OLED,即有机发光二极管(Organic Light-EmitTIng Diode),又称为有机电激光显现(Organic Electroluminesence Display, OELD),是一种应有有机资料的固体半导体发光技能。虽然在“Organic Electroluminesence Display”这个称号中提到了激光一词,但是本质上,OLED技能还与咱们一般概念中的单光普、高会聚性激光技能差异巨大,许多时分和资料并不认为OLED归于激光范畴。
有机发光二极管(organic light-emitTIng diode,OLED)是一种由柯达公司开发并具有专利的显现技能,这项技能运用有机聚合资料作为发光二极管中的半导体(semiconductor)资料。聚合资料可所以天然的,也或许是人工合成的,或许尺度很大,也或许尺度很小。蛋白质和DNA便是有机聚合物的比方。
OLED显现技能广泛的运用于手机、数码摄像机、DVD机、个人数字助理(PDA)、笔记本电脑、轿车音响和电视。OLED显现器很薄很轻,由于它不运用背光。OLED显现器还有一个最大为160度的宽屏视角,其作业电压为二到十伏特(volt,用V来表明)。依据OLED的新技能有软性有机发光显现技能(FOLED),这项技能有或许在将来使得高度可带着、折叠的显现技能变为或许。
OLED的驱动办法
OLED的驱动办法分为自动式驱动(有源驱动)和被迫式驱动(无源驱动)。
1、有源驱动(AM OLED)
有源驱动(AMOLED)的每个像素装备具有开关功用的低温多晶硅薄膜晶体管(LowTemperaturePoly-SiThinFilmTransistor,LTP-SiTFT),并且每个像素装备一个电荷存储%&&&&&%,外围驱动电路和显现阵列整个体系集成在同一玻璃基板上。与LCD相同的TFT结构,无法用于OLED。这是由于LCD选用电压驱动,而OLED却依靠电流驱动,其亮度与电流量成正比,因而除了进行ON/OFF切换动作的选址TFT之外,还需求能让满足电流经过的导通阻抗较低的小型驱动TFT。
有源驱动归于静态驱动办法,具有存储效应,可进行100%负载驱动,这种驱动不受扫描电极数的约束,能够对各像素独立进行挑选性调理。有源驱动无占空比问题,驱动不受扫描电极数的约束,易于完成高亮度和高分辨率。有源驱动由于能够对亮度的赤色和蓝色像素独立进行灰度调理驱动,这更有利于OLED五颜六色化完成。
AMOLED的耗电量低于PMOLED,这是由于TFT阵列所需电量要少于外部电路,因而AMOLED合适用于大型显现屏。AMOLED还具有更高的刷新率,适于显现视频。AMOLED的最佳用处是电脑显现器、大屏幕电视以及电子告示牌或广告牌。但是,有源驱动的办法需求杂乱的内置电路、内置晶体管、以及外部%&&&&&%,这些部件的制作工艺冗杂,本钱较高,也不易完成更高的成品率。因而,制作本钱和成品率是有源驱动OLED技能大规模推行,特别是在大尺度显现产品上运用的关键技能瓶颈。
2、无源驱动(PM OLED)
无源驱动又分为静态驱动电路和动态驱动电路。
(1)静态驱动办法:在静态驱动的有机发光显现器材上,一般各有机电致发光像素的阴极是连在一起引出的,各像素的阳极是分立引出的,这便是共阴的衔接办法。若要一个像素发光只需让恒流源的电压与阴极的电压之差大于像素发光值的前提下,像素将在恒流源的驱动下发光,若要一个像素不发光就将它的阳极接在一个负电压上,就可将它反向截止。但是在图画改动比较多时或许呈现穿插效应,为了防止咱们有必要选用沟通的办法。静态驱动电路一般用于段式显现屏的驱动上。
(2)动态驱动办法:在动态驱动的有机发光显现器材上人们把像素的两个电极做成了矩阵型结构,即水平一组显现像素的同一性质的电极是共用的,纵向一组显现像素的相同性质的另一电极是共用的。假如像素可分为N行和M列,就可有N个行电极和M个列电极。行和列别离对应发光像素的两个电极。即阴极和阳极。在实践电路驱动的进程中,要逐行点亮或许要逐列点亮像素,一般选用逐行扫描的办法,行扫描,列电极为数据电极。完成办法是:循环地给每行电极施加脉冲,一起一切列电极给出该行像素的驱动电流脉冲,然后完成一行一切像素的显现。该行不再同一行或同一列的像素就加上反向电压使其不显现,以防止“穿插效应”,这种扫描是逐行次序进行的,扫描一切行所需时刻叫做帧周期。
