基于AM-OLED基板的拓展多晶硅薄膜功能层的研究

在有源寻址有机发光二极管（active matrix organic light emitting diode, AM-OLED）显示基板中,将电学功能层--薄膜晶体管（thin film transistor, TFT) 有源层材料p型掺杂金属诱导晶化（metal induced crystallized, MIC）多晶硅（p+-MIC poly-Si）薄膜的版图适当延伸,来充当OLED的阳极,由于它具有低方块电阻、高功函数的电学特性和半反半透、低吸收率的光学特性,与OLED的金属铝阴极形成了微腔器件,成功地形成了显示基板上的多晶硅薄膜的光学功能层. 对这一功能层的厚度进行了优化,比较了不同厚度下TFT器件的电学特性和OLED的光学特性. 当其厚度为40nm时为最佳厚度,此时,TFT器件场迁移率、阈值电压、亚阈值幅摆、电流开关比和栅压诱导漏极漏电等性能为最佳,且红光微腔式OLED (microcavity-OLED, MOLED）的出光强度增大,光谱窄化,电流效率与功率效率均有所提高. 这不仅使器件的性能有所提高,而且大大地简化了AM-OLED基板的制备流程.     

多晶硅薄膜阳极微腔有机发光器件及其简化制备程的研究

介绍了溶液法金属诱导晶化的p型掺杂多晶硅薄膜(p+-poly-Si)的制备,并研究了它的电学特性和光学特性.由于p+-MIC poly-Si薄膜具有比较好的电学特性,且在红光区域具有比较高的反射率与透射率和很小的吸收率,因此我们将它用作红光OLED的阳极.结果显示该器件的最大发光效率为5.88cd/A,比用ITO作阳极制备的OLED效率提高了57%.这是由于此薄膜对可见光比较高的反射率和阴极铝对可见光的很高反射性能,使之形成了一定Q值的微腔效应所至.这样,可以实现发光强度较高、单色饱和性较好的单色显示器件.本研究的意义还在于,由于此MOLED的p型掺杂MIC多晶硅阳极是与其共面型驱动TFT有源层、源/漏两极同层材料制备,即是TFT漏极的延伸;这样,不仅形成了高性能的AMOLED单色显示,而且也大大简化了AMOLED工艺流程,从而形成了简化流程的4-mask AMOLED基板制备工艺.     

多晶硅薄膜阳极微腔有机发光器件及其简化制备流程的研究

介绍了溶液法金属诱导晶化的p型掺杂多晶硅薄膜(p -poly-Si)的制备,并研究了它的电学特性和光学特性.由于p -MIC poly-Si薄膜具有比较好的电学特性,且在红光区域具有比较高的反射率与透射率和很小的吸收率,因此我们将它用作红光OLED的阳极.结果显示该器件的最大发光效率为5.88cd/A,比用ITO作阳极制备的OLED效率提高了57%.这是由于此薄膜对可见光比较高的反射率和阴极铝对可见光的很高反射性能,使之形成了一定Q值的微腔效应所至.这样,可以实现发光强度较高、单色饱和性较好的单色显示器件.本研究的意义还在于,由于此MOLED的p型掺杂MIC多晶硅阳极是与其共面型驱动TFT有源层、源/漏两极同层材料制备,即是TFT漏极的延伸;这样,不仅形成了高性能的AMOLED单色显示,而且也大大简化了AMOLED工艺流程,从而形成了简化流程的4-mask AMOLED基板制备工艺.     

金属诱导多晶硅电极用于液晶显示透反功能的设计

溶液法金属诱导晶化(S-MIC)的p型掺杂多晶硅薄膜,具有较好的电学特性和近似半透半反的光学特性,可作为透、反两用功能液晶显示器件(LCD)的像素电极材料.但MIC多晶硅薄膜的透射与反射在红.绿和蓝三色区存在着一定的差异,势必导致合成白光的"畸变".为此,作者在MIC(大晶畴)多晶硅材料制成的电极上,在制备并光刻TFT源、漏电极铝金属引线的同时,光刻出不同面积的铝反射片来平衡和补偿经过MIC多晶硅薄膜透过与反射的红、绿、蓝三基色光,有效地进行红、绿、蓝三基色出光光谱的校正.校正结果表明在可见光范围内,其红光、绿光和蓝光处的透射率和反射率基本符合白光平衡的要求;由此形成了具有透、反两用功能的LCD多晶硅像素电极技术.     

