【正文】 er to acquire the life information of OLED, the lognormal distribution function was applied to describe the life distribution, and the maximum likelihood estimation (MLE) was employed to estimate the mean value and the standard deviation of logarithm. Furthermore, MATLAB was used to achieve the statistical analysis on constant current stress test data. The numerical results show that the OLED life is characterized by lognormal distribution, and the accelerated model meets the inverse power law. The acceleration parameters, which were accurately calculated, enable rapid estimation of OLED life. Key words: OLED。 Life prediction。 MLE。 Lognormal distribution 上海電力學院畢業(yè)（設(shè)計）論文 1 第一章 緒論 隨著科技的發(fā)展以及生活水平的提高， OLED 已經(jīng)開始被人們知曉，甚至有的 OLED產(chǎn)品已經(jīng)進入了我們的生活，為我們帶來了比白熾燈、 LCD 等更加優(yōu)越的性能。例如，它具有質(zhì)量輕、厚度薄、可視角度大、響應(yīng)快、抗震性、節(jié)能環(huán)保等特點。所以據(jù)此估計，OLED 即將成為 21 世紀最具有發(fā)展?jié)摿Φ氖挛铮∷牡絹硪欢〞o我們帶來更加美好的、優(yōu)質(zhì)的生活！因此大力發(fā)展 OLED 成為了現(xiàn)在社會的一個主題。 本次壽命預(yù)測基于極大似然法。矩估計法雖然常用，但是有時候其估計量不是很 理想。英國數(shù)學家費歇爾利用在試驗中發(fā)生概率較大的事件推斷為最有可能發(fā)生的直觀思想，提出了極大似然估計法法。由樣本統(tǒng)計量的觀測值去估計總體的未知參數(shù) ? ，總希望找到估計量 ?? ， 使得總體接近或取到觀測值的概率達到或接近其最大值，這正是極大似然估計法的基本出發(fā)點 [1]。因此，極大似然法具有較高的準確性與優(yōu)越性，對本次壽命預(yù)測有很大的幫助。 第二章 OLED 介紹 OLED 組成及原理 OLED 的基 本結(jié)構(gòu)是由一種薄而透明具半導體特性之銦錫氧化物 (ITO)，與電力的正極相連，再加上另一個金屬陰極。整個結(jié)構(gòu)層中包括了：空穴傳輸層 (HTL)、發(fā)光層 (EL)與電子傳輸層 (ETL)。當電力供應(yīng)至適當?shù)碾妷簳r，正極空穴與陰極電荷就會在發(fā)光層中結(jié)合，產(chǎn)生光亮，依其配方不同產(chǎn)生紅、綠和藍 RGB 三原色，構(gòu)成基本色彩。 不像 TFTLCD 需要背光， OLED 的特性是自己發(fā)光，所以可視度和亮度均很高，其次是電壓需求低且省電效率高，加上反應(yīng)快、質(zhì)量輕、厚度薄，構(gòu)造簡單，成本低等優(yōu)越性，被視為 21 世紀最具前途的產(chǎn)品之一。 有機發(fā)光二極體的發(fā)光原理和無機發(fā)光二極體相似。