在一帧中每一行的挑选时刻是平等的。假定一帧的扫描行数为N,扫描一帧的时刻为1,那么一行所占有的挑选时刻为一帧时刻的1/N该值被称为占空比系数。在平等电流下,扫描行数增多将使占空比下降,然后引起有机电致发光像素上的电流注入在一帧中的有用下降,下降了显现质量。因而跟着显现像素的增多,为了确保显现质量,就需求适度地进步驱动电流或选用双屏电极组织以进步占空比系数。
除了由于电极的共用构成穿插效应外,有机电致发光显现屏中正负电荷载流子复合构成发光的机理使任何两个发光像素,只需组成它们结构的任何一种功用膜是直接衔接在一起的,那两个发光像素之间就或许有彼此串扰的现象,即一个像素发光,另一个像素也或许宣布弱小的光。这种现象首要是由于有机功用薄膜厚度均匀性差,薄膜的横向绝缘性差形成的。从驱动的视点,为了减缓这种晦气的串扰,采纳反向到法也是一行之有用的办法。
带灰度操控的显现:显现器的灰度等级是指是非图画由黑色到白色之间的亮度层次。灰度等级越多,图画从黑到白的层次就越丰厚,细节也就越明晰。灰度关于图画显现和五颜六色化都是一个非常重要的目标。一般用于有灰度显现的屏多为点阵显现屏,其驱动也多为动态驱动,完成灰度操控的几种办法有:操控法、空间灰度调制、时刻灰度调制。
PMOLED易于制作,但其耗电量大于其他类型的 OLED,这首要是由于它需求外部电路的原因。PMOLED用来显现文本和图标时功率最高,适于制作小屏幕(对角线2-3英寸),例如人们在移动电话、掌 上型电脑 以及MP3播映器上常常能见到的那种。即使存在一个外部电路,被迫矩阵OLED的耗电量仍是要小于这些设备当时选用的LCD。
OLED的五颜六色化技能
显现器全五颜六色是查验显现器是否在商场上具有竞争力的重要标志,因而许多全五颜六色化技能也运用到了OLED显现器上,按面板的类型一般有下面三种:RGB像素独立发光,光色转化(Color Conversion)和五颜六色滤光膜(Color Filter)。
RGB象素独立发光
运用发光资料独立发光是现在选用最多的五颜六色形式。它是运用精细的金属荫罩与CCD象素对位技能,首要制备红、绿、蓝三基色发光中心,然后调理三种颜色组合的混色比,发生真五颜六色,使三色OLED元件独立发光构成一个像素。该项技能的关键在于进步发光资料的色纯度和发光功率,一起金属荫罩刻蚀技能也至关重要。
有机小分子发光资料AlQ3是很好的绿光发光小分子资料,它的绿光色纯度,发光功率和稳定性都很好。但OLED最好的红光发光小分子资料的发光功率只要31mW,寿数1万小时,蓝色发光小分子资料的开展也是很慢和很困难的。有机小分子发光资料面对的最大瓶颈在于赤色和蓝色资料的纯度、功率与寿数。但人们经过给主体发光资料掺杂,已得到了色纯度、发光功率和稳定性都比较好的蓝光和红光。
高分子发光资料的长处是能够经过化学修饰调理其发光波长,现已得到了从蓝到绿到红的掩盖整个可见光规模的各种颜色,但其寿数只要小分子发光资料的十分之一,所以对高分子聚合物,发光资料的发光功率和寿数都有待进步。不断地开宣布功用优秀的发光资料应该是资料开发作业者的一项艰巨而长时间的课题。
跟着OLED显现器的五颜六色化、高分辨率和大面积化,金属荫罩刻蚀技能直接影响着显现板画面的质量,所以对金属荫罩图形尺度精度及定位精度提出了愈加严苛的要求。
光色转化 光色转化是以蓝光OLED结合光色转化
膜阵列,首要制备发蓝光OLED的器材,然后运用其蓝光激起光色转化资料得到红光和绿光,然后取得全五颜六色。该项技能的关键在于进步光色转化资料的色纯度及功率。这种技能不需求金属荫罩对位技能,只需蒸镀蓝光OLED元件,是未来大尺度全五颜六色OLED显现器极具潜力的全五颜六色化技能之一。但它的缺陷是光色转化资料简略吸收环境中的蓝光,形成图画比照度下降,一起光导也会形成画面质量下降的问题。把握此技能的日本出光兴产公司已生产出10英寸的OLED显现器。
五颜六色滤光膜
