詳解OLED 顯示技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)

OLED，即有機(jī)發(fā)光二極管OLED（Organic Light-Emitting Diode），又稱(chēng)為有機(jī)電激光顯示（OrganicElectroluminesence Display, OELD）。因?yàn)榫邆漭p薄、省電等特性，因此從2003年開(kāi)始，這種顯示設(shè)備在MP3播放器上得到了廣泛應(yīng)用，而對(duì)于同屬數(shù)碼類(lèi)產(chǎn)品的DC與手機(jī)，此前只是在一些展會(huì)上展示過(guò)采用OLED屏幕的工程樣品，還并未走入實(shí)際應(yīng)用的階段。但OLED屏幕卻具備了許多LCD不可比擬的優(yōu)勢(shì)，因此它也一直被業(yè)內(nèi)人士所看好。

OLED顯示技術(shù)的起源

早在20世紀(jì)60年代，Pope等人首次報(bào)道了蒽單晶的電致發(fā)光現(xiàn)象，揭開(kāi)了有機(jī)發(fā)光器件研究的序幕，但由于當(dāng)時(shí)獲得的亮度和效率均不理想，而未獲得廣泛的關(guān)注。

1987年，美國(guó)柯達(dá)公司鄧青云博士等以真空蒸鍍法制作出含電子空穴傳輸層的多層器件，獲得了亮度大于1000cd/m2、效率超過(guò)1.5 lm/W、驅(qū)動(dòng)電壓小于10V的發(fā)光器件，這種器件具有輕薄、低驅(qū)動(dòng)電壓、自主發(fā)光、寬視角、快速響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，因此得到了廣泛的關(guān)注。

1990年，英國(guó)劍橋大學(xué)Cavendish研究室的R. H. Friend等人以旋涂的方法將聚合物材料聚對(duì)苯撐乙烯作為發(fā)光材料制備發(fā)光器件，開(kāi)創(chuàng)了聚合物在有機(jī)發(fā)光領(lǐng)域的應(yīng)用。這項(xiàng)研究進(jìn)一步促進(jìn)了有機(jī)發(fā)光顯示器件的研究，應(yīng)用更加廣泛、性能更加優(yōu)越的器件報(bào)道不斷涌現(xiàn)。

1993年曹鏞等人的柔性O(shè)LED顯示屏和1994年Kido等人制備的白光OLED器件均具有開(kāi)創(chuàng)性的意義。

1998年，普林斯頓大學(xué)的Forrest等將磷光材料摻入發(fā)光層，獲得外量子效率5%的器件。這項(xiàng)研究證明OLED可突破內(nèi)量子效率25%的限制，使得有機(jī)發(fā)光器件的效率有望大幅提高。

2003年，Novaled公司制備了PIN結(jié)構(gòu)的磷光器件，在提高發(fā)光效率的同時(shí)增強(qiáng)了電荷的注入能力，使得器件的效率大幅提高，同年在SID會(huì)上，索尼和奇美分別推出了24和20英寸TFT OLED樣品及柯達(dá)推出第一部使用OLED顯示器的數(shù)碼相機(jī)。

2004年5月，SeicoEpson在日本展出了40英寸彩色PLED面板及三星SDI展示了小分子OLED材料蒸鍍形成的17英寸OLED顯示屏；

2005-2006年，研究焦點(diǎn)集中在高效率白光器件上?？履峥滥苓_(dá)技術(shù)中心成功開(kāi)發(fā)了初始亮度1000cd/m2、發(fā)光效率64lm/W、亮度半衰期約10000小時(shí)的OLED白色發(fā)光組件；

2006年，韓國(guó)三星電子在IMID大展中，展示了2.4英寸QVGA分辨率的AM-OLED手機(jī)屏產(chǎn)品；而臺(tái)灣奇晶開(kāi)發(fā)出以LTPS TFT主動(dòng)式矩陣OLED技術(shù)制成的尺寸達(dá)25英寸的OLED電視顯示器面板；

2007年初，奇晶光電正式宣告量產(chǎn)AMOLED產(chǎn)品，并已開(kāi)始在市場(chǎng)上出售小尺寸(2.0-2.7英寸)顯示器；同年SID會(huì)議上，Sony展出了技術(shù)成熟的11吋OLED電視。

