OLED顯示的理論基礎(chǔ)及最新進(jìn)展

1、非線性光學(xué)原理遠(yuǎn)程教育基礎(chǔ)理論中的遠(yuǎn)程教育類型新一代液晶顯示技術(shù)有機(jī)電致發(fā)光顯示器件的基本原理和進(jìn)展有機(jī)發(fā)光二極管的彩色化技術(shù)有機(jī)發(fā)光二極管和液晶面板技術(shù)的對比分析有機(jī)發(fā)光二極管技術(shù)應(yīng)用于顯示和照明手機(jī)新顯示器有機(jī)發(fā)光二極管n教你如何區(qū)分真假有機(jī)發(fā)光二極管制作全彩色有機(jī)發(fā)光二極管的方案有機(jī)電致發(fā)光顯示器的顯示原理全彩色有源有機(jī)電致發(fā)光顯示技術(shù)展望有機(jī)電致發(fā)光器件在有機(jī)電致發(fā)光器件基礎(chǔ)理論中的優(yōu)缺點(diǎn)聚合物有機(jī)發(fā)光二極管技術(shù)有機(jī)發(fā)光二極管與PLED有機(jī)發(fā)光二極管原理2006-3-2-有機(jī)發(fā)光顯示器是指有機(jī)半導(dǎo)體材料和發(fā)光材料通過電場驅(qū)動(dòng)的載流子注入和復(fù)合發(fā)光的現(xiàn)象。其原理是將氧化銦錫透明電極和金屬

2、電極分別作為器件的陽極和陰極。在一定電壓的驅(qū)動(dòng)下，電子和空穴分別注入電子和空穴傳輸層。電子和空穴分別通過電子傳輸層和空穴傳輸層遷移到發(fā)光層，在發(fā)光層中相遇形成激子并激發(fā)發(fā)光分子，發(fā)光分子在輻射弛豫后發(fā)射可見光?？梢詮难趸熷a側(cè)觀察到輻射光，并且金屬電極膜也用作反射層。根據(jù)這種發(fā)光原理制造顯示器被稱為有機(jī)發(fā)光顯示器，也稱為有機(jī)發(fā)光二極管顯示器。有機(jī)發(fā)光二極管是如何被發(fā)現(xiàn)的1979年的一個(gè)晚上，在柯達(dá)公司從事科學(xué)研究的中國科學(xué)家唐博士突然想起了他在回家的路上在實(shí)驗(yàn)室里忘記的一件事。回到實(shí)驗(yàn)室，他在黑暗中發(fā)現(xiàn)了一些明亮的東西。打開燈，原來實(shí)驗(yàn)用的有機(jī)電池在發(fā)光。這是怎么回事？因此，有機(jī)發(fā)光二極管的研

3、究開始了，鄧博士也被稱為有機(jī)發(fā)光二極管之父。有機(jī)發(fā)光二極管的技術(shù)特點(diǎn)與液晶顯示器相比，有機(jī)發(fā)光二極管具有主動(dòng)發(fā)光和無視角問題；重量輕，厚度?。桓吡炼群透甙l(fā)光效率；豐富的發(fā)光材料，易于實(shí)現(xiàn)彩色顯示；響應(yīng)速度快，動(dòng)態(tài)圖像質(zhì)量高；使用溫度范圍寬；可以實(shí)現(xiàn)軟顯示；工藝簡單，成本低；抗震能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此被專家稱為未來的理想顯示器。有機(jī)發(fā)光二極管的市場前景有機(jī)發(fā)光二極管具有超薄、完全固化、自發(fā)光、響應(yīng)速度快、溫度特性好、顯示靈活等特點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。有機(jī)發(fā)光二極管的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：家用電器和儀器的分段顯示屏；新型便攜式設(shè)備，如手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、PDA顯示終端、便攜式電腦、壁掛式電視顯示終端、電