當元件受到直流電（ Direct Current； DC）所衍生的順向偏壓時，外加之電壓能量將驅(qū)動電子（ Electron）與空穴（ Hole）分別由陰極和陽極注入元件，當兩者在傳導中相遇、結(jié)合，即形成所謂的電子 空穴復（ ElectronHole Capture）。而當化學分子受到外來能量激發(fā)后，若電子自旋（ Electron Spin）和基態(tài)電子成對，則為單重態(tài)（ Singlet），其所釋放的光即為所謂的熒光（ Fluorescence）；反之，若激發(fā)態(tài)電 子和基態(tài)電子自旋不成對且平行，則稱為三重態(tài)（ Triplet），其所釋放的光為所謂的磷光（ Phosphorescence）。當電子的狀態(tài)位置由激態(tài)高能階回到穩(wěn)態(tài)低能階時，其能量將分別以光子（ Light Emission）或熱能（ Heat 對數(shù)正態(tài)分布下 基于 MLE 的白光 OLED 壽命預(yù)測 2 Dissipation）的方式放出，其中光子的部分可被利用當作顯示功能；然有機熒光材料在室溫下并無法觀測到三重態(tài)的磷光，故 PMOLED 元件發(fā)光效率之理論極限值僅25%。 PMOLED 發(fā)光原理是利用材料能階差，將釋放出來的能量轉(zhuǎn)換成光子，所以我們可以選擇適當?shù)牟牧袭斪靼l(fā)光層或 是在發(fā)光層中摻雜染料以得到我們所需要的發(fā)光顏色。此外，一般電子與電洞的結(jié)合反應(yīng)均在數(shù)十納秒內(nèi)，故 PMOLED 的應(yīng)答速度非?？?[2]。 OLED 材料選用 有機材料的特性對元件的光電特性表現(xiàn)影響很深。在陽極材料的選擇上，材料本身必需是具高功函數(shù)（ High work function）與可透光性，所以具有 的高功函數(shù)、性質(zhì)穩(wěn)定且透光的 ITO 透明導電膜，便被廣泛應(yīng)用于陽極。而在陰極部分，為增加元件的發(fā)光的效率，電子與電洞的注入通常需要低功函數(shù)（ Low work function）的 Ag、 Ca、 In、 Li、 Al、與 Mg 等金屬，或低功函數(shù)的復合金屬來制作陰極。 有機發(fā)光層的材料須具備固態(tài)下有載子傳輸性能好、熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性佳、較強螢光、量子效率高且能夠真空蒸鍍的特性，才能滿足使用要求。一般有機發(fā)光層的材料使用通常與電子傳輸層或電洞傳輸層所采用的材料相同，例如 Alq 被廣泛用于綠光， Balq 和 DPVBi 則被廣泛應(yīng)用于藍光等。 適合傳遞電子的有機材料不一定適合傳遞空穴，所以有機發(fā)光二極體的電子傳輸層和空穴傳輸層必須選用不同的有機材料。目前最常被用來制作電子傳輸層的材料必須具有制膜安定性高 、熱穩(wěn)定且電子傳輸性佳的特性。一般通常采用螢光染料化合物，如 Alq、 Znq、 Gaq、 Bebq、 Balq、 ZnSPB、 OXD、 BBOT 等。而空穴傳輸層的材料屬于一種芳香胺螢光化合物，如 TPD、 TDATA 等有機材料。 一般而言， OLED 可按發(fā)光材料分為兩種：小分子 OLED[3]和高分子 OLED。小分子 OLED 和高分子 OLED 的差異主要表現(xiàn)在器件的制備工藝不同：小分子器件主要采用真空熱蒸發(fā)工藝，材料廠商主要有： Eastman、 Kodak、出光興產(chǎn)、東洋 INK制造、三菱化學等；而高分子器件則采用旋轉(zhuǎn)涂覆或噴涂印刷工 藝，材料廠商主要有：CDT、 Covin、 Dow Chemical、住友化學等。目前國際上與 OLED 有關(guān)的專利已經(jīng)超過 1400份，其中最基本的專利有三項。