目前，全球已經(jīng)有100多家的研究單位和企業(yè)投入到OLED的研發(fā)和生產(chǎn)中，包括目前市場(chǎng)上的顯示巨頭三星，LG，飛利浦等。

整體上看OLED的應(yīng)用大致可以分為3個(gè)階段。

1、1997年～2001年，OLED的試驗(yàn)階段。在這段時(shí)期OLED開(kāi)始逐漸走出實(shí)驗(yàn)室，主要應(yīng)用于汽車(chē)音響面板，PDA及手機(jī)方面。但產(chǎn)品很有限，產(chǎn)品規(guī)格少，均為無(wú)源驅(qū)動(dòng)，單色或區(qū)域彩色，很大程度上帶有試驗(yàn)和試銷(xiāo)的性質(zhì)，2001年OLED的全球銷(xiāo)售額僅約為1.5億美元。

2、2002年～2005年，OLED的成長(zhǎng)階段。在這段時(shí)期人們開(kāi)始逐漸接觸到更多帶有OLED的產(chǎn)品，例如車(chē)載顯示器，PDA，手機(jī)，數(shù)碼相機(jī)，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(kāi)始投入使用。

3、2005年以后，OLED開(kāi)始走向一個(gè)成熟化的階段。08年后這種成熟化更會(huì)加速，包括技術(shù)，市場(chǎng)，都將在市場(chǎng)的帶動(dòng)下突飛猛進(jìn)。大尺寸及使用壽命將成為今后OLED技術(shù)的主要突破方向。

OLED的基本結(jié)構(gòu)及原理

OLED的基本結(jié)構(gòu)是由一薄而透明具半導(dǎo)體特性之銦錫氧化物(ITO)，與電力之正極相連，再加上另一個(gè)金屬陰極，包成如三明治的結(jié)構(gòu)。整個(gè)結(jié)構(gòu)層中包括了：空穴傳輸層(HTL)、發(fā)光層(EL)與電子傳輸層(ETL)。當(dāng)電力供應(yīng)至適當(dāng)電壓時(shí)，正極空穴與陰極電荷就會(huì)在發(fā)光層中結(jié)合，產(chǎn)生光亮，依其配方不同產(chǎn)生紅、綠和藍(lán)RGB三原色，構(gòu)成基本色彩。

OLED的特性是自己發(fā)光，不像TFT LCD需要背光，因此可視度和亮度均高，其次是電壓需求低且省電效率高，加上反應(yīng)快、重量輕、厚度薄，構(gòu)造簡(jiǎn)單，成本低等，被視為21世紀(jì)最具前途的產(chǎn)品之一。

OLED的基本結(jié)構(gòu)如圖所示。它由以下各部分組成：

基層(透明塑料，玻璃，金屬箔)——基層用來(lái)支撐整個(gè)OLED。

陽(yáng)極(透明)——陽(yáng)極在電流流過(guò)設(shè)備時(shí)消除電子(增加電子“空穴”)。

有機(jī)層——有機(jī)層由有機(jī)物分子或有機(jī)聚合物構(gòu)成。

導(dǎo)電層——該層由有機(jī)塑料分子構(gòu)成，這些分子傳輸由陽(yáng)極而來(lái)的“空穴”?？刹捎镁郾桨纷鳛镺LED的導(dǎo)電聚合物。

發(fā)射層——該層由有機(jī)塑料分子(不同于導(dǎo)電層)構(gòu)成，這些分子傳輸從陰極而來(lái)的電子;發(fā)光過(guò)程在這一層進(jìn)行?？刹捎镁圮套鳛榘l(fā)射層聚合物。

陰極(可以是透明的，也可以不透明，視OLED類(lèi)型而定)——當(dāng)設(shè)備內(nèi)有電流流通時(shí)，陰極會(huì)將電子注入電路。

OLED的發(fā)光過(guò)程通常由以下5個(gè)階段完成。

1、在外加電場(chǎng)的作用下載流子的注入：電子和空穴分別從陰極和陽(yáng)極向夾在電極之間的有機(jī)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(fā)光層遷移。

3、載流子的復(fù)合：電子和空穴復(fù)合產(chǎn)生激子。

4、激子的遷移：激子在電場(chǎng)的作用下遷移，能量傳遞給發(fā)光分子，并激發(fā)電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。