4、子書等新型軟顯示屏；對環(huán)境適應(yīng)性要求高的現(xiàn)場作業(yè)應(yīng)用，如低溫環(huán)境。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，有機(jī)發(fā)光二極管的產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)開始，未來3-5年將是有機(jī)發(fā)光二極管技術(shù)成熟和市場快速增長的階段。國際權(quán)威平板顯示器市場分析公司斯坦福資源認(rèn)為，隨著材料研究、生產(chǎn)技術(shù)、成本控制和市場應(yīng)用的進(jìn)步，2002年后有機(jī)發(fā)光二極管市場的增長勢頭將更加強(qiáng)勁。2007年，有機(jī)發(fā)光二極管產(chǎn)品的市場規(guī)模達(dá)到31億美元。有機(jī)發(fā)光二極管基礎(chǔ)理論2006-3-3中的有機(jī)發(fā)光二極管類型-一般來說，有機(jī)發(fā)光二極管顯示器根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式分為無源矩陣和有源矩陣，電路設(shè)計(jì)原理如圖1所示。無源模式適用于小型面板，因?yàn)槠渌矔r(shí)亮度與陰極掃描列數(shù)成正比，所以需要在高

5、脈沖電流下工作，這將縮短圖形元件的壽命。由于掃描的原因，其分辨率有限，但其優(yōu)點(diǎn)是成本低，工藝簡單。主動(dòng)模式與被動(dòng)模式正好相反。盡管成本較高且制造過程較復(fù)雜(仍比薄膜晶體管液晶顯示器容易)，但每個(gè)像素可被連續(xù)且獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)，且驅(qū)動(dòng)信號可被存儲。它不需要在高脈沖電流下工作，具有更高的效率和更長的使用壽命。它適用于大尺寸、高分辨率和高信息的c無源矩陣和有源矩陣的電路原理新一代有機(jī)發(fā)光二極管顯示技術(shù)2006-3-2-在平板顯示器取代我們現(xiàn)在使用的傳統(tǒng)陰極射線管后，液晶顯示器已經(jīng)逐漸接近成千上萬的家庭。然而，在展示產(chǎn)品領(lǐng)域一次又一次的偉大革命之后，我們未來將會遇到什么樣的技術(shù)創(chuàng)新，展示領(lǐng)域會給我們帶來什么

6、樣的新驚喜？這是下一代平板顯示器的有機(jī)發(fā)光二極管顯示技術(shù)。知道有機(jī)發(fā)光二極管是什么嗎有機(jī)發(fā)光二極管是英文有機(jī)發(fā)光二極管的縮寫，中文翻譯是有機(jī)發(fā)光二極管。自2003年以來，一些制造商已正式將有機(jī)發(fā)光二極管技術(shù)應(yīng)用于數(shù)碼產(chǎn)品(如數(shù)碼相機(jī)和手機(jī))的顯示屏，進(jìn)一步推動(dòng)其加速發(fā)展，有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的制造和生產(chǎn)已被主要制造商提上日程。目前，三星、LG、NEC等。已經(jīng)推出了帶有有機(jī)發(fā)光二極管顯示屏的手機(jī)，這表明有機(jī)發(fā)光二極管在顯示產(chǎn)品的應(yīng)用上超過了液晶產(chǎn)品。由于其卓越的價(jià)格和成本控制以及出色的顯示效果，許多人將其稱為液晶顯示器的殺手。有機(jī)發(fā)光二極管的基本工作原理是，一些特殊的碳基分子在電荷轉(zhuǎn)移過程中可以

7、發(fā)出不同顏色的光。這些特殊材料被聚合成聚合物(塑料形狀)，然后制成可用于展示的材料。在有機(jī)發(fā)光二極管的生產(chǎn)中，無源短陣列技術(shù)可以采用低信息密度的顯示設(shè)備，而有源短陣列技術(shù)則需要用于高信息密度的顯示設(shè)備，如計(jì)算機(jī)和電視。性能卓越的有機(jī)發(fā)光二極管有機(jī)發(fā)光二極管是目前平板顯示行業(yè)的新寵，許多公司都在研發(fā)它，并努力將這項(xiàng)技術(shù)推向市場。這與其優(yōu)勢是分不開的。將有機(jī)發(fā)光二極管與目前的液晶顯示屏相比較，我們可以發(fā)現(xiàn)有機(jī)發(fā)光二極管確實(shí)有很多優(yōu)點(diǎn)：在機(jī)身形狀的設(shè)計(jì)中，有機(jī)發(fā)光二極管的顯示屏可以做得很薄，因?yàn)橛袡C(jī)發(fā)光二極管器件的核心層厚度很薄，甚至不到1毫米，只有目前液晶顯示器的1/3。因此，它的厚度比液晶顯示屏

