再谈OLED显示技术及其应用(www.imp3.net专稿)

      技术文章 2004-9-16 22:42
用“再谈”呢,是为了区分以前老大写的一篇《彩屏VS OLED 谁与争锋》的文章,笔者结合自己在学校光电成像实验室实习写的论文再从技术原理的角度谈谈OLED。

OLED(有机发光二极管)属于一种崭新的显示元件,这种显示元件最早是在1987年美国柯达公司Ching.W.Tang和Steven A.Van Slyke研究开发的,到了1990年英国剑桥大学J.H.Burroughes等人开发了,大规模有机薄膜发光器件。在此以后,迎来了有机发光研究的新高潮。时隔10年之后日本东北先锋公司开发成功了小分子有机发光器材生产技术,并将产品应用到车载音响显示,受到显示产业界的重视,从而加速了OLED生产技术的发展。迄今已经有超过85家公司,近100个实验室致力于OLED相关材料,制造工艺及其生产设备等的开发。OLED是光电化学及材料科学领域内一个热门的研究课题,因为OLED是将电能直接转换成光能的全固体器件,其本身具有薄而轻(有机膜和电极厚度加起来不到500nm,OLED器件封装后厚度约为2mm)高对比度,快速响应(比液晶快3个数量级),宽视角,工作温度范围宽(低温工作),坚固等优点,被认为是下一代显示器件。

OLED的结构与类型:
人们在最初的研究中发现,小分子有机材料可以在电场作用下发光,而且其电光转换效率相当高,在电路控制下,它能够被快速地点亮和熄灭,其亮度较高,工作电压却很低,而且每秒可操作60次,这就是OLED显示技术的工作原理。由于有机电激发光元件具有发光二极管(Light Emitting Diode,LED)整流与发光的特性,这种小分子有机电激发光元件也被称为OLED(Organic Light Emitting Diode,有机发光二极管)。
OLED是基于有机材料的一种电流型半导体发光器件,我们可以把每个OLED单元的结构比喻为一块汉堡包,发光材料好象是夹在中间的蔬菜,每个OLED的显示单元都能受控制地产生3种不同颜色的光,它的结构如附图:(图1)

在ITO(铟锡氧化)透明导电玻璃基板上制作一层几十纳米厚的有机发光材料作发光层,发光层上方有一层金属电极。ITO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,经过电子和空穴传输层迁移到发光层(发射层),并在发光层中相遇,使发光分子激发,而发出可见光。金属电极膜同时也起了反射层的作用。
在OLED器件的研制中,材料的选择至关重要,材料性能,器件结构和制作工艺决定了器件的性能。目前制造有机发光的材料基本分为两类:聚合物OLED(也被称为PLED)和有机小分子OLED。这两种材料发光原理上相似,但这两种材料的制造方法是不同的。
和LCD一样,OLED既可以采用有源矩阵驱动电子线路,也可以采用无源矩阵驱动电子线路。目前的商用OLED产品均采用无源矩阵驱动电子线路,这意味着每次有一排像素被断续地施以脉冲调制,外部驱动芯片控制这一多重处理。该方法非常适合几万像素的简单及中等复杂度的显示元件。

OLED的技术特点:
(1) OLED器件的核心层厚度很薄,厚度可以小于1mm,为液晶的1/3。
(2) OLED器件为全固态机构,无真空,液体物质,抗震性好,可以适应巨大的加速度,振动等恶劣环境。
(3) 主动发光的特性使OLED几乎没有视角物体,视角一般可达到160度,具有较宽的视角,从侧面也不会失真。
(4) OLED显示屏的响应时间超过TFT—LCD液晶屏。TFT—LCD的响应时间大约使几十毫秒,现在做得最好的TFT—LCD响应时间也只有12毫秒。而OLED显示屏的响应时间大约是几微秒到几十微秒。
(5) OLED低温特性毫,在零下40摄氏度都能正常显示,而TFT—LCD的响应速度随温度发生变化,低温下,其响应速度变慢,因此,液晶在低温下显示效果不好。
(6) OLED采用有机发光原理,所需材料很少,制作上比采用液体发光的液晶液晶显示屏少3道工序,成本大幅降低。
(7) OLED采用的二极管会自行发光,因此不需要背面光源,发光转化效率高,能耗比液晶低,OLED能够在不同材质的基板上制造,厂家甚至可以将电路印刷在弹性材料上——做成能弯曲的柔软显示器。
(8) 低电压直流驱动,10V以下,用电池就能点亮。高亮度,可达300明流以上。

以上就是对OLED显示技术纯理论上的论述。

从去年以来,OLED的显示技术已经运用到了各种数码产品上了。全球的OLED显示市场总产值正在飞速增长。(图2)

柯达推出了全球首款采用OLED 显示屏的数码相机,LS633 具有令人难以置信的 165 度视角,以及明亮逼真的色彩,令人惊羡。在相机上分享从未如此简单,让人更加着迷。异常宽大的视角(165 度),使您分享照片更加轻松 ,56毫米的超大尺寸显示屏让用户可以查看到明亮逼真的色彩。(图3)

在显示器的市场上韩国三星SDI公司所制造的大型OLED显示屏,其对角线为15.5吋,厚度却只有1.8CM。(图4)

而日本的先锋公司是率先把这项技术应用在车载音响系统中,这是他们生产的超薄显示器(图5)

在手机显示屏的应用上,OLED技术也开始露出锋芒,在2004 汉诺威 CeBIT 电信展上三星展示的新旗舰手机SCH-Z105就是采用了六万五千色 OLED 副屏幕(96x64 pixels)(图6)而OLED技术作为主屏的手机即将推出。

在MP3的显示屏上也有很多厂家推出了OLED显示屏的MP3播放器。老大已经列举了很多了,我在这就不一一列举了~
标签集:TAGS:
回复Comments() 点击Count()

回复Comments

{commentauthor}
{commentauthor}
{commenttime}
{commentnum}
{commentcontent}
作者:
{commentrecontent}