[原标题]新一代显示技术——有机发光二极管
随着照明技术的不断发展,LED正以势不可挡的速度渗透到人类生活的方方面面。近几年迎来了LED的大爆发。然而,最近,另一个术语,有机发光二极管,也频繁出现在每个人的身边。那么,有机发光二极管到底是什么?
有机发光二极管是一种由有机分子薄片组成的固态设备,在施加电压后可以发光。有机发光二极管可以使电子设备产生更明亮、更清晰的图像,其功耗比今天人们使用的传统发光二极管(LED)和液晶显示器(LCD)更少。
在这篇文章中,你将了解有机发光二极管技术的工作原理,OLED的类型,OLED与其他发光技术相比的优缺点,以及OLED需要克服的一些问题,并向你展示目前市场上使用OLED的一些产品。
与LED类似,有机发光二极管是一种固态半导体器件,厚度为100-500纳米,比人的头发还细200倍。有机发光二极管由两到三层有机材料组成;根据最新的有机发光二极管设计,第三层可以帮助电子从阴极转移到发射层。本文主要涉及双层设计模型。
一、有机发光二极管的优势
与传统的展示和照明设备相比,有机发光二极管具有以下优势。
1.超薄。厚度可以小于1mm,只有液晶屏的1/3,重量更轻。
2.抗震耐用。固体机构,无液体物质,所以抗震性能更好,不怕摔;
3.视角大。几乎不存在视角问题,大视角观看画面依然不失真;
4.成本低。制造工艺简单,成本较低;
5.反应速度快。响应时间在μs量级,所以在显示运动画面时绝对不会出现拖影现象。
6.工作温度范围宽。能在-40 ~ 75℃工作;
7.灵活性。它可以制作在不同材料的基板上,可以制作成柔性显示器。
图1有机发光二极管柔性和透明液晶显示屏显示
二、有机发光二极管的结构
有机发光二极管由以下部分组成:
基层(透明塑料、玻璃、金属箔)-基层用于支撑整个有机发光二极管。
阳极(透明)-当电流流过设备时,阳极消除电子(增加电子"空空穴")。
有机层-有机层由有机分子或有机聚合物组成。
导电层——这一层由有机塑料分子组成,从阳极传输“空空穴”。聚苯胺可以用作有机发光二极管的导电聚合物。
发射层——这一层由有机塑料分子(不同于导电层)组成,从阴极传输电子;发光过程发生在这一层。聚芴可以用作发射层聚合物。
阴极(透明或不透明,取决于有机发光二极管的类型)-当设备中有电流流动时,阴极会将电子注入电路。
图2有机发光二极管结构示意图
三。有机发光二极管的制造业
有机发光二极管生产过程中最重要的步骤是在基层上涂覆有机层。有三种方法可以完成这项工作:
1.真空沉积或真空热蒸发(VTE)
位于true 空腔内的有机分子会被轻微加热(蒸发),然后这些分子会以薄膜的形式凝结在温度较低的基层上。这种方法成本高,效率低。
2.有机气相沉积(OVPD)
在低压热壁反应室中,载气将蒸发的有机分子输送到低温基底,然后有机分子凝结成薄膜。使用载气可以提高效率,降低有机发光二极管的成本。
3.喷墨印刷
使用喷墨技术,有机发光二极管可以喷在基底上,就像印刷时墨水喷在纸上一样。喷墨技术大大降低了有机发光二极管的生产成本,还可以将有机发光二极管印刷到表面积非常大的薄膜上,制作大型显示器,如80英寸的大屏幕电视或电子广告牌。
4.有机发光二极管的发光过程
有机发光二极管的发光方式类似于LED,它需要经历一个称为电光转换的过程。
具体流程如下:
1.有机发光二极管设备的电池或电源将在有机发光二极管上施加电压。
2.电子和空空穴分别由阴极和阳极注入有机发光二极管器件。
3.注入的电子和空空穴在外加电压的作用下向器件内部移动。
4.在发射层与导电层或发光层的交界处,电子会与空空穴结合形成激子。
5.激子化合物发光,并发射到器件外部。
6.光的颜色取决于发射层中有机分子的类型。制造商将几个有机薄膜放在同一个有机发光二极管上,从而形成一个彩色显示器。
7.光的亮度或强度取决于施加电流的大小。电流越大,光的亮度越高。
动词 (verb的缩写)有机发光二极管的分类