8、更薄更薄。同時(shí)，由于有機(jī)發(fā)光二極管也可以在不同材料制成的基板上制造，因此它可以在形狀設(shè)計(jì)上制造各種具有彎曲形狀的柔性顯示器件，以滿足各種需求。此外，在有機(jī)發(fā)光二極管器件的單個(gè)像素中，其尺寸可以相當(dāng)小，并且保留了大的空間縮減潛力，這使得其特別適合于在未來快速發(fā)展的微顯示器件中的應(yīng)用。眾所周知，液晶材料的顯示效果在相對較低的溫度環(huán)境下是令人苦惱的，但是有機(jī)發(fā)光二極管沒有這個(gè)缺點(diǎn)，它的低溫特性特別好，即使在-40也能正常顯示。有機(jī)發(fā)光二極管除了能夠應(yīng)對嚴(yán)寒環(huán)境外，還具有很強(qiáng)的抗沖擊能力。由于有機(jī)發(fā)光二極管器件均為固態(tài)機(jī)構(gòu)，采用無真空液態(tài)物質(zhì)，具有良好的抗震性能，能夠適應(yīng)大加速度和振動(dòng)等惡劣環(huán)境，因此

9、有機(jī)發(fā)光二極管的應(yīng)用范圍更廣。有機(jī)發(fā)光二極管可以自己發(fā)光，但液晶顯示器不能，這使得有機(jī)發(fā)光二極管比目前的液晶顯示屏亮得多，具有更大的對比度和更好的色彩性能。同時(shí)，有機(jī)發(fā)光二極管的發(fā)光轉(zhuǎn)換效率也很高。由于目前的液晶顯示器需要背景光來點(diǎn)亮，而有機(jī)發(fā)光二極管在增加照明單元時(shí)只需要增加功率，所以有機(jī)發(fā)光二極管所需的電壓相對較低，比液晶顯示屏功耗更低，更節(jié)能，稱為節(jié)能。有機(jī)發(fā)光二極管失真現(xiàn)象較少，不像目前的液晶顯示屏，它會有嚴(yán)重的水平和垂直視角失真。由于有機(jī)發(fā)光二極管具有主動(dòng)發(fā)光的特性，屬于發(fā)光設(shè)計(jì)，這使得它基本上沒有視角范圍的限制，視角一般可以達(dá)到1600以上，所以即使從側(cè)面看也不會有失真的感覺。目前

10、，液晶顯示屏的主要缺點(diǎn)是響應(yīng)時(shí)間長，游戲顯示等一些快速畫面會出現(xiàn)“拖尾”，但有機(jī)發(fā)光二極管已經(jīng)完全解決了這個(gè)問題，這主要?dú)w功于有機(jī)發(fā)光二極管器件單像素響應(yīng)速度的顯著提高，是目前液晶材料組件的1000多倍，完全可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的視頻回放和3D游戲顯示，與現(xiàn)在陰極射線管的響應(yīng)速度相當(dāng)。就重量而言，有機(jī)發(fā)光二極管的設(shè)計(jì)重量比液晶顯示器輕得多，因?yàn)樵谥圃爝^程中，有機(jī)發(fā)光二極管需要的材料很少，只有一個(gè)底層，制造過程相對簡單，只需要86道工序，而液晶顯示器需要200道工序，對材料和工藝的要求比液晶顯示器降低了約1/3，成本甚至更低。據(jù)估計(jì)，大規(guī)模生產(chǎn)有機(jī)發(fā)光二極管的成本至少比液晶顯示器低20%，這也是目前的