5、電致發(fā)光：激發(fā)態(tài)能量通過(guò)輻射躍遷，產(chǎn)生光子，釋放出能量。

OLED彩色化技術(shù)方法

RGB象素獨(dú)立發(fā)光

利用發(fā)光材料獨(dú)立發(fā)光是目前采用最多的彩色模式。它是利用精密的金屬蔭罩與CCD象素對(duì)位技術(shù)，首先制備紅、綠、藍(lán)三基色發(fā)光中心，然后調(diào)節(jié)三種顏色組合的混色比，產(chǎn)生真彩色，使三色OLED元件獨(dú)立發(fā)光構(gòu)成一個(gè)象素。該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵在于提高發(fā)光材料的色純度和發(fā)光效率，同時(shí)金屬蔭罩刻蝕技術(shù)也至關(guān)重要。

目前，有機(jī)小分子發(fā)光材料AlQ3是很好的綠光發(fā)光小分一于材料，它的綠光色純度，發(fā)光效率和穩(wěn)定性都很好。但OLED最好的紅光發(fā)光小分子材料的發(fā)光效率只有31m/W，壽命1萬(wàn)小時(shí)，藍(lán)色發(fā)光小分子材料的發(fā)展也是很慢和很困難的。有機(jī)小分子發(fā)光材料面臨的最大瓶頸在于紅色和藍(lán)色材料的純度、效率與壽命。但人們通過(guò)給主體發(fā)光材料摻雜，已得到了色純度、發(fā)光效率和穩(wěn)定性都比較好的藍(lán)光和紅光。

高分子發(fā)光材料的優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)化學(xué)修飾調(diào)節(jié)其發(fā)光波長(zhǎng)，現(xiàn)已得到了從藍(lán)到綠到紅的覆蓋整個(gè)可見(jiàn)光范圍的各種顏色，但其壽命只有小分子發(fā)光材料的十分之一，所以對(duì)高分子聚合物，發(fā)光材料的發(fā)光效率和壽命都有待提高。不斷地開(kāi)發(fā)出性能優(yōu)良的發(fā)光材料應(yīng)該是材料開(kāi)發(fā)工作者的一項(xiàng)艱巨而長(zhǎng)期的課題。

隨著OLED顯示器的彩色化、高分辨率和大面積化，金屬蔭罩刻蝕技術(shù)直接影響著顯示板畫(huà)面的質(zhì)量，所以對(duì)金屬蔭罩圖形尺寸精度及定位精度提出了更加苛刻的要求。

光色轉(zhuǎn)換

光色轉(zhuǎn)換是以藍(lán)光OLED結(jié)合光色轉(zhuǎn)換膜陣列，首先制備發(fā)藍(lán)光OLED的器件，然后利用其藍(lán)光激發(fā)光色轉(zhuǎn)換材料得到紅光和綠光，從而獲得全彩色。該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵在于提高光色轉(zhuǎn)換材料的色純度及效率。

這種技術(shù)不需要金屬蔭罩對(duì)位技術(shù)，只需蒸鍍藍(lán)光OLED元件，是未來(lái)大尺寸全彩色OLED顯示器極具潛力的全彩色化技術(shù)之一。但它的缺點(diǎn)是光色轉(zhuǎn)換材料容易吸收環(huán)境中的藍(lán)光，造成圖像對(duì)比度下降，同時(shí)光導(dǎo)也會(huì)造成畫(huà)面質(zhì)量降低的問(wèn)題。目前掌握此技術(shù)的日本出光興產(chǎn)公司已生產(chǎn)出10英寸的OLED顯示器。

彩色濾光膜

此種技術(shù)是利用白光OLED結(jié)合彩色濾光膜，首先制備發(fā)白光OLED的器件，然后通過(guò)彩色濾光膜得到三基色，再組合三基色實(shí)現(xiàn)彩色顯示。

該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵在于獲得高效率和高純度的白光。它的制作過(guò)程不需要金屬蔭罩對(duì)位技術(shù)，可采用成熟的液晶顯示器LCD的彩色濾光膜制作技術(shù)。所以是未來(lái)大尺寸全彩色OLED顯示器具有潛力的全彩色化技術(shù)之一，但采用此技術(shù)使透過(guò)彩色濾光膜所造成光損失高達(dá)三分之二。目前日本TDK公司和美國(guó)Kodak公司采用這種方法制作OLED顯示器。