此种技能是运用白光OLED结合五颜六色滤光膜,首要制备发白光OLED的器材,然后经过五颜六色滤光膜得到三基色,再组合三基色完成五颜六色显现。该项技能的关键在于取得高功率和高纯度的白光。它的制作进程不需求金属荫罩对位技能,可选用老练的液晶显现器LCD的五颜六色滤光膜制作技能。所所以未来大尺度全五颜六色OLED显现器具有潜力的全五颜六色化技能之一,但选用此技能使透过五颜六色滤光膜所形成光丢失高达三分之二。日本TDK公司和美国Kodak公司选用这种办法制作OLED显现器。
RGB像素独立发光,光色转化和五颜六色滤光膜三种制作OLED显现器全五颜六色化技能,各有优缺陷。可依据工艺结构及有机资料决议。
OLED技能的优势
现在,LCD是小型设备显现器的首选,而大屏幕电视选用LCD的状况也很遍及。惯例LED能够用来构成电子表和其他电子设备上的数字。OLED则具有许多LCD与LED所不具有的优势:
相较于LED或LCD的晶体层,OLED的有机塑料层更薄、更轻并且更富于柔韧性。
OLED的发光层比较轻,因而它的底层可运用富于柔韧性的资料,而不会运用刚性资料。OLED底层为塑料原料,而LED和LCD则运用玻璃底层。
OLED比LED更亮。OLED有机层要比LED中与之对应的无机晶体层薄许多,因而OLED的导电层和发射层能够选用多层结构。此外,LED和LCD需求用玻璃作为支撑物,而玻璃会吸收一部分光线。OLED则无需运用玻璃。
OLED并不需求选用LCD中的逆光体系,LCD作业时会挑选性地阻挠某些逆光区域,然后让图画显现出来,而OLED则是靠本身发光。由于OLED不需逆光体系,所以它们的耗电量小于LCD(LCD所耗电量中的大部分用于逆光体系)。这一点关于靠电池供电的设备(例如移动电话)来说,特别重要。
OLED制作起来愈加简略,还可制成较大的尺度。OLED为塑胶原料,因而能够将其制形成大面积薄片状。而想要运用如此之多的晶体并把它们铺平,则要困难得多。
OLED的视界规模很广,可达170度左右。而LCD作业时要阻挠光线,因而在某些视点上存在天然的观测妨碍。OLED本身能够发光,所以视域规模也要宽许多。
OLED存在的问题
OLED似乎是一项白璧无瑕的技能,合适各类的显现器,但它也存在一些问题:
寿数:虽然赤色和绿色的OLED薄膜寿数较长(10000-40000小时),但依据现在的技能水准,蓝色有机物的寿数要短的多(仅有约1000小时)。
制作:OLED的造价现在还比较高。
水:OLED假如遇水,很简略就会损毁。
OLED的运用
一、OLED在头戴显现器范畴的运用
以视频眼镜和随身影院为重要载体的头戴式显现器得到了越来越广泛的运用和开展。其在数字视频、虚拟现实、虚拟现实游戏、3G与视频眼镜交融、超便携多媒体设备与视频眼镜交融方面有杰出的优势。
与LCD和LCOS比较,OLED在头戴显现器的运用有非常大的优势:明晰鲜亮的全彩显现、超低的功耗等,是头戴式显现器开展的一大推动力。
首先把OLED运用在视频眼镜上的是美国的eMagin. 无论是关于民用消费范畴仍是工业运用甚至军事用处都供给了一个极佳的近眼运用处理途径。随之,选用欧洲的超微OLED显现屏的视频眼镜被推上商场。在国内,iTheater(爱视代)凭雄厚的研制实力首先推出世界首款高分子超微OLED显现屏的视频眼镜;凭仗其全知识产权的布景顺畅打入国内军事范畴,为我国数字战士的建造出一份力。
二、OLED在MP3范畴的运用
MP3作为一款数字随身听已经在商场上日益成为时髦文娱的主角,关于它的功用、容量、价格等等都得到了人们广泛的重视,也是各厂家目光的焦点地点,但是关于作为MP3的眼睛的屏幕却很少有人触及。
除了影音随身看产品之外,不论Flash型仍是HDD型的MP3,大多选用是非单色LCD面板,只是停留在能够倾听音乐的简略要求上。但现如今的MP3除了这种最根本的功用外,更多的立足于人们关于特性、时髦寻求的心思,表达的是一种日子的观念。所以在面板的规划上,呈现了多彩背光规划,便是常常听到的“7色背光”的产品。在此基础上进一步开展,已经有用到区域五颜六色OLED面板(如:黄、蓝双色等区域各16色阶)的产品,有代表性的有BenQ的Joybee180、iRiver N10等。