小分子 OLED 的基本專利由美國 Kodak 公司擁有，高分子 OLED 的專利由英國的 Cambridge DisPlay Technology 和美國的 Uniax公司擁有。 OLED 優(yōu)點 （ 1） 、厚度可以小于 1 毫米，僅為 LCD 屏幕的 1/3，并且重量也更輕； （ 2） 、響應(yīng)時間是 LCD 的千分之一，顯示運動畫面絕對不會有拖影的現(xiàn)象； （ 3） 、幾乎沒有可視 角度的問題，即使在很大的視角下觀看，畫面仍然不失真； （ 4） 、固態(tài)機構(gòu)，沒有液體物質(zhì)，因此抗震性能更好，不怕摔； （ 5） 、發(fā)光效率更高，能耗比 LCD 要低、更加節(jié)約能源； （ 6） 、制造工藝簡單，成本更低，經(jīng)濟利益更高。 OLED 技術(shù)分類 從 OLED 使用的有機發(fā)光材料來看，一是以染料及顏料為材料的小分子器件系統(tǒng)，另一則以共軛性高分子為材料的高分子器件系統(tǒng)。 上海電力學院畢業(yè)（設(shè)計）論文 3 同時由于有機電致發(fā)光器件具有發(fā)光二極管整流與發(fā)光的特性，因此小分子有機電致發(fā)光器件亦被稱為 OLED(Organic Light Emitting Diode)，高分子有機電致發(fā)光器件則被稱為 PLED (Polymer Lightemitting Diode)。 小分子 OLED、高分子 OLED 在材料的特性上可以說是各有所長，各具特點，但以現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展來看，如作為監(jiān)視器以及電氣特性、生產(chǎn)安定性上來看，小分子 OLED現(xiàn)在還是處于領(lǐng)先地位的，所以當前投入量產(chǎn)的 OLED 組件，全是使用小分子有機發(fā)光材料。高分子 OLED 還需進行更加深入的研究，達到更加優(yōu)良的使用性能。 OLED 顯示器的現(xiàn)狀分析 從無源到 有源，經(jīng)歷了 30余年的發(fā)展， OLED 產(chǎn)品已經(jīng)占據(jù)了一定的市場，如手機屏幕、 MP MP數(shù)碼相機屏以及汽車、船舶、儀表顯示等方面。然而這些市場畢竟是有限的，要與 LCD 競爭，若想使產(chǎn)品遍及各個尺寸顯示器的領(lǐng)域， OLED 的研究機構(gòu)和生產(chǎn)廠商還要在這方面做各種努力。目前 OLED 仍存在幾方面的問題需要去解決。 材料問題 對于采用不同的發(fā)光材料以發(fā)出 R、 G、 B 三色光的全彩色 OLED， 由于三種材料的壽命不同，一直以來小分子材料以綠光、紅光和白光材料的壽命優(yōu)于藍光材料的壽命，各國研究和生產(chǎn)機構(gòu)一 直致力于使材料的壽命更長和趨于一致。 目前研究成功的 OLED 材料還存在效率、壽命、工藝操作性和成本等幾方面的不足，但是商業(yè)化的彩色顯示器和白光照明樣品已經(jīng)出現(xiàn)，并不斷升級。微電子與光電行業(yè)的密切關(guān)注和大力投入，必將不斷提升技術(shù)和降低成本 [4]。 可以預(yù)料，隨著研究的深入，滿足 高效、節(jié)能、壽命長、 大尺寸動態(tài)畫面圖像質(zhì)量的材料終將被開發(fā)出來。 基板技術(shù) OLED 要想突破現(xiàn)在的狀況，必須開發(fā)出大尺寸有源器件。目前制作 TFT 基板主要有三種類型：多晶硅（ p si）非晶硅（ α si）、和微晶硅（ mc si）。但三種 TFT基板沒有一種可以全面滿足大尺寸 AM OLED 的要求。采 αsiTFT 時，隨著工作時間的增長，顯示屏溫度升高，閥值電壓會產(chǎn)生漂移。