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oled_oled簡介_oled技術與應用 - 全文

2012年09月16日 12:00 本站整理 作者:h1654155205.5725 用戶評論(0
關鍵字:OLED(219746)

OLED 顯示技術與傳統的 LCD 顯示方式不同,無需背光燈,采用非常薄 的有機材料涂層和玻璃基板,當有電流通過時,這些有機材料就會發光。而且 OLED 顯示屏幕可以做得更輕更薄,可視角度更大 ,并且能夠顯著節省 電能。
目前在 OLED 的二大技術體系中 ,低分子 OLED 技術為日本掌握,而高 分子的 PLEDLG 手機的所謂 OEL 就是這個體系 ,技術及專利則由英國的科技 公司 CDT 掌握,兩者相比 PLED 產品的彩色化上仍有困難。而低分子 OLED 則較易彩色化,不久前三星就發布了 65530 色的手機用 OLED。
不過,雖然將來技術更優秀的 OLED 會取代 TFT 等 LCD,但有機發光顯 示技術還存在使用壽命短、屏幕大型化難等缺陷。目前采用 OLED 的主要是 三星如新上市的 SCH-X339 就采用了 256 色的 OLED,至于 OEL 則主要被 LG 采用在其 CU8180? 8280 上我們都有見到。
為了形像說明 OLED 構造,可以將每個 OLED 單元比做一塊漢堡包,發 光材料就是夾在中間的蔬菜。每個 OLED 的顯示單元都能受控制地產生三種 不同顏色的光。OLED 與 LCD 一樣,也有主動式和被動式之分。被動方式下 由行列地址選中的單元被點亮。主動方式下,OLED 單元后有一個薄膜晶體 管(TFT),發光單元在 TFT 驅動下點亮。主動式的 OLED 比較省電,但被 動式的 OLED 顯示性能更佳。

1.? OLED 的結構與原理
OLED 的基本結構是由一薄而透明具半導體特性之銦錫氧化物(ITO),與 電力之正極相連,再加上另一個金屬陰極,包成如三明治的結構。整個結 構層中包括了:空穴傳輸層(HTL)、發光層 (EL)與電子傳輸層(ETL)。當電 力供應至適當電壓時,正極空穴與陰極電荷就會在發光層中結合,產生光 亮,依其配方不同產生紅、綠和藍 RGB 三原色,構成基本色彩。OLED 的特 性是自己發光,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,加上反應快、重量輕、厚度薄,構造簡單,成 本低等,被視為 21 世紀最具前途的產品之一。
有機發光二極體的發光原理和無機發光二極體相似。當元件受到直流 電(Direct? Current;DC)所衍生的順向偏壓時,外加之電壓能量將驅動 電子(Electron)與空穴(Hole)分別由陰極與陽極注入元件,當兩者在 傳導中相遇、結合,即形成所謂的電子-空穴復合(Electron-Hole Capture)。 而當化學分子受到外來能量激發後,若電子自旋(Electron? Spin)和基態電子成對,則為單重態(Singlet),其所釋放的光為所謂的螢光(Fluorescence);反之,若激發態電子和基態電子自旋不成對且平行,則稱為三重態(Triplet),其所釋放的光為所謂的磷光(Phosphorescence)。
當電子的狀態位置由激態高能階回到穩態低能階時,其能量將分別以 光子(Light? Emission )或熱能(Heat? Dissipation)的方式放出,其中光子的部分可被利用當作顯示功能;然有機螢光材料在室溫下并無法觀測到三重態的磷光,故 PM-OLED 元件發光效率之理論極限值僅 25%。
PM-OLED 發光原理是利用材料能階差,將釋放出來的能量轉換成光子, 所以我們可以選擇適當的材料當作發光層或是在發光層中摻雜染料以得到 我們所需要的發光顏色。此外,一般電子與電洞的結合反應均在數十納秒 (ns)內,故 PM-OLED 的應答速度非常快 。
典型的 PM-OLED 由玻璃基板、ITO(indium? tin? oxide;銦錫氧化物 ) 陽極(Anode)、有機發光層(Emitting Material Layer)與陰極(Cathode) 等所組成,其中,薄而透明的 ITO 陽極與金屬陰極如同三明治般地將有機 發光層包夾其中,當電壓注入陽極的空穴(Hole)與陰極來的電子(Electron)在有機發光層結合時,激發有機材料而發光。
而目前發光效率較佳、普遍被使用的多層 PM-OLED 結構,除玻璃基板、 陰陽電極與有機發光層外,尚需制作空穴注入層(Hole Inject Layer;HIL)、 空穴傳輸層(Hole Transport Layer;HTL、 電子傳輸層(Electron Transport Layer;ETL)與電子注入層(Electron? Inject? Layer;EIL)等結構,且 各傳輸層與電極之間需設置絕緣層,因此熱蒸鍍(Evaporate)加工難度相 對提高,制作過程亦變得復雜。
由于有機材料及金屬對氧氣及水氣相當敏感,制作完成後,需經過封裝保護處理。PM-OLED 雖需由數層有機薄膜組成,然有機薄膜層厚度約僅。1,000~1,500 ?A (0.10~0.15 um) ,整個顯示板(Panel)在封裝加干燥劑(Desiccant)後總厚度不及 200um(2mm),具輕薄之優勢 。



