《電子技術應用》
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OLED簡介

2015-10-15

  OLED,即有機發(fā)光二極管(Organic Light-Emitting Diode),又稱為有機電激光顯示(Organic Electroluminescence Display, OELD)。

  因為具備輕薄、省電等特性,因此從2003年開始,這種顯示設備在MP3播放器上得到了廣泛應用,而對于同屬數(shù)碼類產(chǎn)品的DC與手機,此前只是在一些展會上展示過采用OLED屏幕的工程樣品,還并未走入實際應用的階段。但OLED屏幕卻具備了許多LCD不可比擬的優(yōu)勢。

  1947年出生于香港的美籍華裔教授鄧青云在實驗室中發(fā)現(xiàn)了有機發(fā)光二極體,也就是OLED,由此展開了對OLED的研究,1987年,鄧青云教授和Vanslyke 采用了超薄膜技術,用透明導電膜作陽極,AlQ3作發(fā)光層,三芳胺作空穴傳輸層,Mg/Ag 合金作陰極,制成了雙層有機電致發(fā)光器件。

  1990 年,Burroughes 等人發(fā)現(xiàn)了以共軛高分子PPV 為發(fā)光層的OLED,從此在全世界范圍內(nèi)掀起了OLED 研究的熱潮。鄧教授也因此被稱為“OLED之父”。

  OLED顯示技術與傳統(tǒng)的LCD顯示方式不同,無需背光燈,具有自發(fā)光的特性,采用非常薄的有機材料涂層和玻璃基板,當有電流通過時,這些有機材料就會發(fā)光。而且OLED顯示屏幕可以做得更輕更薄,可視角度更大,并且能夠顯著節(jié)省電能。

  目前在OLED的二大技術體系中,低分子OLED技術為日本掌握,而高分子的PLED,LG手機的所謂OEL就是這個體系,技術及專利則由英國的科技公司CDT掌握,兩者相比PLED產(chǎn)品的彩色化上仍有困難。而低分子OLED則較易彩色化,不久前三星就發(fā)布了65530色的手機用OLED。

  不過,雖然將來技術更優(yōu)秀的OLED會取代TFT等LCD,但有機發(fā)光顯示技術還存在使用壽命短、屏幕大型化難等缺陷。目前采用OLED的主要是三星如新上市的SCH-X339就采用了256色的OLED,以及索尼發(fā)布的次時代掌機PSV,至于OEL則主要被LG采用在其CU8180 8280上我們都有見到。

  為了形像說明OLED構造,可以將每個OLED單元比做一塊漢堡包,發(fā)光材料就是夾在中間的蔬菜。每個OLED的顯示單元都能受控制地產(chǎn)生三種不同顏色的光。OLED與LCD一樣,也有主動式和被動式之分。被動方式下由行列地址選中的單元被點亮。主動方式下,OLED單元后有一個薄膜晶體管(TFT),發(fā)光單元在TFT驅(qū)動下點亮。主動式OLED應該比被動式OLED省電,且顯示性能更佳。

  優(yōu)缺點

  一、OLED的優(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、固態(tài)機構,沒有液體物質(zhì),因此抗震性能更好,不怕摔;

  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、響應時間是LCD的千分之一,顯示運動畫面絕對不會有拖影的現(xiàn)象;

  5、低溫特性好,在零下40度時仍能正常顯示,而LCD則無法做到;

  6、制造工藝簡單,成本更低;

  7、發(fā)光效率更高,能耗比LCD要低;

  8、能夠在不同材質(zhì)的基板上制造,可以做成能彎曲的柔軟顯示器。

  二、OLED的缺點

  1、壽命通常只有5000小時,要低于LCD至少1萬小時的壽命;

  2、不能實現(xiàn)大尺寸屏幕的量產(chǎn),因此目前只適用于便攜類的數(shù)碼類產(chǎn)品;

  3、存在色彩純度不夠的問題,不容易顯示出鮮艷、濃郁的色彩。

  對二的修改:現(xiàn)在的OLED的壽命已經(jīng)遠遠超過5000小時了,而且已經(jīng)生產(chǎn)出了較大尺寸的OLED面板,色彩十分鮮艷。

  截止07年7月前后,熒光材料方面,性能最高的是日本出光興產(chǎn)(Idemitsu Kosan)的材料。紅光效率達到了11cd/A,壽命

  高達16萬小時;綠光效率達到30cd/A,壽命為6萬小時;正在開發(fā)中的高效率、長壽命藍光材料BD-2 (0.13, 0.22),效率為 8.7cd/A,壽命2.3萬小時。

  磷光材料方面,UDC公司開發(fā)的紅光材料色度坐標為(0.67,0.33),效率達到15cd/A,500 cd/m^2下工作壽命超過15萬小時;綠光材料色坐標為(0.34,0.61),效率達到65cd/A,初始亮度為1000 cd/m^2時,壽命超過4萬小時;最難得到的藍色

  磷光材料效率達到了30cd/A,在200 cd/m^2的初始亮度下,壽命達到了10萬小時。

  總體上講,OLED紅、綠、藍三色材料的發(fā)光效率和發(fā)光壽命均基本滿足實用化需求。

  從以上數(shù)據(jù)看來,現(xiàn)在的OLED 在500cd/m^2下至少有20000小時的工作時間。

  編輯本段基本術語

  以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)。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 Light-emitting Diode)。小分子及高分子OLED在材料特性上可說是各有千秋,但以現(xiàn)有技術發(fā)展來看,如作為監(jiān)視器的信賴性上,及電氣特性、生產(chǎn)安定性上來看,小分子OLED現(xiàn)在是處于領先地位,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。

  編輯本段OLED的發(fā)光特點及原理

  OLED為自發(fā)光材料,不需用到背光板,同時視角廣、畫質(zhì)均勻、反應速度快、較易彩色化、用簡單驅(qū)動電路即可達到發(fā)光、制程簡單、可制作成撓曲式面板,符合輕薄短小的原則,應用范圍屬于中小尺寸面板。

  顯示方面:主動發(fā)光、視角范圍大;響應速度快,圖像穩(wěn)定;亮度高、色彩豐富、分辨率高。

  工作條件:驅(qū)動電壓低、能耗低,可與太陽能電池、集成電路等相匹配。

  適應性廣:采用玻璃襯底可實現(xiàn)大面積平板顯示;如用柔性材料做襯底,能制成可折疊的顯示器。由于OLED是全固態(tài)、非真空器件,具有抗震蕩、耐低溫(-40℃)等特性,在軍事方面也有十分重要的應用,如用作坦克、飛機等現(xiàn)代化武器的顯示終端。

  由于上述優(yōu)點,在商業(yè)領域OLED顯示屏可以適用于POS機和ATM機、復印機、游戲機等;在通訊領域則可適用于手機、移動網(wǎng)絡終端等領域;在計算機領域則可大量應用在PDA、商用PC和家用PC、筆記本電腦上;消費類電子產(chǎn)品領域,則可適用于音響設備、數(shù)碼相機、便攜式DVD;在工業(yè)應用領域則適用于儀器儀表等;在交通領域則用在GPS、飛機儀表上等。


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