RGB象素獨(dú)立發(fā)光，光色轉(zhuǎn)換和彩色濾光膜三種制造OLED顯示器全彩色化技術(shù)，各有優(yōu)缺點(diǎn)。可根據(jù)工藝結(jié)構(gòu)及有機(jī)材料決定。

OLED技術(shù)的特點(diǎn)

1、輕?。撼∈鞘謾C(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，這對(duì)于具有輕薄特點(diǎn)的OLED來(lái)說(shuō)是個(gè)巨大商機(jī)。

2、響應(yīng)速度快：OLED的響應(yīng)速度比LCD快1000倍以上，不存在影像拖尾的現(xiàn)象，特別適用于3G視頻技術(shù)。

3、穩(wěn)定性好：在工作溫度范圍內(nèi)，OLED的光電參數(shù)穩(wěn)定性非常好。LCD由于液晶在高低溫的固有特性，通常在低溫時(shí)顯示變暗、響應(yīng)速度變慢，在高溫時(shí)顯示變亮。而OLED在其所允許的工作范圍內(nèi)，對(duì)比度、響應(yīng)速度和亮度等光電參數(shù)基本上不會(huì)變化。

4、壽命短：OLED工作壽命通常定義為器件亮度減少到初始亮度的50％且能正常工作的持續(xù)時(shí)間。目前，眾多OLED廠商只能保證產(chǎn)品壽命在8000小時(shí)左右。這主要是由于有機(jī)發(fā)光材料衰減的原因，因此開(kāi)發(fā)長(zhǎng)壽命的發(fā)光材料是解決這個(gè)問(wèn)題的當(dāng)務(wù)之急。

5、功耗大：目前OLED的功耗是同等尺寸LCD的數(shù)倍以上，開(kāi)發(fā)高發(fā)光效率的有機(jī)材料和開(kāi)發(fā)新的驅(qū)動(dòng)方法是解決這個(gè)問(wèn)題的根本。

6、影像殘留：由于亮度的衰減，長(zhǎng)期點(diǎn)亮的像素將會(huì)有影像殘留下來(lái)。

7、戶外可視性差：由于OLED是自身發(fā)光的，在戶外的強(qiáng)烈陽(yáng)光照射下，其可視性很差，要想解決這個(gè)問(wèn)題只能提高表面亮度和對(duì)比度。

OLED的電路驅(qū)動(dòng)

根據(jù)驅(qū)動(dòng)電路與基板的關(guān)系，OLED分為有源驅(qū)動(dòng)和無(wú)源驅(qū)動(dòng)有機(jī)發(fā)光顯示器兩大類(lèi)。

對(duì)于無(wú)源驅(qū)動(dòng)有機(jī)發(fā)光顯示器

基板周邊需要外接驅(qū)動(dòng)電路的有機(jī)發(fā)光顯示器。顯示基板上的顯示區(qū)域僅僅是發(fā)光像素（電極，各功能層），所有的驅(qū)動(dòng)和控制功能由集成IC完成，（IC可以置于在基板外或者基板上非顯示區(qū)域）。無(wú)源矩陣的驅(qū)動(dòng)方式為多路動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)，這種驅(qū)動(dòng)方式受掃描電極數(shù)的限制，占空比系數(shù)是無(wú)源驅(qū)動(dòng)的重要參數(shù)。

對(duì)于有源驅(qū)動(dòng)有機(jī)發(fā)光顯示器

外圍驅(qū)動(dòng)電路和顯示陣列集成在同一基板上的有機(jī)發(fā)光顯示器。在顯示基板上的顯示區(qū)域內(nèi)，每個(gè)像素至少配備兩個(gè)薄膜晶體管和一個(gè)電荷存儲(chǔ)電容，用于保證掃描尋址時(shí)，掃描一場(chǎng)的周期內(nèi)，每個(gè)像素的發(fā)光與否的狀態(tài)不變。

靜態(tài)驅(qū)動(dòng)

各有機(jī)電致發(fā)光像素的相同電極（比如陰極）是連在一起引出的，各像素的另一電極（比如陽(yáng)極）是分立引出的。分立電極上施加的電壓決定對(duì)應(yīng)像素是否發(fā)光，在一幅圖像的顯示周期中，像素發(fā)光與否的狀態(tài)是不變的。

動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)