2.? 有機發光材料的選用

有機材料的特性深深地影響元件之光電特性表現。在陽極材料的選擇上,材料本身必需是具高功函數(High? work? function )與可透光性 ,所以具有4.5eV-5.3eV 的高功函數、性質穩定且透光的 ITO 透明導電膜,便被廣泛應用于 陽極。在陰極部分,為了增加元件的發光效率,電子與電洞的注入通常需要低功 函數(Low work function)的 Ag、Al、Ca、In、Li 與 Mg 等金屬,或低功函數 的復合金屬來制作陰極(例如:Mg-Ag 鎂銀)。
適合傳遞電子的有機材料不一定適合傳遞電洞,所以有機發光二極體的電子傳輸層和電洞傳輸層必須選用不同的有機材料。目前最常被用來制作電子傳輸層的材料必須制膜安定性高、熱穩定且電子傳輸性佳,一般通常采用螢光染料化合物。如 Alq、Znq、Gaq、Bebq、Balq、DPVBi、ZnSPB、PBD、OXD、BBOT 等。而電洞傳輸層的材料屬于一種芳香胺螢光化合物,如 TPD、TDATA 等有機材料.
有機發光層的材料須具備固態下有較強螢光、載子傳輸性能好、熱穩定性和 化學穩定性佳、量子效率高且能夠真空蒸鍍的特性,一般有機發光層的材料使用 通常與電子傳輸層或電洞傳輸層所采用的材料相同,例如 Alq 被廣泛用于綠光, Balq 和 DPVBi 則被廣泛應用于藍光。
一般而言,OLED 可按發光材料分為兩種:小分子 OLED 和高分子 OLED(也可稱為 PLED)。小分子 OLED 和高分子 OLED 的差異主要表現在器件的制備工藝不同:小分子器件主要采用真空熱蒸發工藝,高分子器件則采用旋轉涂覆或噴涂印刷工藝。小分子材料廠商主要有:Eastman、Kodak、出光興產、東洋 INK 制造、三菱化學等;高分子材料廠商主要有:CDT、Covin、Dow Chemical、住友化學等。目 前國際上與 OLED 有關的專利已經超過 1400 份,其中最基本的專利有三項。小分 子 OLED 的基本專利由美國 Kodak 公司擁有,高分子 OLED 的專利由英國的 CDT (Cambridge DisPlay Technology)和美國的 Uniax 公司擁有。