有机发光二极管可分为被动驱动(被动矩阵;;PMOLED)和有源驱动(有源矩阵;;AMOLED),有机发光二极管的驱动模式属于电流驱动。被动模式的结构更简单,驱动表观电流决定灰度,小尺寸产品的分辨率和画质都相当不错。然而,如果我们想发展成大尺寸的产品,恐怕会出现增加功耗和减少使用寿命的问题。最好的对应方式是采用有源驱动方式,因为有源整流比无源整流好,不容易产生漏电。同时,当使用低温多晶硅(Poly-si)TFT技术时,电流可以产生低阻抗的小TFT,满足大尺寸和大屏幕有机发光二极管显示器的要求。
粉末冶金有阴极带、有机层和阳极带。阳极带和阴极带相互垂直。阴极和阳极的交叉形成像素,即发光部分。外部电路向所选的阴极条和阳极条施加电流,以确定哪些像素发光,哪些不发光。此外,每个像素的亮度与施加的电流大小成比例。
PMOLED易于制造,但其功耗高于其他类型的OLED,主要是因为它需要外部电路。PMOLED显示文本和图标的效率最高,适合制作小屏幕(对角线2-3英寸),比如人们经常在手机、掌上电脑和MP3播放器上看到的屏幕。即使有外部电路,无源矩阵有机发光二极管的功耗也比这些设备中目前使用的LCD小。
AMOLED的技术优势几乎是传统LCD无法企及的。
1.与传统LCD相比,AMOLED屏幕非常薄,触控层可以集成在屏幕中,做超薄机更有优势。
2.高分辨率AMOLED以pentile排列,不像传统LCD一个像素等于红绿蓝三个子像素的集合,而是一个像素=1绿0.5(蓝红),大大强调绿色,让画面看起来更明亮。
3.AMOLED自发光,显示黑色时单像素不工作,显示深色时功耗低。所以AMOLED在深色时省电,对比度是传统LCD的几百倍,不漏光。
4.AMOLED具有一定的柔性,相比玻璃基板不容易损坏液晶屏。
5.AMOLED和SUPER AMOLED的色域非常广。
PMOLED和AMOLED的性能比较:
1.特点:
PMOLED(瞬间注入强电流,高亮度困倦;面板外部驱动IC;逐步扫描)
AMOLED(每个像素可以独立动作,连续驱动,带TFT驱动电路,连续发光,全彩显示;TFT驱动电路;逐步扫描数据写入;在TFT基板上形成有机发光二极管像素)
2.显示性能:
PMOLED(单色或多色(全色也可接受)
AMOLED(全彩色)
3.相对优势:
PMOLED(结构简单;没有iheyTFT工艺,厚板易清洗,设计易改动;材料和生产成本低;技术门槛低;容易的灰度级控制)
AMOLED(适合大尺寸高分辨率开发;亮度容易提高;发光寿命长;快速响应速度)
4.相对劣势:
PMOLED(不适合大尺寸高分辨率;耗电量大;发光效率和寿命差)
AMOLED(技术门槛高,采用LTPS或α-Si TFT-LCD技术;高材料生产成本)
5.应用领域:
pm OLED(8英寸以下照明、单色、彩色和全彩色显示器,目标市场为车用音频显示器、手机、PDA、游戏机等音色或彩色中小尺寸显示器,企图抢占现有的TN/STN市场)
amo led(8英寸以上全彩显示和移动显示领域(手机、平板等。))
不及物动词有机发光二极管产品展示
根据显示搜索的预计数字,到2020年,有机发光二极管产业的收入规模将有机会达到350亿美元。柔性有机发光二极管面板最先用于手机产品,现在平板电脑也开始推出。韩国的三星电子和LG电子也推出了大尺寸有机发光二极管电视。
图3 LG品牌超薄OLED电视和国产有机发光二极管长虹105Q1C(售价100万)已经上市。
然而现阶段OLED电视的发展并不顺利。随着平板电视进入成熟阶段,价格竞争激烈,消费者和电视品牌都对产品的价格非常敏感。然而,有机发光二极管有机材料寿命短,制造工艺复杂,导致生产成本高,产量难以提高。如今4K(分辨率3,840x2,160)在电视市场处于上升期,TFT LCD产业链相对成熟,可以为电视厂商提供具有成本竞争力和高解析性能的4K UHD电视面板。短期内,业内人士认为,有机发光二极管面板仍将以小尺寸移动设备市场为主力,引入电视、照明等应用还需要时间发酵。
七。摘要
有机发光二极管显示技术具有LCD和LED不可比拟的优势,但仍存在许多问题。虽然在手机、电视等显示领域和照明领域已经有大量产品销售,但有机发光二极管全彩技术尚未成熟。随着全球厂商RD力度的加大,有机发光二极管技术会越来越成熟,手机和便携产品中流行的LCD会逐渐让出相当一部分有机发光二极管市场。