 226

5.4.7 PLED 的量产系统 228

5.4.8 制作大屏用的激光转印法 230

5.5 OLED 器件的制作工艺（5）——OLED 的封装 232

5.5.1 OLED 和PLED 的制作工艺流程 232

5.5.2 至关重要的封装和干燥剂 234

5.5.3 正常发光和黑点缺陷 236

5.5.4 封装用金属封装罐的自动供应线 238

5.5.5 封装膜封装的成膜工艺和封装方式 240

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OLED 与TFT LCD 的竞争 242

第6章 OLED 的现状和未来

6.1 OLED 的改进——上发光型面板和全色像素 244

6.1.1 OLED 需要开发的技术课题 244

6.1.2 下出光方式和上出光方式 246

6.1.3 下出光型和上出光型面板的对比 248

6.1.4 SOLED 的全色像素技术与发光时间控制电路技术 250

6.1.5 铟镓锌氧化物（IGZO）薄膜晶体管驱动 252

6.1.6 IGZO 薄膜三极管驱动的优势 254

6.2 OLED 将与LCD 长期共存 256

6.2.1 轻量、柔性OLED 器件 256

6.2.2 OLED 的技术发展和产业化现状 258

6.2.3 柔性OLED 器件的耐弯折特性 260

6.2.4 柔性显示器应具备的条件 262

6.2.5 极薄型壁挂式OLED 显示器 264

6.2.6 无时不有、无处不在的显示器 266

6.2.7 OLED 与LCD 长期共存，共同发展 268

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如何理解“半导体显示” 270

参考文献 272

作者简介 273

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