3.? OLED 關鍵工藝
一、氧化銦錫(ITO)基板前處理
(1) ITO 表面平整度:ITO 目前已廣泛應用在商業化的顯示器面板制造,其具有高透射率、低電阻率及高功函數等優點。一般而言,利用射頻濺鍍法(RF? sputtering)所制造的 ITO,易受工藝控制因素不良而導致表面不平整,進而產生表面的尖端物質或突起物。另外高溫鍛燒及再結晶的過程亦會產生表面約 10~30nm 的突起層。這些不平整層的細粒之間所形成的路徑會提供空穴直接射向陰極的機會,而這些錯綜復雜的路徑會使漏電流增加。一般有三個方法可以解決這表面層的影響:一是增加空穴注入層及空穴傳輸層的厚度以降低漏電流,此方法多用于 PLED 及空穴層較厚的OLED(~200nm)。二是將 ITO 玻璃再處理,使表面光滑。三是使用其它鍍膜 方法使表面平整度更好。
(2) ITO 功函數的增加:當空穴由 ITO 注入 HIL 時,過大的位能差會產 生蕭基能障,使得空穴不易注入,因此如何降低 ITO? /? HIL 接口的位能差 則成為 ITO 前處理的重點 。一般我們使用 O2-Plasma 方式增加 ITO 中氧原子 的飽和度,以達到增加功函數之目的。ITO 經 O2-Plasma 處理后功函數可由 原先之 4.8eV 提升至 5.2eV,與 HIL 的功函數已非常接近。
加入輔助電極 ,由于 OLED 為電流驅動組件,當外部線路過長或過細時,于外部電路將會造成嚴重之電壓梯度,使真正落于 OLED 組件之電壓下降 ,導致面板發光強度減少。由于 ITO 電阻過大(10? ohm? /? square),易造成不必要之外部功率消耗,增加一輔助電極以降低電壓梯度成了增加發光效率、減少驅動電壓的快捷方式。鉻(Cr:Chromium)金屬是最常被用作輔助電極的材料,它具有對環境因子穩定性佳及對蝕刻液有較大的選擇性等優點。然而它的電阻值在膜層為 100nm 時為 2? ohm? /? square,在某些應用時仍屬過大,因此在相同厚度時擁有較低電阻值的鋁(Al:Aluminum)金屬(0.2 ohm / square)則成為輔助電極另一較佳選擇。但是,鋁金屬的高活性也使其有 信賴性方面之問題因此,多疊層之輔助金屬則被提出 ,如:Cr? /? Al? /? Cr 或 Mo? /? Al? /? Mo,然而此類工藝增加復雜度及成本,故輔助電極材料的選 擇成為 OLED 工藝中的重點之一 。
二、陰極工藝
在高解析的 OLED 面板中,將細微的陰極與陰極之間隔離,一般所用的 方法為蘑菇構型法 (Mushroom? structure? approach),此工藝類似印刷技術 的負光阻顯影技術 。在負光阻顯影過程中,許多工藝上的變異因子會影響 陰極的品質及良率 。例如,體電阻、介電常數、高分辨率、高 Tg、低臨界 維度(CD)的損失以及與 ITO 或其它有機層適當的黏著接口等。
三、封裝
⑴? 吸水材料:一般 OLED 的生命周期易受周圍水氣與氧氣所影響而降 低。水氣來源主要分為兩種:一是經由外在環境滲透進入組件內,另一種 是在 OLED 工藝中被每一層物質所吸收的水氣。為了減少水氣進入組件或排 除由工藝中所吸附的水氣,一般最常使用的物質為吸水材(Desiccant)。 Desiccant 可以利用化學吸附或物理吸附的方式捕捉自由移動的水分子,以 達到去除組件內水氣的目的。
⑵? 工藝及設備開發 :為了將 Desiccant 置于蓋板及順利將蓋板與基板 黏合,需在真空環境或將腔體充入不活潑氣體下進行 ,例如氮氣。值得注 意的是,如何讓蓋板與基板這兩部分工藝銜接更有效率、減少封裝工藝成 本以及減少封裝時間以達最佳量產速率,已儼然成為封裝工藝及設備技術 發展的 3 大主要目標。

4.? OLED 的彩色化技術
顯示器全彩色是檢驗顯示器是否在市場上具有競爭力的重要標志,因此許多全彩色化技術也應用到了 OLED 顯示器上,按面板的類型通常有下面三種:RGB 像素獨立發光,光色轉換(Color Conversion)和彩色濾光膜 (Color Filter)。