金属诱导多晶硅电极用于液晶显示透反功能的设计

溶液法金属诱导晶化(S-MIC)的p型掺杂多晶硅薄膜,具有较好的电学特性和近似半透半反的光学特性,可作为透、反两用功能液晶显示器件(LCD)的像素电极材料.但MIC多晶硅薄膜的透射与反射在红.绿和蓝三色区存在着一定的差异,势必导致合成白光的"畸变".为此,作者在MIC(大晶畴)多晶硅材料制成的电极上,在制备并光刻TFT源、漏电极铝金属引线的同时,光刻出不同面积的铝反射片来平衡和补偿经过MIC多晶硅薄膜透过与反射的红、绿、蓝三基色光,有效地进行红、绿、蓝三基色出光光谱的校正.校正结果表明在可见光范围内,其红光、绿光和蓝光处的透射率和反射率基本符合白光平衡的要求;由此形成了具有透、反两用功能的LCD多晶硅像素电极技术.     

简化流程的多晶硅像素电极透反LCD基板的研究

鉴于MIC P -Poly-Si薄膜具有比较好的电学特性和近似半透半反的光学特性,本文提出一种以此用作透反双重功能LCD下电极的LCD基板的设计考虑.并针对MIC多晶硅薄膜在红、绿和蓝三色区的透射率与反射率的差异,采用不同面积的铝反射片巧妙地予以平衡和补偿.校正结果表明在可见光范围内,其红光、绿光和蓝光处的透射率和反射率基本符合白光平衡的要求.用该薄膜多晶硅作LCD像素电极技术制备的AMLCD中,其像素电极既是驱动TFT的漏极的延伸,而铝反射镜又是与TFT的电极连线同层制备.这样,不仅可以制备出性能良好透、反双功能的LCD基板,而且明显简化了AMLCD制备工艺流程.工艺流程的简化将有利降低制造成本.     

基于MIC多晶硅薄膜阳极的微腔有机发光器件

通过对溶液法金属诱导晶化多晶硅薄膜制备工艺的优化,制备出性能良好的P型掺杂多晶硅薄膜。厚度为50nm的MICP+-Poly-Si薄膜的方块电阻可降低至400Ω左右,其光学特性表现为在红光区域具有比较高的反射率和很小的吸收率,因此用它替代ITO用作红光OLED的阳极材料。由于此薄膜对可见光比较高的反射率和阴极铝对可见光的高反射性,使之形成了一定Q值的微腔效应。结果显示该器件的最大流明效率为5.88cd/A,比用ITO作阳极制备的OLED提高了57%。进一步优化器件结构,调整发光层在腔中的最佳位置,可以大大增强发光强度,从而可以实现发光强度高、单色性好的红色微腔有机电致发光显示器件。     

MIC多晶硅薄膜的光学与电学特性及其优化

制备了4种P型掺杂的多晶硅薄膜;固相品化(SPC)、金属诱导(MIC)、准分子激光晶化(ELA)和低压化学气象沉积(LPCVD)多晶硅薄膜,并且研究了它们的光学特性与电学特性.结果发现,MIC多品硅薄膜具有最小的可见光吸收率;ELA和MIC有较小的方块电阻,而SPC和LPCVD方块电阻较大.最后通过对MIC多晶硅薄膜厚度的优化表明,厚度为40 nm的MIC多晶硅薄膜最适合做有机电致发光器件的像素电极.     

电流模式Poly-Si TFT AM-OLED像素单元的模拟设计

模拟和分析了作为电流模式多晶硅薄膜晶体管(poly-Si TFT)有源矩阵有机发光二极管(AM-LOED)像素单元的poly-Si TFT／OLED耦合对的J-V特性和poly-Si TFT电流镜的I-V特性。使用Mathcad数学计算软件和AIM-SPICE电路模拟工具,分别对OLED和TFT耦合对和TFT电流镜进行了模拟计算。理论上,采用电流模式的poly-Si TFT AM-OLED可以解决器件间的不一致性问题。无论迁移率的不一致还是阈值电压Vth的差异都可以被补偿,从而使灰度的一致性得以改善。因为采用了倒置的OLED结构,可以用N型poly-Si TFT作为电流阱来驱动OLED,所以像素的性能进一步优化。结果表明,poly -Si TFT／OLED耦合对的驱动电压低,在200A／m^2下不超过8V;而TFT电流镜的跟随能力很好,在0．0～2．5μA时饱和电压只有1．5～2．5V。     

Te薄膜封装层对有机电致发光器件寿命的影响

采用Te薄膜封装层作为OLED(organic light emitting diode)器件的保护层,以达到延长器件使用寿命的目的.在高真空(3×10-4Pa)条件下,利用真空蒸镀的方法,在绿光OLED多层器件各功能层蒸镀完成后,又在阴极的外面蒸镀了一层Te薄膜封装层,然后再按一般的方法进行封装.对比了一般封装与增加Te薄膜封装层后器件的性能,封装过程均未加干燥剂.研究发现,未加Te薄膜封装层器件的半衰期为2 880 h,增加Te薄膜封装层后器件的半衰期接近5 800 h.由此可见,Te薄膜封装层的增加将使器件的寿命延长两倍多.并且所增加的Te薄膜封装层基本不影响器件的电流-电压特性、亮度-电压特性、色坐标等光电性能.