OLED(Organic Light EmitTIng Display),即有机发光显现屏,在MP3 屏幕的运用范畴归于新兴起的品种,被誉为“梦境显现屏”。它无需背光灯,而是“自动发光”。以BenQ Joybee180的OLED液晶屏为例,它摒弃了传统LCD的缺陷,每个像素都可自行发光,不论在什么视点什么光线下都能够比传统LCD显现愈加明晰的画面,并且环境越黑屏幕越亮,犹如夜间的莹彩精灵。
MP3的顾客多为年青族群,对他们而言MP3除了根本功用之外,还带有一点点夸耀的颜色。在夜晚幽静的街边,边走边听着音乐,看着OLED屏幕跳动的蓝光,音符的跳动伴着脚步的跳动和心境的崎岖,定有一种异样的感觉。或是在朋友相聚的Party上,OLED蓝光的闪耀熠熠生辉,定能让你成为集会的主角。
除了带来全新的视觉感触之外,OLED还有许多LCD面板无法比拟的长处。比方能够使MP3做得更轻更薄,可视视点更大,并且能够明显节约电能。不过OLED的运用还要调配MP3的全体规划,才干展现出它的魅力。已上市的BenQ Joybee180能够说是液晶屏的运用与全体规划相结合的模范。Joybee180的造型时髦、精约、大方,整款机器呈正方形,看上去像一个精巧细巧的手提袋,精华部分又恰似一款富丽精巧的手表。并且,运用表带的盛行元素替代传统的佩带办法,供给一系列不同的面板,可依服饰的不同进行替换,改动以往原封不动的调配方案,秀出你的时髦调配,秀出你的共同心境。
OLED运用于MP3产品上不只增加了产品艳丽的美感,并且也为图文资讯的表达如虎添翼,无疑将成为MP3显现面板的干流。
三、潜在的运用
OLED技能的首要长处是自动发光。发红、绿、蓝光的OLED都能够得到。在曩昔的几年中,研究者们一向致力于开发OLED在从背光源、低容量显现器到高容量显现器范畴的运用。下面,将对OLED的潜在运用进行评论,并将其与其它显现技能进行比照。
1999年首度商业化,技能依然非常新。用在一些是非/简略颜色的轿车收音机、移动电话、掌上型电动游乐器等。都归于高阶机种。
从事OLED的商业开发全世界约 100多家厂商, OLED的技能开展方向分红两大类,日、韩和台湾倾向Kodak的低分子OLED技能,欧洲厂商则以PLED为主。两大集团中除了KODAK 联盟之外,另一个以高分子聚合物为主的飞利浦公司也联合了EPSON、DuPont、东芝等公司全力开发自己的产品。2007年第二季全球OLED商场的产值已达到1亿2340万美元。
在我国企业方面,早在2005年,清华大学和维信诺公司决议开端OLED大规模生产线建造,并终究在昆山建造了OLED大规模生产线;广东省也活跃上马OLED专案,到2009年12月,广东已建、在建和筹建的OLED生产线项目有5个,别离是汕尾信利小尺度OLED生产线、佛山中显科技的低温多晶硅TFT(薄膜场效应晶体管)AMOLED生产线专案、东莞宏威的OLED显现幕演示生产线项目、惠州茂勤光电公司AM(自动式)OLED光电项目、彩虹在佛山建造的OLED生产线项目。依据调研公司DisplaySearch的陈述,全球OLED工业2009年的产值为8.26亿美元,比2008年增加 35%。我国成为全球OLED运用最大的商场,我国的手机、移动显现设备及其他消费电子产品的产值都超越全球产值的一半。
四、航空范畴研制“通明飞机”
2014年10月末,英国科技公司方案研制“通明飞机”,让乘客坐在机舱内,享用360度全外景的感觉,好像飞翔在天边中。
英国科技研制公司“工艺立异中心”(The Centre for Process InnovaTIon,CPI)最近宣布了一项客机规划新概念,将运用OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)技能于飞机机身上,不只能让乘客能够一览无遗窗外的风景,甚至能变成触摸屏,让乘客能完全在机上享用。
英国工艺立异中心想象,带有OLED显现器的无窗飞机,机舱照明的增强亮光来自舱壁发光墙,为乘客营建共同的游览气氛。选用OLED技能的柔性屏幕极端轻浮,高质量、灵敏的嵌入到机身和座椅靠背衬板,有机地集成在一起,消除了沉重的外壳,能够高清显现播映从飞机外部摄像机捕捉的画面。这样优化飞机的空间和减轻其分量,不只下降本钱,使机身更轻、更巩固,座位宽阔,还减少了燃料耗费。