一、RGB 象素獨立發光
利用發光材料獨立發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 象素對位技術,首先制備紅、綠、藍三基色發光中心 ,然 后調節三種顏色組合的混色比,產生真彩色 ,使三色 OLED 元件獨立發光構 成一個象素。該項技術的關鍵在于提高發光材料的色純度和發光效率,同 時金屬蔭罩刻蝕技術也至關重要。
目前,有機小分子發光材料 AlQ3 是很好的綠光發光小分子材料,它的 綠光色純度,發光效率和穩定性都很好。但 OLED 最好的紅光發光小分子材 料的發光效率只有 31mW,壽命 1 萬小時,藍色發光小分子材料的發展也是 很慢和很困難的。有機小分子發光材料面臨的最大瓶頸在于紅色和藍色材 料的純度、效率與壽命。但人們通過給主體發光材料摻雜,已得到了色純 度、發光效率和穩定性都比較好的藍光和紅光。
高分子發光材料的優點是可以通過化學修飾調節其發光波長,現已得 到了從藍到綠到紅的覆蓋整個可見光范圍的各種顏色 ,但其壽命只有小分 子發光材料的十分之一,所以對高分子聚合物,發光材料的發光效率和壽 命都有待提高。不斷地開發出性能優良的發光材料應該是材料開發工作者 的一項艱巨而長期的課題。
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 直接影響著顯示板畫面的質量,所以對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。
二、光色轉換
光色轉換是以藍光 OLED 結合光色轉換膜陣列,首先制備發藍光 OLED的器件,然后利用其藍光激發光色轉換材料得到紅光和綠光,從而獲得全彩色。該項技術的關鍵在于提高光色轉換材料的色純度及效率。這種技術不需要金屬蔭罩對位技術,只需蒸鍍藍光 OLED 元件 ,是未來大尺寸全彩色OLED 顯示器極具潛力的全彩色化技術之一。但它的缺點是光色轉換材料容易吸收環境中的藍光,造成圖像對比度下降,同時光導也會造成畫面質量降低的問題。目前掌握此技術的日本出光興產公司已生產出 10 英寸的 OLED顯示器。
三、彩色濾光膜
此種技術是利用白光 OLED 結合彩色濾光膜,首先制備發白光 OLED 的 器件,然后通過彩色濾光膜得到三基色,再組合三基色實現彩色顯示。該 項技術的關鍵在于獲得高效率和高純度的白光。它的制作過程不需要金屬 蔭罩對位技術,可采用成熟的液晶顯示器 LCD 的彩色濾光膜制作技術。所 以是未來大尺寸全彩色 OLED 顯示器具有潛力的全彩色化技術之一,但采用 此技術使透過彩色濾光膜所造成光損失高達三分之二 。目前日本 TDK 公司 和美國 Kodak 公司采用這種方法制作 OLED 顯示器。
RGB 像素獨立發光,光色轉換和彩色濾光膜三種制造 OLED 顯示器全彩 色化技術,各有優缺點。可根據工藝結構及有機材料決定。



5.? OLED 的驅動方式

OLED 的驅動方式分為主動式驅動(有源驅動)和被動式驅動(無源驅動)。
一、無源驅動(PM OLED)
其分為靜態驅動電路和動態驅動電路。
⑴? 靜態驅動方式 :在靜態驅動的有機發光顯示器件上,一般各有機電 致發光像素的陰極是連在一起引出的,各像素的陽極是分立引出的,這就 是共陰的連接方式 。若要一個像素發光只要讓恒流源的電壓與陰極的電壓 之差大于像素發光值的前提下,像素將在恒流源的驅動下發光,若要一個 像素不發光就將它的陽極接在一個負電壓上,就可將它反向截止。但是在 圖像變化比較多時可能出現交叉效應,為了避免我們必須采用交流的形式。 靜態驅動電路一般用于段式顯示屏的驅動上。
⑵? 動態驅動方式 :在動態驅動的有機發光顯示器件上人們把像素的兩個電極做成了矩陣型結構 ,即水平一組顯示像素的同一性質的電極是共用的,縱向一組顯示像素的相同性質的另一電極是共用的。如果像素可分為 N行和 M 列,就可有 N 個行電極和 M 個列電極。行和列分別對應發光像素的兩個電極。即陰極和陽極。在實際電路驅動的過程中 ,要逐行點亮或者要逐列點亮像素,通常采用逐行掃描的方式 ,行掃描,列電極為數據電極。實現方式是:循環地給每行電極施加脈沖,同時所有列電極給出該行像素的驅動電流脈沖,從而實現一行所有像素的顯示。該行不在同一行或同一列的像素就加上反向電壓使其不顯示,以避免“交叉效應”,這種掃描是逐行順序進行的,掃描所有行所需時間叫做幀周期。
在一幀中每一行的選擇時間是均等的。假設一幀的掃描行數為 N,掃描 一幀的時間為 1,那么一行所占有的選擇時間為一幀時間的 1/N 該值被稱為 占空比系數。在同等電流下,掃描行數增多將使占空比下降,從而引起有 機電致發光像素上的電流注入在一幀中的有效下降,降低了顯示質量。因 此隨著顯示像素的增多,為了保證顯示質量,就需要適度地提高驅動電流 或采用雙屏電極機構以提高占空比系數。
除了由于電極的公用形成交叉效應外,有機電致發光顯示屏中正負電荷載流子復合形成發光的機理使任何兩個發光像素,只要組成它們結構的任何一種功能膜是直接連接在一起的,那兩個發光像素之間就可能有相互串擾的現象,即一個像素發光,另一個像素也可能發出微弱的光。這種現象主要是因為有機功能薄膜厚度均勻性差,薄膜的橫向絕緣性差造成的。從驅動的角度,為了減緩這種不利的串擾,采取反向截至法也是一行之有效的方法。
帶灰度控制的顯示:顯示器的灰度等級是指黑白圖像由黑色到白色之 間的亮度層次。灰度等級越多,圖像從黑到白的層次就越豐富,細節也就 越清晰。灰度對于圖像顯示和彩色化都是一個非常重要的指標。一般用于 有灰度顯示的屏多為點陣顯示屏,其驅動也多為動態驅動,實現灰度控制 的幾種方法有:控制法、空間灰度調制、時間灰度調制。
二、有源驅動(AM OLED)
有源驅動的每個像素配備具有開關功能的低溫多晶硅薄膜晶體管(LowTemperature? Poly-Si? Thin? Film? Transistor,? LTP-Si? TFT),而且 每個像素配備一個電荷存儲電容,外圍驅動電路和顯示陣列整個系統集成 在同一玻璃基板上 。與 LCD 相同的 TFT 結構,無法用于 OLED 。這是因為 LCD 采用電壓驅動 ,而 OLED 卻依賴電流驅動 ,其亮度與電流量成正比,因此除 了進行 ON/OFF 切換動作的選址 TFT 之外,還需要能讓足夠電流通過的導通 阻抗較低的小型驅動 TFT。
有源驅動屬于靜態驅動方式,具有存儲效應,可進行 100%負載驅動,這種驅動不受掃描電極數的限制,可以對各像素獨立進行選擇性調節。有源驅動無占空比問題,驅動不受掃描電極數的限制 ,易于實現高亮 度和高分辨率 。
有源驅動由于可以對亮度的紅色和藍色像素獨立進行灰度調節驅動 , 這更有利于 OLED 彩色化實現。有源矩陣的驅動電路藏于顯示屏內,更易于實現集成度和小型化。另 外由于解決了外圍驅動電路與屏的連接問題,這在一定程度上提高了成品 率和可靠性。
三、主動式與被動式兩者比較
被動式? 主動式
瞬間高高密度發光 (動態驅動/有選擇性)? 連續發光(穩態驅動) 面板外附加 IC 芯片? TFT 驅動電路設計 /內藏薄膜型驅動 IC
線逐步式掃描? 線逐步式抹寫數據
階調控制容易? 在 TFT 基板上形成有機 EL 畫像素
低成本/高電壓驅動? 低電壓驅動 /低耗電能/高成本
設計變更容易、交貨期短(制造簡單)? 發光組件壽命長(制程復雜) 簡單式矩陣驅動 +OLED? LTPS? TFT+OLED