工作 400h 以后，閾值漂移量△ Vth=[5]。故 α si TFT 的穩(wěn)定性尚需解決。 p si TFT 有兩種工藝，一種是激光處理的 p si TFT，目前受限于激光尺寸和價格，另一種是非激光處理的 p si TFT，此法雖可降低制造成本，但存在均勻性的問題。雖然低溫多晶硅（ LPTS）可以制造出穩(wěn)定的 TFT，但晶化工藝過于復雜，不適用大 尺寸 AMOLED。因此開發(fā)新工藝和新技術(shù)是 OLED 要解決的問題。 彩色化技術(shù) 通常 OLED 實現(xiàn)彩色化的方式有三種：白光加濾色膜（ CF）模式，采用 R、 G、B 發(fā)光材料作為三基色合成所需要的色彩，以及藍光材料加色轉(zhuǎn)換介質(zhì)（ CCM）三種方式。 第一種方法的優(yōu)點是可以利用 LCD 成熟的制膜工藝，但濾色膜對光有強的吸收對數(shù)正態(tài)分布下 基于 MLE 的白光 OLED 壽命預(yù)測 4 作用，大大降低了顯示屏的亮度，如果提高亮度則必須提高功耗，造成浪費，這也是人們所不愿看到的；第二種方式由于 R、 G、 B 三種材料的壽命和發(fā)光效率不同，顯示屏的壽命受制于壽命最短的材料，造 成發(fā)光效率存在差異，而發(fā)光效率的差異又會使圖像的顯示質(zhì)量受到影響，出現(xiàn)所謂的 Mura 現(xiàn)象，這有待進一步改善材料的性能，或者增加補償電路，或者開發(fā)出新型的發(fā)光材料；第三種方法是藍光的發(fā)光效率問題，雖然這個問題已逐步解決，但其器件的穩(wěn)定性尚存在問題。另外，從制作工藝的角度來看，第二種方法需要制作掩膜版，此法不但成本高而且掩模版的制作精度以及對位精度都有很高的要求，同時還要考慮到蒸發(fā)源輻射加熱時膜版的熱膨脹問題。雖然一、三兩種方法不需要掩模版，它是通過濾色膜陣列或顏色轉(zhuǎn)換介質(zhì)產(chǎn)生 R、 G、 B 三色光，但是由于濾 色膜的吸收或是顏色轉(zhuǎn)換介質(zhì)的吸收和反射，發(fā)光效率就會大打折扣[6]。 OLED 顯示技術(shù)最新突破 （ 1） 彩色 OLED“電子紙 ”取得新突破 ——LG. Philips LCD 借助非晶硅 (aSi)技術(shù)研發(fā)成功全球首款全彩色、可變形、主動矩陣 (AM)、有機致電發(fā)光二極管 (OLED)顯示設(shè)備。 這款新的 OLED“電子紙 ”長 4英寸，分辨率為 320 240QVGA，可顯示 16 770 000 種色彩，其 150 μ m 的厚 度與人的頭發(fā)絲相差無幾，并采用了一層不銹金屬基板，以保證其可用性和抗 熱性，再結(jié)合新的生產(chǎn)工藝 aSi，整體穩(wěn)定性大為提高。 LG. Philips LCD 是與美國環(huán)宇顯示技術(shù)公司 (UDC)合作開發(fā)這種新型顯 示設(shè)備的，而后者握有磷光 OLED 技術(shù)的原始專利權(quán)。 2021 年 5 月， LG. Philips LCD 率先研發(fā)出 英寸 (A4 紙大小 )的單色 電子紙顯示設(shè)備，后又推出了其彩色版本。全彩色可變形 AM OLED 顯示設(shè)備。 2021 年，顯示技術(shù)又有新突破：索尼公司開發(fā)出了其自稱為業(yè)界首款采用可折疊塑料底層的全彩色有源矩陣有機 LED 顯示器，并在國際信息顯示學會的會議上展 示了這一產(chǎn)品的原型。 （ 2） 位于英國劍橋的 OLED 顯示屏開發(fā)商 Cambridge Display Technology 公司提出了一種能使 OLED 功耗更低、壽命更長的技術(shù) TMA(Total Matrix Addressing,全矩陣尋址 )。這一技術(shù)擴展了無源矩陣 (P