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下一代統治者 OLED顯示技術全面解讀

2009-01-20 19:04:50
　　熟悉顯示產品的網友都知道，目前主流的顯示技術已經由早前的CRT過渡到如今的TFT-LCD。因為TFT-LCD產品更薄，占用空間更少，相比CRT的笨重TFT-LCD優勢明顯。但在顯示效果上TFT-LCD相比CRT卻顯得有些單薄。從2001年起，TFT-LCD便開始加速增長，到了06年已經徹底取代傳統的CRT成為了市場主流，但是到了08年市場的增長開始乏力，技術上的繼續突破也出現了瓶頸，加之金融危機的狂襲，可以說液晶市場的步伐已經開始停滯不前。在這種狀況下，一些有見地的廠商早已開始著力于下一代主流顯示技術的開發，毫無疑問下一代顯示產品將會是OLED。從不久前的CES2009我們就可以看到，今後主流顯示技術的發展方向就是OLED，雖然在目前OLED在技術上還需要一定的突破，但筆者初步預計，OLED距離我們已經很近了。筆者認為大約5年後，OLED將會和目前的LCD平分顯示器及電視市場，當然這種預估僅供網友參考。接下來筆者就給大家詳細介紹OLED（有機發光二極管）顯示技術。


和紙比薄的OLED

　　很多網友容易把OLED和目前廠商炒作比較多的LED背光聯系在一起，事實上OLED和LED背光是完全不同的顯示技術。LED背光屬于LCD範疇，都是液晶技術，原理基本相同。LCD技術可以簡單的理解為，外界施加電壓使液晶如閘門般地阻隔背光或讓背光穿透，進而將光線投射在不同顏色的彩色濾光片中形成圖像。所以LED背光屬于液晶技術，只是背光源不同，LED背光使用發光二極管作為背光，傳統的LCD採用CCFL冷光燈管作為背光。而OLED是通過電流驅動有機薄膜本身來發光的，發的光可為紅、綠、藍、白等單色，同樣也可以達到全彩的效果。所以說OLED是一種不同于CRT和液晶技術的全新發光原理。下文中筆者將給大家詳細介紹OLED的發展歷程及技術特點。

OLED發展歷程介紹
　　OLED是英文Organic Light-Emitting Diode的縮寫，翻譯過來被稱為有機發光二極管或有機發光顯示器。事實上這種發光原理早在1936年就被人們所發現，但直到1987年柯達公司推出了OLED雙層器件，OLED才作為一種可商業化和性能優異的平板顯示技術而引得人們的重視。目前，全球已經有100多家的研究單位和企業投入到OLED的研發和生產中，包括目前市場上的顯示巨頭，如三星，LG，飛利浦，索尼等公司。整體上講，OLED的產業化目前已經開始，其中單色，多色和彩色器件已經達到批量生產水平，大尺寸全彩色器件目前尚處在研究開發階段。



CES 2009索尼展示有機EL（OLED）電視
整體上看OLED的應用大致可以分為3個階段。

　　1．1997年～2001年，OLED的試驗階段。在這段時期OLED開始逐漸走出實驗室，主要應用于汽車音響面板，PDA及手機方面。但產品很有限，產品規格少，均為無源驅動，單色或區域彩色，很大程度上帶有試驗和試銷的性質，2001年OLED的全球銷售額僅約為1.5億美元。

　　2．2002年～2005年，OLED的成長階段。在這段時期人們開始逐漸接觸到更多帶有OLED的產品，例如車載顯示器，PDA，手機，數碼相機，DC，頭戴顯示器等。但主要以10寸以下的小面板為主，10寸以上的面板也開始投入使用。

　　3．2005年以後，OLED開始走向一個成熟化的階段。筆者相信在08年後這種成熟化更會加速，包括技術，市場，都將在市場的帶動下突飛猛進。大尺寸及使用壽命將成為今後OLED技術的主要突破方向。