6.? OLED 的優缺點
一、OLED 的優點
1、厚度可以小于 1 毫米,僅為 LCD 屏幕的 1/3,并且重量也更輕 ;
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。
二、OLED 的缺點
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、濃郁的色彩。
對二的修改:現在的 OLED 的壽命已經遠遠超過 5000 小時了,而且已經生產出了較大尺寸的 OLED 面板,色彩十分鮮艷。
截止 07 年 7 月前后,熒光材料方面,性能最高的是日本出光興產
(Idemitsu? Kosan)的材料。紅光效率達到了 11cd/A,壽命高達 16 萬小時; 綠光效率達到 30cd/A,壽命為 6 萬小時;正在開發中的高效率、長壽命藍 光材料 BD-2? (0.13,? 0.22),效率為? 8.7cd/A,壽命 2.3 萬小時。
磷光材料方面,UDC 公司開發的紅光材料色度坐標為(0.67,0.33),效率達到 15cd/A ,500? cd/m2 下工作壽命超過 15 萬小時;綠光材料色坐標為 (0.34,0.61),效率達到 65cd/A,初始亮度為 1000? cd/m2 時,壽命超過 4 萬小時;最難得到的藍色磷光材料效率達到了 30cd/A,在 200 cd/m2 的初始 亮度下,壽命達到了 10 萬小時。
總體上講,OLED 紅、綠、藍三色材料的發光效率和發光壽命均基本滿 足實用化需求。
從以上數據看來 ,現在的 OLED? 在 500cd/m2 下至少有 20000 小時的工作 時間。