顯示屏上像素的兩個(gè)電極做成了矩陣型結(jié)構(gòu)，即水平一組顯示像素的同一性質(zhì)的電極是共用的，縱向一組顯示像素的相同性質(zhì)的另一電極是共用的。如果像素可分為N行M列，就可以有N個(gè)行電極和M個(gè)列電極，我們分別把它們稱(chēng)為行電極和列電極。為了點(diǎn)亮整屏像素，將采取逐行點(diǎn)亮或者逐列點(diǎn)亮，點(diǎn)亮整屏像素時(shí)間小于人眼視覺(jué)暫留極限20ms的方法。

有源矩陣的驅(qū)動(dòng)方式屬于靜態(tài)驅(qū)動(dòng)方式，有源矩陣OLED具有存儲(chǔ)效應(yīng)，可進(jìn)行100%負(fù)載驅(qū)動(dòng)，這種驅(qū)動(dòng)不受掃描電極數(shù)的限制，可以對(duì)各像素獨(dú)立進(jìn)行選擇性調(diào)節(jié)。

有源矩陣可以實(shí)現(xiàn)高亮度和高分辨率。無(wú)源矩陣由于有占空比的問(wèn)題，非選擇時(shí)顯示很快消失，為了達(dá)到顯示屏一定的亮度，掃描時(shí)每列的亮度應(yīng)為屏的平均亮度乘以列數(shù)。如64列時(shí),平均亮度為100cd/m2,則1列的亮度應(yīng)為6400cd/m2。隨著列數(shù)的增加，每列的亮度必須相應(yīng)增加，相應(yīng)的必須提高驅(qū)動(dòng)電流密度。由此可以看出，無(wú)源矩陣難以實(shí)現(xiàn)高亮度和高分辨率。有源矩陣無(wú)占空比問(wèn)題，驅(qū)動(dòng)不受掃描電極數(shù)的限制，易于實(shí)現(xiàn)高亮度和高分辨率。有源驅(qū)動(dòng)還具有其他許多優(yōu)點(diǎn)，例如提高了發(fā)光亮度、減少了電極引線的功耗、提高了均勻性和壽命，使大面積高分辨率顯示成為可能。

對(duì)于OLED驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，關(guān)鍵技術(shù)在于數(shù)據(jù)的寫(xiě)入和掃描控制，如上圖所示為單個(gè)像素的雙管驅(qū)動(dòng)電路。一個(gè)TFT用來(lái)尋址，另一個(gè)是電流調(diào)制晶體管，用來(lái)為OLED提供電流。為防止OLED開(kāi)啟電壓的變化導(dǎo)致電流變化，使用的是P溝器件，這樣OLED處于驅(qū)動(dòng)TFT的漏端，源電壓與有機(jī)層上的電壓無(wú)關(guān)。Data Line與尋址TFT的源級(jí)相連，ScanLine使地址TFT選通，數(shù)據(jù)線上的內(nèi)容通過(guò)漏級(jí)寫(xiě)入到存儲(chǔ)電容CS上，并以電荷的形式暫存。當(dāng)Power Line為高電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)TFT的源級(jí)為高電平，同時(shí)CS上的電荷將選通驅(qū)動(dòng)TFT，其漏電流流過(guò)OLED顯示器件，驅(qū)動(dòng)其發(fā)光。數(shù)據(jù)線電平的高低決定了像素的亮暗。

OLED灰階顯示調(diào)制方法

幅值調(diào)制法

OLED是一種電流驅(qū)動(dòng)器件，亮度正比于電流密度。當(dāng)發(fā)光面積為常數(shù)時(shí)，亮度正比于電流。通過(guò)調(diào)制電流幅值來(lái)實(shí)現(xiàn)灰度顯示。

空間調(diào)制法

其基本原理是把每個(gè)像素分成為若干個(gè)子像素，那么每個(gè)像素的灰度將由子像素被點(diǎn)亮的數(shù)目來(lái)決定。按照這種方法，具體的實(shí)現(xiàn)方式為，將OLED顯示屏上的一個(gè)顯示單元定義成許多子單元的集合，這些子單元是可獨(dú)立控制的；當(dāng)該單元中不同數(shù)量的子單元被選通時(shí)，將獲得相應(yīng)灰度等級(jí)；由不同數(shù)量的子像素的選通組合而組成的顯示像素，就會(huì)顯示出不同的灰度級(jí)別。

這種方法是用降低分辨率和增加微細(xì)加工的成本來(lái)?yè)Q取一定的灰度級(jí)別的，為了保持原有的分辨率，必須在原有的子像素基礎(chǔ)上，對(duì)子像素再次進(jìn)行分割加工起來(lái)必將十分困難。