OLED發光原理介紹：
　　OLED器件的結構如下圖所示。OLED屬于載流子雙注入型發光器件，其發光機理為：在外界電壓的驅動下，由電極注入的電子和空穴在有機材料中複合而釋放出能量，並將能量傳遞給有機發光物質的分子，後者受到激發，從基態躍遷到激發態，當受激分子回到基態時輻射躍遷而產生發光現象。

　　（小貼士：什麼是空穴？一個呈電中性的原子，其正電質子和負電電子的數量是相等的。現在由于少了一個負電的電子，所以那里就會呈現出一個正電性的空位，這便是空穴。）


　　OLED的發光過程通常由以下5個階段完成。

　　1．在外加電場的作用下載流子的注入：電子和空穴分別從陰極和陽極向夾在電極之間的有機功能薄膜注入。

　　2．載流子的遷移：注入的電子和空穴分別從電子輸送層和空穴輸送層向發光層遷移。

　　3．載流子的複合：電子和空穴複合產生激子。

　　4．激子的遷移：激子在電場的作用下遷移，能量傳遞給發光分子，並激發電子從基態躍遷到激發態。

　　5．電致發光：激發態能量通過輻射躍遷，產生光子，釋放出能量。

OLED彩色化原理介紹：
　　前面我們給大家介紹了OLED的發光原理，或許很多網友會疑問OLED是怎樣實現彩色顯示的，本節中將為大家講解。

　　目前在OLED全彩顯示器技術方面，實現彩色化的方法主要有3種：獨立發光材料法，光色轉換法以及彩色濾光薄膜法。



　　獨立發光材料法：顧名思義是以紅綠藍三色為獨立發光材料進行發光，是目前OLED彩色化最常用的工藝方法。


　　光色轉換法：主要利用藍光為發光源，經由光色轉換薄膜將藍光分別轉換成紅光或綠藍光進而實現紅綠藍三色光。



　　彩色濾光膜法：有些類似LCD，採用白色光源透過類似LCD的彩色濾光片來達到全彩的效果。

OLED的優點及缺點：
OLED的優點

　　1．厚度可以小于1毫米，僅為LCD屏幕的1/3，並且重量也更輕；

　　2．固態機構，沒有液體物質，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．發光效率更高，能耗比LCD要低；

　　8．能夠在不同材質的基板上制造，可以做成能彎曲的柔軟顯示器。

　　我們看到OLED相比目前主流的LCD有一些無法比擬的優勢，當然目前的OLED還存在一些缺點需要技術上的解決，當這些問題解決後將會是OLED大面積走入市場主流的日子。

　　目前的OLED存在的主要問題有：

　　1．壽命通常只有5000小時，要低于LCD至少1萬小時的壽命；

　　2．不能實現大尺寸屏幕的量產，因此目前只適用于便攜類的數碼類產品；

　　3．存在色彩純度不夠的問題，不容易顯示出鮮艷、濃鬱的色彩。
OLED前景展望：
　　從目前顯示技術的發展趨勢來看，OLED無疑是會帶來顯示產品集體換代的一項新技術。現在主要的技術突破還在于大尺寸工藝，色彩，以及使用壽命。不過目前萎靡的液晶市場或許會激發廠商們盡早提速OLED大面積進入市場的決心，提速OLED的研發及生產工藝的改進或許已經在廠商們的計劃之內。當然我們不能指望OLED不久會以一種低價格的姿態進入市場，任何一種革命性的新技術均隨著市場及技術的成熟才漸漸地平易近人，這段時間往往需要幾年，OLED的前景是十分讓人看好的。


CES 2009展索尼首發21英寸OLED電視，分辨率為1366×768

　　OLED超薄柔軟可卷曲的特性使其的應用方向更廣，超低的功耗更符合目前時代發展的需求，在今後我們將會看到更多的地方出現OLED的身影。相信5年內，壁畫般的顯示產品也將會在市場內出現，拭目以待吧。

作者：往返秋天

Labels: LCD

posted by C.H. Chen @ 5:45 AM