7.? OLED 的應用
一、OLED 在頭戴顯示器領域的應用

視頻眼鏡和隨身影院為重要載體的頭戴式顯示器得到了越來越廣泛 的應用和發展。其在數字士兵、虛擬現實、虛擬現實游戲、3G 與視頻眼鏡 融合、超便攜多媒體設備與視頻眼鏡融合方面有卓越的優勢。
與 LCD 和 LCOS 相比,OLED 在頭戴顯示器的應用有非常大的優勢:清晰 鮮亮的全彩顯示、超低的功耗等,是頭戴式顯示器發展的一大推動力。
率先把 OLED 應用在視頻眼鏡上的是美國的 eMagin.? 無論是對于民用消費領域還是工業應用乃至軍事用途都提供了一個極佳的近眼應用解決途徑。隨之,采用歐洲的超微 OLED 顯示屏的視頻眼鏡被推上市場。在國內 , iTheater(愛視代)憑雄厚的研發實力率先推出世界首款高分子超微 OLED 顯示屏的視頻眼鏡 ;憑借其全知識產權的背景順利打入國內軍事領域,為 中國數字士兵的建設出一份力。
二、OLED 在 MP3 領域的應用

MP3 作為一款數字隨身聽已經在市場上日益成為時尚娛樂的主角,對于 它的功能、容量、價格等等都得到了人們廣泛的關注 ,也是各廠家目光的 焦點所在,可是對于作為 MP3 的眼睛的屏幕卻很少有人涉及。
除了影音隨身看產品之外,不論 Flash 型還是 HDD 型的 MP3,大多采用 黑白單色 LCD 面板,僅僅停留在能夠聆聽音樂的簡單要求上。但現如今的 MP3 除了這種最基本的功能外,更多的立足于人們對于個性、時尚追求的心 理,表達的是一種生活的觀念。所以在面板的設計上 ,出現了多彩背光設 計,就是經常聽到的“7 色背光”的產品。在此基礎上進一步發展,已經有 用到區域彩色 OLED 面板(如:黃、藍雙色等區域各 16 色階)的產品,有 代表性的有 BenQ 的 Joybee180、iRiver? N10 等。
OLED(Organic? Light? Emitting? Display),即有機發光顯示屏,在 MP3? 屏幕的應用領域屬于新崛起的種類,被譽為“夢幻顯示屏 ”。它無需背光燈,而是“主動發光”。以 BenQ Joybee180 的 OLED 液晶屏為例,它摒 棄了傳統 LCD 的缺點,每個像素都可自行發光,不管在什么角度什么光線下都可以比傳統 LCD 顯示更加清晰的畫面,而且環境越黑屏幕越亮,猶如夜間的瑩彩精靈。
MP3 的消費者多為年輕族群,對他們而言 MP3 除了基本功用之外,還帶 有一點點炫耀的色彩。在夜晚寂靜的街邊 ,邊走邊聽著音樂,看著 OLED 屏 幕跳動的藍光,音符的跳動伴著腳步的跳動和心情的起伏,定有一種別樣 的感覺。或是在朋友歡聚的 Party 上,OLED 藍光的閃爍熠熠生輝,定能讓 你成為聚會的主角 。
除了帶來全新的視覺感受之外,OLED 還有很多 LCD 面板無法比擬的優點。比如可以使 MP3 做得更輕更薄,可視角度更大,并且能夠顯著節省電能。不過 OLED 的應用還要搭配 MP3 的整體設計,才能展現出它的魅力。目前剛剛上市的 BenQ Joybee180 可以說是液晶屏的應用與整體設計相結合的典范。Joybee180 的造型時尚 、簡約、大方,整款機器呈正方形,看上去像一個精致小巧的手提袋,精華部分又好似一款華麗精美的手表。而且,運用表帶的流行元素取代傳統的佩戴方法,提供一系列不同的面板,可依服飾的不同進行替換 ,改變以往一成不變的搭配方案,秀出你的時尚搭配,秀出你的獨特心情 。OLED 應用于 MP3 產品上不僅增加了產品絢麗的美感,而且也為圖文資 訊的表達錦上添花 ,無疑將成為 MP3 顯示面板的主流。



