什么是OLED?OLED显示技术汇总

  • 来自:巨世显示      时间:2017-07-13
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  • 一、OLED的显示原理


    具体过程如下:

    1、OLED设备的电池或电源会在OLED两端施加一个电压。

    2、电流从阴极流向阳极,并经过有机层(电流指电子的流动)。

    3、阴极向有机分子发射层输出电子。

    4、阳极吸收从有机分子传导层传来的电子。(这可以视为阳极向传导层输出空穴,两者效果相等)

    5、在发射层和传导层的交界处,电子会与空穴结合。

    6、电子遇到空穴时,会填充空穴(它会落入缺失电子的塬子中的某个能级)。

    7、这一过程发生时,电子会以光子的形式释放能量。

    8、OLED面板发光。

    9、光的颜色取决于发射层有机物分子的类型。生产商会在同一片OLED上放置几种有机薄膜,这样就能构成彩色显示器。

    10、光的亮度或强度取决于施加电流的大小,电流越大,光的亮度就越高。


    “什么是OLED”


    二、OLED的类型


    OLED主要分为被动矩阵OLED、主动矩阵OLED、透明OLED、顶部发光OLED、可折叠OLED、白光OLED等。


    被动矩阵OLED(PMOLED)


    PMOLED具有阴极带、有机层以及阳极带。阳极带与阴极带相互垂直。阴极与阳极的交叉点形成像素,也就是发光的部位。外部电路向选取的阴极带与阳极带施加电流,从而决定哪些像素发光,哪些不发光。此外,每个像素的亮度与施加电流的大小成正比。


    PMOLED易于制造,但其耗电量大于其他类型的OLED,这主要是因为它需要外部电路的缘故。PMOLED用来显示文本和图标时效率最高,适于制作小屏幕(对角线2-3英寸),例如人们在移动电话、掌上型电脑以及MP3播放器上经常能见到的那种。即便存在一个外部电路,被动矩阵OLED的耗电量还是要小于这些设备当前采用的LCD。


    主动矩阵OLED(AMOLED)


    AMOLED具有完整的阴极层、有机分子层以及阳极层,但阳极层覆盖着一个薄膜晶体管(TFT)阵列,形成一个矩阵。TFT阵列本身就是一个电路,能决定哪些像素发光,进而决定图像的构成。


    AMOLED的耗电量低于PMOLED,这是因为TFT阵列所需电量要少于外部电路,因而AMOLED适合用于大型显示屏。AMOLED还具有更高的刷新率,适于显示视频。AMOLED的最佳用途是电脑显示器、大屏幕电视以及电子告示牌或看板。


    透明OLED


    透明OLED只具有透明的组件(基层、阳极、阴极),并且在不发光时的透明度最高可达基层透明度的85%。当透明OLED显示器通电时,光线可以双向通过。透明OLED显示器既可采用被动矩阵,也可采用主动矩阵。这项技术可以用来制作多在飞机上使用的平视显示器。


    顶部发光OLED


    顶部发光OLED具有不透明或反射性的基层。它们最适于采用主动矩阵设计。生产商可以利用顶部发光OLED显示器制作智能卡。


    “oled结构原理”


    三、OLED主流生产技术


    1、蒸镀技术


    首先,要了解蒸镀技术,这得从OLED的结构讲起。典型结构是在ITO玻璃上制作一层几十纳米厚的发光材料,ITO透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极电极加电压,在一定电压驱动下,电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层,电子和空穴分别经过电子和空穴传输层迁移到发光层,并在发光层中相遇复合,形成激子并使发光分子激发,后者经过辐射弛豫而发出可见光。辐射光可从ITO一侧观察到,金属电极膜同时也起了反射层的作用。


    当然了,具体到整块面板,结构也就复杂很多,包括次像素间需要隔离柱、绝缘层之类。AMOLED则还有TFT backplane这种控制每个像素开关的东西。


    简单来说,蒸镀就是真空中通过电流加热,电子束轰击加热和激光加热等方法,使被蒸材料蒸发成原子或分子,它们随即以较大的自由程作直线运动,碰撞基片表面而凝结,形成薄膜。


    蒸镀技术制造OLED面板的核心设备是蒸镀机,而这个设备在面板制造企业的上游,主要供应商是佳能旗下一间名为Canon Tokki的企业。随着全球OLED市场的风起云涌,Tokki公司不断投入开发产能,但是仍然难以满足客户的需要。据说,Tokki一年的蒸镀机产能也就区区几台而已,如LG Display这样的大客户也不得不因为蒸镀机数量有限而无奈的失去苹果订单。


    2、印刷技术


    OLED屏幕每个像素“灯泡”除了是蒸上去的,还可以选择“印”出来。用喷墨打印机来举个例子,喷墨打印机是把墨水喷到纸上,从而呈现出文稿或图片。而印刷显示是使用印刷方式制作显示器的有机材料膜层,是一种工艺方法。实现了印刷显示后,可以印刷不同面板,如果“喷”的是OLED材料,那就是OLED面板;“喷”的是量子点材料,那就是量子点显示面板。印刷OLED,简单说,就是通过喷墨印刷设备上的多个印刷喷头,将不同颜色的聚合物发光材料溶液精确的沉积在ITO玻璃基板的隔离柱槽中,溶剂挥发后会形成100纳米左右厚度的薄层,构成可发光的像素。


    为什么说印刷显示技术是下一代显示革命?真空蒸镀工艺,受限于设备与技术,很难制作大尺寸精细金属掩模板,导致该工艺无法应用在大尺寸面板的制造上。蒸镀过程中,有机材料气体无差别沉积在玻璃基板上,导致材料利用率低。也许由于不需要真空蒸镀腔体、不需要精密金属掩模板、不需要彩色滤光片等等,松下在2013年的CES展会上,展示了一种采用自主研发“印刷”工艺的、而且据他们自己说是当时全球最大4K OLED电视(56寸)。


    印刷OLED有哪些优势足以挑战相对成熟的蒸镀技术呢?首先就是成本低廉,在OLED面板的塬材料使用上,印刷OLED就比蒸镀技术节省90%;印刷OLED技术可以有效提升成品的寿命;喷墨打印的制程要比蒸镀制程更容易适应大基板的切割的需要,这更利于高代线处理大尺寸基板的趋势。


    印刷OLED最大的瓶颈在于每一个微小印刷点之间的差异性控制(减小像素间的差异),以及对于极小亚像素单位印刷的设备研发(提升设备精度)。前者是整个印刷显示行业的关键瓶颈,后者则主要是对于中小尺寸显示产品而言的问题。或者说,对于印刷OLED,油墨稳定性不是最终的大问题,设备精度和稳定性才是真正的考验。这个问题恰恰必须在建立示范性生产线后才能真正从工程上解决。


    国内华星光电联合国内多家印刷显示骨干单位,共同建立全国第一个“印刷显示技术和材料技术创新联盟”,搭建印刷及柔性显示公共技术服务平台,并以广东聚华印刷显示技术有限公司作为平台运营实体。

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