時(shí)間調(diào)制法

在較短的時(shí)間范圍內(nèi)，人眼對(duì)亮度的感覺(jué)取決于發(fā)光物體的發(fā)光強(qiáng)度和發(fā)光體點(diǎn)亮的時(shí)間，即點(diǎn)亮的時(shí)間越長(zhǎng)，人眼對(duì)發(fā)光強(qiáng)度的感覺(jué)也就越強(qiáng)，呈現(xiàn)出類(lèi)似于積分的效果。是常用的灰度顯示方案之一，主要有脈寬調(diào)制法、子分場(chǎng)調(diào)制法。

脈寬調(diào)制法

脈寬調(diào)制法是把行掃描周期分段，例如為實(shí)現(xiàn)16級(jí)灰度級(jí)顯示，可以行掃描周期再把分解成16個(gè)子段。在各個(gè)子段上，由列電極按一定的時(shí)間比例加上導(dǎo)通/斷開(kāi)的電壓。當(dāng)全部子段上都加上導(dǎo)通電壓時(shí)，該單元即處于選通狀態(tài)，從而具有最高等級(jí)的亮度；反之，當(dāng)全部都加上斷開(kāi)電壓時(shí)，該單元即處于非選通狀態(tài)，從而具有最低等級(jí)的亮度；而當(dāng)一部分子段處于導(dǎo)通狀態(tài)、另一部分子段處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，根據(jù)斷開(kāi)和導(dǎo)通時(shí)間的長(zhǎng)短，就可以實(shí)現(xiàn)不同的灰度顯示。這樣，在每個(gè)子段的時(shí)間都是很小的時(shí)候，從而實(shí)現(xiàn)高灰度級(jí)的顯示。其缺點(diǎn)是時(shí)序關(guān)系復(fù)雜，電路開(kāi)銷(xiāo)大，且受到OLED顯示器不能響應(yīng)過(guò)窄的脈沖寬度值的限制。

子分場(chǎng)調(diào)制法

子分場(chǎng)調(diào)制法也是一種時(shí)間灰度調(diào)制的方式。如前所述，在一定的時(shí)間范圍內(nèi)，點(diǎn)亮的時(shí)間越長(zhǎng)，人眼對(duì)發(fā)光強(qiáng)度的感覺(jué)也就越強(qiáng)。子分場(chǎng)調(diào)制技術(shù)就是利用人眼視覺(jué)上的這種暫留特性，將OLED的點(diǎn)亮?xí)r間分成若干個(gè)子分場(chǎng)，利用點(diǎn)亮的時(shí)間不同來(lái)區(qū)分亮度，以實(shí)現(xiàn)灰度級(jí)顯示。

將OLED的發(fā)光單元只當(dāng)作“熄滅”和“發(fā)光”兩種狀態(tài)，將一幀內(nèi)的輸入信號(hào)的顯示時(shí)間按1：2：4：8…的比例分成若干個(gè)子分場(chǎng)，利用子分場(chǎng)的組合就可以得到任意級(jí)別的灰度顯示所對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)亮?xí)r間，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)OLED的灰度級(jí)顯示。對(duì)于全彩色OLED顯示屏，只需將RGB三色像素以各自的方式驅(qū)動(dòng)，然后在屏上進(jìn)行合成即可。

OLED的種類(lèi)

OLED的種類(lèi)主要有：被動(dòng)矩陣OLED、主動(dòng)矩陣OLED、透明OLED、頂部發(fā)光OLED、可折疊OLED、白光OLED等

被動(dòng)矩陣OLED（PMOLED）

PMOLED具有陰極帶、有機(jī)層以及陽(yáng)極帶。陽(yáng)極帶與陰極帶相互垂直。陰極與陽(yáng)極的交叉點(diǎn)形成像素，也就是發(fā)光的部位。外部電路向選取的陰極帶與陽(yáng)極帶施加電流，從而決定哪些像素發(fā)光，哪些不發(fā)光。此外，每個(gè)像素的亮度與施加電流的大小成正比。