8.? 中國大陸 OLED 產業化進程

一、研發單位
清華大學、華南理工、北京大學、吉林大學、上海大學、香港城市大 學、遼寧科技大學 、長春光機所、北京化學所等高校 、研究所、以及北京 京東方、上海廣電電子、中國普天集團、長春竺寶科技、杭州東方通信等 企業約 40 多家。
二、產業化
北京維信諾科技有限公司,清華大學技術入股,建有中國大陸第一條OLED 試生產線,與清華一起申請了 30 多項國內外 OLED 專利 。開發了 128*64、 132*64、16*1 等 OLED 產品。并研制成功了 64(RGB)*64 、? 96(RGB)*64、
160(RGB)*128 彩色 OLED,96*64 多色及 240 單色 OLED 樣品,并在 2008 年 進入規模化生產。 2005 年 11 月開始在昆山籌備建立中國大陸第一條 OLED大規模生產線。
上海航天歐德 (上海大學),與杭州士蘭微電子合作,最近成功開發出 具有自主知識產權的國內第一款 OLED 專用驅動 IC 芯片 。其包括一顆 80 行 驅動(SC1680)和一顆 80 列驅動(SC16805)采用 QFP 封裝 ,用于手機屏的 TAB 和 COF 用驅動 IC 也已開發出樣品。
汕尾信利半導體(技術 :韓國 Viatron,設備:口本 Evatach),該公司 的 OLED 生產線是中國大陸第一條具有規模生產能力的生產線 。
三、驅動 IC
深圳先科顯示 (香港城市大學、晶門科技)。香港晶門科技發布一款新 的帶有控制器的 OLED 彩色驅動 IC-SSD1332。其是一款集成控制器及內建 DC/DC 電壓轉換器的單芯片 96*64,65K 色的 OLED 驅動芯片,可用于手機及 其它移動終端。

9.? OLED 市場前景
一、OLED 電視機市場

據市場研究公司 iSuppli 最新發表的研究報告稱,2013 年全球 OLED(有機發光二極管)電視機出貨量將從 2007 年的 3000 臺增長到 280 萬臺,復合年增長率為 212.3%。從全球銷售收入看,2013 年全球 OLED 電視機的銷售收入將從 2007 年的 20 0 萬美元增長到 14 億美元 ,復合年增長率為 206.8%。
iSuppli 稱,OLED 顯示技術要對市場產生真正的影響還需要克服一些 挑戰。首先,AMOLED 顯示屏制造工藝還不充分。隨著顯示屏尺寸的加大, 成品率損失和制造損失也越來越大。此外,OLED 顯示屏材料的使用壽命仍 需要提高。AMOLED 供應商不能保證產量。不過,OLED 電視機也有許多優點。 OLED 電視不需要背光 ,因此比其它技術更省電和更多做的更薄 。OLED 電視 響應時間非常快,在觀看電視的時候沒有移動模糊的現象。此外,OLED 電 視比其它技術的色彩更豐富。
索尼在 2007 年 12 月在日本市場推出了售價 1800 美元的 11 英寸 OLED 電視機,首先進入了這個市場。包括東芝松下在內的一些廠商預計將在 2009 年進入這個市場。
二、商品化過程
1997 年 Pioneer 發表了配備解析度為 256x64 的單色 PM-OLED 面板的車用音響;1999 年 Tohoku? Pioneer 成功開發出 5.2 吋、解析度為 320x240pixels、256 色的全彩(Full? color)PM-OLED 面板;2000 年 Motorola 移
動電話「Timeport」采用 Tohoku Pioneer 之 1.8 吋多彩(Area color)PM-OLED面板;2001 年 Samsung 推出搭載全彩 PM-OLED 面板之行動電話;2002 年Fujitsu 行動電話 F505i 次屏幕搭配 Tohoku Pioneer 之 1.0 吋全彩 PM-OLED面板,自此 PM-OLED 在行動電話次螢幕的應用隨之大量興起。
三、P-OLED 微顯示器即將投入商用
研發暨生產金氏記錄最小 P-OLED 屏幕的 Micro? Emissive? Displays(MED)公司,將于今年中由日本數位相機廠 NHJ 推出首宗消費電子產品, 結合錄音撥放 MP3 和高解析度數位相機,MED 的 ME3203 為低耗電 1/4? VGA 解析度(320? x? RGB? x? 240)P-OLED 微顯示器(Micro? display),將用在 新產品的電子觀景窗和目鏡上。據了解,這種全球新產品是由***某數位 相機廠設計研發出來。MED 策略長安德伍(Ian? Underwood)表示,針對微顯示器的技術商業化,MED 已投入五年的時間 ,目前已臻成熟 ,且做到世界級的獨特技術層級。
四、OLED 在顯示和照明領域的地位
有機發光二極管 (OLED)技術在提振行業當前的不景氣方面邁出了一大 步,它正在顯示和照明領域開拓出許多高利潤的應用 。有跡象表明,有源 矩陣(AM)OLED 而非無源矩陣(PM)OLED 將最終主宰這一應用領域。
Display? Search 公司預測,到 2015 年,OLED 顯示屏的營收將從 2008 年的 5.91 億美元增長到 60 億美元,年復合增長率 (CAGR)將達到 40%。屆時, OLED 電視將成為最大的應用,市場容量總計達 26 億美元。手機顯示屏(目 前主要采用各種尺寸的 PMOLED)市場將占到 19 億美元。該市場研究公司還 表示,雖然 PMOLED 顯示屏的單位出貨量到 2015 年將一直增長,但其收入 將保持平穩。與此同時,AMOLED 的單位出貨量將增加兩倍,并將在 2011 年 超過 PMOLED 的出貨量。
Display? Search 公司指出,目前 PMOLED 存在嚴重供過于求的情況。此外,許多建立了大型 PMOLED 生產線的公司正發現,由于有限的應用和來自LCD 顯示屏的競爭,這些生產線現在已處于開工不足狀況。與 LCD 顯示屏相比,PMOLED 顯示屏無法像 LCD 那樣以很高性價比做出大型顯示屏,因此其應用已受到局限。 “去年,AMOLED 需求的增長彌補了 PMOLED 的下滑,”Display Search 顯示技術總監 Jennifer Colegrove 說,“展望未來,為 OLED 找到一個 LCD 難以與其競爭的縫隙市場是很重要的,如柔性或透明顯示或照明。OLED 開發商也應該尋找機會把他們的技術與其他熱點技術(如觸摸屏)結合起來。”另一方面,由于預期對 AMOLED 有大量需求,因此 AMOLED的生產能力正在急劇擴張。與 LCD 相比,OLED 顯示屏具有以下優點:更薄的外形、更寬的視角、更快的響應速度、更低功耗、更好的色域和色彩還原、更高的對比度和更寬的工作溫度范圍。不過,各公司仍然必須解決如何實現更大尺寸的 OLED 面板和提供更長的工作壽命等問題。另外,還需要更高效且壽命更長的藍光 OLED。為解決這些問題 ,設計人員正在轉向非晶硅、改進的材料、薄膜晶體管(TFT)和金屬氧化物驅動器電路、以及可實現TFT 底板更高生產良率的更佳工藝方法。AMOLED 像素啟動和關閉的速度比傳統電影中像素運動的速度快兩倍多。比 PMOLED 響應速度更快 、功耗更低的 AMOLED 顯示屏是全動態視頻和圖形顯示應用的理想選擇。AMOLED 更適合于大屏幕顯示器和電視機、電子標志牌和廣告牌。Universal? Display Corp(UDC)技術商業化副總裁 Janice? Mahon 表示 AMOLED 的能效比 PMOLED 好很多。