11、液晶顯示器技術(shù)在未來顯示屏生產(chǎn)中將被有機(jī)發(fā)光二極管技術(shù)所取代的原因，這為其在生產(chǎn)成本和產(chǎn)品性能方面的優(yōu)勢奠定了良好的基礎(chǔ)。目前，有機(jī)發(fā)光二極管最大的缺點(diǎn)是壽命比液晶顯示器短，因?yàn)橛袡C(jī)發(fā)光二極管只能達(dá)到5000個(gè)工作小時(shí)左右，明顯低于目前可達(dá)到10000個(gè)工作小時(shí)的液晶顯示器。在技術(shù)層面上仍然很難完全解決這個(gè)問題，至少需要4到5年的時(shí)間來縮短兩者之間的工作時(shí)間差距，這迫使目前的有機(jī)發(fā)光二極管產(chǎn)品只適用于一些不常用的設(shè)備，如車載DVD播放器、PDA的、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、便攜式DVD播放器等。它們在臺式電腦上廣泛應(yīng)用需要時(shí)間，所以有機(jī)發(fā)光二極管目前不適合。另外，為了滿足計(jì)算機(jī)或電視的顯示要求，有

12、機(jī)發(fā)光二極管必須采用有源矩陣技術(shù)，這不可避免地導(dǎo)致有機(jī)發(fā)光二極管面臨著與有源矩陣液晶一樣的合格率低的問題。有機(jī)發(fā)光二極管技術(shù)是如何產(chǎn)生的？那么有機(jī)發(fā)光二極管技術(shù)是什么時(shí)候出現(xiàn)的呢？事實(shí)上，早在1987年，就有人開始研究有機(jī)發(fā)光二極管。這是柯達(dá)公司聘請的王根洋博士發(fā)現(xiàn)的有機(jī)電池產(chǎn)生的發(fā)光現(xiàn)象，并開始了對有機(jī)發(fā)光二極管的研究，為有機(jī)發(fā)光二極管技術(shù)邁出了第一步。作為出生在香港的王根洋博士，這是值得我們中國人驕傲的。后來，王源氏繼續(xù)研究，發(fā)現(xiàn)在小分子有機(jī)材料中，它們類似于金屬半導(dǎo)體，能在電場作用下產(chǎn)生發(fā)光，而且這些小分子有機(jī)材料的電光轉(zhuǎn)換效率很高。在電路的控制下，有機(jī)發(fā)光二極管可以快速開關(guān)，每秒可以工

13、作60次，亮度高，工作電壓很低。與此同時(shí)，英國劍橋大學(xué)的博士生杰里米伯勒斯也在一年后證明了高分子聚合物也有電致發(fā)光效應(yīng)。之后，杰里米和他的導(dǎo)師創(chuàng)辦了劍橋顯示技術(shù)公司，該公司也走上了研究有機(jī)發(fā)光二極管的道路，開辟了一條與柯達(dá)公司完全不同的有機(jī)發(fā)光二極管研發(fā)之路。特殊的結(jié)構(gòu)使有機(jī)發(fā)光二極管具有優(yōu)異的性能有機(jī)發(fā)光二極管的優(yōu)異性能與其特殊的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。在有機(jī)發(fā)光二極管顯示屏中，每個(gè)有機(jī)發(fā)光二極管單元就像一個(gè)多層夾心餅干，其中發(fā)光材料被夾在每個(gè)單元之間，就像餅干中的填充物一樣，每個(gè)單元可以可控地產(chǎn)生三種不同顏色的光，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。就類型而言，有機(jī)發(fā)光二極管和液晶顯示器一樣，可以分為主動(dòng)型和被動(dòng)型。