PMOLED易于制造，但其耗電量大于其他類(lèi)型的OLED，這主要是因?yàn)樗枰獠侩娐返木壒省MOLED用來(lái)顯示文本和圖標(biāo)時(shí)效率最高，適于制作小屏幕（對(duì)角線2-3英寸），例如人們?cè)谝苿?dòng)電話、掌上型電腦以及MP3播放器上經(jīng)常能見(jiàn)到的那種。即便存在一個(gè)外部電路，被動(dòng)矩陣OLED的耗電量還是要小于這些設(shè)備當(dāng)前采用的LCD。

主動(dòng)矩陣OLED（AMOLED）

AMOLED具有完整的陰極層、有機(jī)分子層以及陽(yáng)極層，但陽(yáng)極層覆蓋著一個(gè)薄膜晶體管（TFT）陣列，形成一個(gè)矩陣。TFT陣列本身就是一個(gè)電路，能決定哪些像素發(fā)光，進(jìn)而決定圖像的構(gòu)成。

AMOLED的耗電量低于PMOLED，這是因?yàn)門(mén)FT陣列所需電量要少于外部電路，因而AMOLED適合用于大型顯示屏。AMOLED還具有更高的刷新率，適于顯示視頻。AMOLED的最佳用途是電腦顯示器、大屏幕電視以及電子告示牌或看板。

透明OLED

透明OLED只具有透明的組件（基層、陽(yáng)極、陰極），并且在不發(fā)光時(shí)的透明度最高可達(dá)基層透明度的85%。當(dāng)透明OLED顯示器通電時(shí)，光線可以雙向通過(guò)。透明OLED顯示器既可采用被動(dòng)矩陣，也可采用主動(dòng)矩陣。這項(xiàng)技術(shù)可以用來(lái)制作多在飛機(jī)上使用的平視顯示器。

頂部發(fā)光OLED

頂部發(fā)光OLED具有不透明或反射性的基層。它們最適于采用主動(dòng)矩陣設(shè)計(jì)。生產(chǎn)商可以利用頂部發(fā)光OLED顯示器制作智能卡。

可折疊OLED

可折疊OLED的基層由柔韌性很好的金屬箔或塑料制成?？烧郫BOLED重量很輕，非常耐用。它們可用于諸如移動(dòng)電話和掌上型電腦等設(shè)備，能夠有效降低設(shè)備破損率，而設(shè)備破損是退貨和維修的一大誘因。將來(lái)，可折疊OLED有可能會(huì)被縫合到纖維中，制成一種很“智能”的衣服，舉例來(lái)說(shuō)，未來(lái)的野外生存服可將電腦芯片、移動(dòng)電話、GPS接收器和OLED顯示器通通集成起來(lái)，縫合在衣物里面。

白光OLED

白光OLED所發(fā)白光的亮度、均衡度和能效都要高于日光燈發(fā)出的白光。白光OLED同時(shí)具備白熾燈照明的真彩特性。我們可以將OLED制成大面積薄片狀，因此OLED可以取代目前家庭和建筑物使用的日光燈。將來(lái)，使用OLED有望降低照明所需的能耗。

評(píng)價(jià)OLED性能的主要參數(shù)

通常，OLED發(fā)光材料及器件的性能可以從發(fā)光性能和電學(xué)性能兩個(gè)方面來(lái)評(píng)價(jià)。發(fā)光性能主要包括發(fā)射光譜、發(fā)光亮度、發(fā)光效率、發(fā)光色度和壽命；而電學(xué)性能則包括電流與電壓的關(guān)系、發(fā)光亮度與電壓的關(guān)系等，這些都是衡量OLED材料和器件性能的主要參數(shù)。

發(fā)射光譜

發(fā)射光譜指的是在所發(fā)射的熒光中各種波長(zhǎng)組分的相對(duì)強(qiáng)度，也稱(chēng)為熒光的相對(duì)強(qiáng)度隨波長(zhǎng)的分布。發(fā)射光譜一般用各種型號(hào)的熒光測(cè)量?jī)x來(lái)測(cè)量，其測(cè)量方法是：熒光通過(guò)單色發(fā)射器照射于檢測(cè)器上，掃描單色發(fā)射器并檢測(cè)各種波長(zhǎng)下相對(duì)應(yīng)的熒光強(qiáng)度，然后通過(guò)記錄儀記錄熒光強(qiáng)度對(duì)發(fā)射波長(zhǎng)的關(guān)系曲線，就得到了發(fā)射光譜。