10.? OLED 的技術分類
以 OLED 使用的有機發光材料來看,一是以染料及顏料為材料的小分子器件系統,另一則以共軛性高分子為材料的高分子器件系統。同時由于有機電致發光器件具有發光二極管整流與發光的特性,因此小分子有機電致發光器件亦被稱為 OLED(Organic? Light-Emitting? Diode),高分子有機電致發光器件則被稱為 PLED? (Polymer Light-emitting Diode)。小分子及高分子 OLED 在材料特性上可說是各有千秋,但以現有技術發展來看,如作為監視器的信賴性上 ,及電氣特性 、生產安定性上來看 ,小分子 OLED 現在是處于領先地位,當前投入量產的 OLED 組件,全是使用小分子有機發光材料。
OLED 的發光特點及原理:
OLED 為自發光材料,不需用到背光板,同時視角廣、畫質均勻、反應速度快、較易彩色化、用簡單驅動電路即可達到發光 、制程簡單、可制作成撓曲式面板,符合輕薄短小的原則,應用范圍屬于中小尺寸面板。
顯示方面:主動發光 、視角范圍大 ;響應速度快,圖像穩定;亮度高、 色彩豐富、分辨率高。
工作條件:驅動電壓低、能耗低,可與太陽能電池、集成電路等相匹配。
適應性廣:采用玻璃襯底可實現大面積平板顯示;如用柔性材料做襯 底,能制成可折疊的顯示器。由于 OLED 是全固態、非真空器件 ,具有抗震 蕩、耐低溫(-40℃)等特性,在軍事方面也有十分重要的應用,如用作坦 克、飛機等現代化武器的顯示終端。
由于上述優點,在商業領域 OLED 顯示屏可以適用于 POS 機和 ATM 機、復印機、游戲機等;在通訊領域則可適用于手機 、移動網絡終端等領域;在計算機領域則可大量應用在 PDA、商用 PC 和家用 PC、筆記本電腦上 ;消費類電子產品領域 ,則可適用于音響設備、數碼相機、便攜式 DVD;在工業應用領域則適用于儀器儀表等;在交通領域則用在 GPS、飛機儀表上等。

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( 發表人:胡哥 )

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