14、在被動(dòng)模式下，按行和列地址選擇的單元被點(diǎn)亮。在有源模式下，有機(jī)發(fā)光二極管單元后面有一個(gè)薄膜晶體管，發(fā)光單元由薄膜晶體管驅(qū)動(dòng)發(fā)光。有源有機(jī)發(fā)光二極管省電，但無源有機(jī)發(fā)光二極管顯示性能更好。有機(jī)發(fā)光二極管的關(guān)鍵元件包括氧化銦錫導(dǎo)電玻璃、小分子有機(jī)材料、封裝相關(guān)材料、高純金屬材料、低溫多晶硅薄膜晶體管技術(shù)和驅(qū)動(dòng)集成電路等。薄膜晶體管液晶顯示器需要玻璃基板、背光、偏振片、彩色濾光片和液晶材料。就材料要求而言，薄膜晶體管液晶顯示器的總面板厚度約為1厘米，但有機(jī)發(fā)光二極管材料僅包括約1.3毫米的玻璃基板、小于0.3毫米的高純度金屬材料和氧化銦錫導(dǎo)電玻璃等。與兩者相比，有機(jī)發(fā)光二極管的面板厚度僅為薄膜晶體管

15、液晶顯示器的10%20%，因此有機(jī)發(fā)光二極管不僅比薄膜晶體管液晶顯示器減少了許多材料，因此，生產(chǎn)成本可以進(jìn)一步降低。另外，由于有機(jī)發(fā)光二極管和薄膜晶體管液晶顯示器的發(fā)光源不同，平板顯示屏在視角上的缺陷也減少了。有機(jī)發(fā)光二極管技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景除了在我們?nèi)粘Ｊ煜さ呐_式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中使用之外，有機(jī)發(fā)光二極管技術(shù)也用于微顯示器。這里提到的微顯示器一般指3.3厘米以下的顯示器，目前主要分為液晶顯示器和有機(jī)發(fā)光二極管。微顯示器是一種小東西，旨在設(shè)計(jì)無線環(huán)境下的移動(dòng)設(shè)備小到可以放在衣服口袋里。同時(shí)，如果你用這種小的有機(jī)發(fā)光二極管屏幕欣賞大屏幕的DVD電影，你不用擔(dān)心它的顯示區(qū)域太窄，只要你把這種微型顯示

16、器和虛擬光學(xué)系統(tǒng)匹配起來，就可以很容易地解決。有兩種類型的光學(xué)系統(tǒng)：單目系統(tǒng)和雙目系統(tǒng)。單目系統(tǒng)的用戶可以在觀看顯示器的同時(shí)注意其他事物，但雙目系統(tǒng)的視覺效果更好。微顯示技術(shù)最初用于戰(zhàn)斗機(jī)飛行員，現(xiàn)在的發(fā)展趨勢主要是用于可穿戴計(jì)算機(jī)。有了這種微型顯示器，移動(dòng)設(shè)備不再受顯示器巨大尺寸和功耗的限制。另外，有機(jī)發(fā)光二極管比液晶顯示器具有更優(yōu)越的特性，這使得有機(jī)發(fā)光二極管的應(yīng)用更加廣泛，前景更加廣闊。用于有機(jī)發(fā)光二極管的玻璃基板厚度略大于1毫米，而有機(jī)發(fā)光二極管的厚度僅為2毫米左右，遠(yuǎn)小于一般液晶顯示器的厚度。而且，有機(jī)發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電壓很低，反應(yīng)時(shí)間幾乎是瞬間的，完全可以滿足動(dòng)態(tài)圖像的顯示要求。目前，雖然有機(jī)發(fā)光二極管只能發(fā)展單色小尺寸顯示器，主要用于汽車顯示器、手機(jī)、游戲機(jī)、掌上電腦和掌上電腦，但在未來，隨著高分辨率全色小尺寸顯示器的成功發(fā)展，它將更適用于各種便攜式產(chǎn)品，如數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和智能手機(jī)。有機(jī)發(fā)光二極管的市場發(fā)展尤其是日本先鋒公司推出汽車單色和多色顯示產(chǎn)品，進(jìn)一步證明了有機(jī)發(fā)光二極管產(chǎn)品的巨大潛力，使有機(jī)發(fā)光二極管顯示器成為繼薄膜晶體管液晶顯示器之后平板顯示器上又一新興顯示設(shè)備的生力軍。近兩年來，它迅速成為主要制造商最熱門的投資目標(biāo)之一。根據(jù)美國標(biāo)準(zhǔn)資源公司的數(shù)據(jù)，2001年全球有機(jī)發(fā)光二極管的銷售額只有300萬美元，但200