OLED的發(fā)光光譜有兩種，即光致發(fā)光（PL）光譜和電致發(fā)光（EL）光譜。PL光譜需要光能的激發(fā)，并使激發(fā)光的波長(zhǎng)和強(qiáng)度保持不變；EL光譜需要電能的激發(fā)，可以測(cè)量在不同電壓或電流密度下的EL光譜。通過(guò)比較器件的EL光譜與不同載流子傳輸材料和發(fā)光材料的PL光譜，可以得出復(fù)合區(qū)的位置以及實(shí)際發(fā)光物質(zhì)的有用信息。

發(fā)光亮度

發(fā)光亮度的單位是cd/㎡，表示每平方米的發(fā)光強(qiáng)度，發(fā)光亮度一般用亮度計(jì)來(lái)測(cè)量。最早制作的OLED器件的亮度已超過(guò)了1000cd/㎡，而目前最亮的OLED亮度可以超過(guò)140000cd/㎡。

發(fā)光效率

OLED的發(fā)光效率可以用量子效率、功率效率和流明效率來(lái)表示。量子效率ηq是指輸出的光子數(shù)Nf與注入的電子空穴對(duì)數(shù)Nx之比。量子效率又分為內(nèi)量子效率ηqi和外量子效率ηqe。內(nèi)量子效率ηqi是在器件內(nèi)部由復(fù)合產(chǎn)生輻射的光子數(shù)與注入的電子空穴對(duì)數(shù)之比；其實(shí)，器件的發(fā)光效率由外量子效率ηqe來(lái)反映，可由下式來(lái)表示。外量子效率可以用積分球光度計(jì)來(lái)測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)發(fā)光器件的總光通量，通過(guò)計(jì)算來(lái)得出器件的外量子效率。激發(fā)光光子的能量總是大于發(fā)射光光子的能量，當(dāng)激發(fā)光波長(zhǎng)比發(fā)射光波長(zhǎng)短很多時(shí)，這種能量損失就很大，而量子效率不能反映出這種能量損失，需要用功率效率來(lái)反映。功率效率ηp，又稱(chēng)為能量效率，是指輸出的光功率Pf與輸人的電功率Px之比。衡量一個(gè)發(fā)光器件的功能時(shí)，多用流明效率這個(gè)參量。流明效率ηl，也叫光度效率，是發(fā)射的光通量L（以流明為單位）與輸入的電功率Px之比。其中，S為發(fā)光面積（㎡），B為發(fā)光亮度（cd/㎡），I和V分別為測(cè)量亮度時(shí)所加的偏置電流和電壓，J為相應(yīng)的電流密度（A/㎡），流明效率的單位是lm/W。

發(fā)光色度

發(fā)光色度用色坐標(biāo)（x，y，z）來(lái)表示，x表示紅色值，y表示綠色值，Z表示藍(lán)色值，通常x，y兩個(gè)色品就可表注顏色。

發(fā)光壽命

壽命是指為亮度降低到初始亮度的50％所需的時(shí)間。對(duì)商品化的OLED器件要求連續(xù)使用壽命達(dá)到10000小時(shí)以上，存儲(chǔ)壽命要求5年。在研究中發(fā)現(xiàn)影響OLED器件壽命的因素之一是水和氧分子的存在，因此在器件封裝時(shí)一定要隔絕水和氧分子。

電流密度－電壓關(guān)系

在OLED器件中，電流密度隨電壓的變化曲線反映了器件的電學(xué)性質(zhì)，它與發(fā)光二極管的電流密度－電壓的關(guān)系類(lèi)似，具有整流效應(yīng)。在低電壓時(shí)，電流密度隨著電壓的增加而緩慢增加，當(dāng)超過(guò)一定的電壓電流密度會(huì)急劇上升。

亮度－電壓關(guān)系

亮度-電壓的關(guān)系曲線反映的是OLED器件的光學(xué)性質(zhì)，與器件的電流－電壓關(guān)系曲線相似，即在低驅(qū)動(dòng)電壓下，電流密度緩慢增加，亮度也緩慢增加，在高電壓驅(qū)動(dòng)時(shí)，亮度伴隨著電流密度的急劇增加而快速增加。從亮度－電壓的關(guān)系曲線中，還可以得到啟動(dòng)電壓的信息。啟動(dòng)電壓指的是亮度為1cd/㎡的電壓。

責(zé)任編輯：PSY

原文標(biāo)題：OLED顯示技術(shù)知識(shí)全解讀

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