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  • 有机发光显示屏

    有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode),又称为有机电激光显示(Organic Electroluminesence Display, OELD)。因为具备轻薄、省电等特性,因此从2003年开始,这种显示设备在MP3播放器上得到了广泛应用,而对于同属数码类产品的DC与手机,此前只是在一些展会上展示过采用OLED屏幕的工程样品,还并未走入实际应用的阶段。但OLED屏幕却具备了许多LCD不可比拟的优势。

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    简介/有机发光显示屏 编辑

    柔软的OLED材料柔软的OLED材料

    有机发光显示屏,OLED,即有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode),又称为有机电激光显示(Organic Electroluminesence Display, OELD)。因为具备轻薄、省电等特性,因此从2003年开始,这种显示设备在MP3播放器上得到了广泛应用,而对于同属数码类产品的DC与手机,此前只是在一些展会上展示过采用OLED屏幕的工程样品,还并未走入实际应用的阶段。但OLED屏幕却具备了许多LCD不可比拟的优势,因此它也一直被业内人士所看好。

    OLED显示技术与传统的LCD显示方式不同,无需背光灯,采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板,当有电流通过时,这些有机材料就会发光。而且OLED显示屏幕可以做得更轻更薄,可视角度更大,并且能够显著节省电能。

    目前在OLED的二大技术体系中,低分子OLED技术为日本掌握,而高分子的PLEDLG手机的所谓OEL就是这个体系,技术及专利则由英国的科技公司CDT掌握,两者相比PLED产品的彩色化上仍有困难。而低分子OLED则较易彩色化,不久前三星就发布了65530色的手机用OLED。

    不过,虽然将来技术更优秀的OLED会取代TFT等LCD,但有机发光显示技术还存在使用寿命短、屏幕大型化难等缺陷。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则主要被LG采用在其CU8180 8280上我们都有见到。[1][2]

    结构/有机发光显示屏 编辑

    OLED结构原理图OLED结构

    OLED的基本结构是由一薄而透明具半导体特性之铟锡氧化物(ITO),与电力之正极相连,再加上另一个金属阴极,包成如三明治的结构。

    整个结构层中包括了:空穴传输层(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)。当电力供应至适当电压时,正极空穴与阴极电荷就会在发光层中结合,产生光亮,依其配方不同产生红、绿和蓝RGB三原色,构成基本色彩。OLED的特性是自己发光,不像TFT LCD需要背光,因此可视度和亮度均高,其次是电压需求低且省电效率高,加上反应快、重量轻、厚度薄,构造简单,成本低等,被视为 21世纪最具前途的产品之一。 [3]

    原理/有机发光显示屏 编辑

    OLED结构原理图OLED结构原理图

    OLED (Organic Light Emitting Display,中文名有机发光显示器)是指有机半导体材料和发光材料在电场驱动下,通过载流子注入和复合导致发光的现象。其原理是用ITO透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极,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,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。 根据这种发光原理而制成显示器被称为有机发光显示器,也叫OLED显示器。

    构成的OLED关键部件实际上就是铟锡氧化物(ITO),也就是我们经常提到的透明导电薄膜。它与电力之正极相连,再加上另一个金属阴极,还包括了电洞传输层(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)等。当电力供应至适当电压时,正极电洞与阴极电荷就会在发光层中结合,产生光亮,依其配方不同产生红、绿和蓝RGB三原色,构成基本色彩。

    OLED电视可实现的方案还是很多,最著名的就是有源矩阵有机光发射二极管,也简称AMOLED,它由阴极、有机有源层、TFT阵列等部分组成,有机聚合物堆中包括有发射层和导电层,沉积在有薄膜晶体管的基板上。实施有机材料的技术也可以是多种多样的,其中常用的有将像素阵列直接打印在TFT上的喷墨法,将电荷通过底部电极和显示器表面附加透明层之间的空间以激发有机层转而产生光线,也就平常我们所说的主动式OLED,主要被应用于大屏、高分辨率的显示设备。

    特性/有机发光显示屏 编辑

    OLED单元结构OLED单元结构

    与时下液晶电视都采用的LCD面板相比,OLED因为是自发光器件,使得它们在黑暗环境下有相当不错的视角和显示特性。由于每个像素自己都会发光,OLED面板做成的显示器,当然也就不会存在亮度不均匀、漏光等现象,显示的色彩也不受背光等干扰,更加鲜艳。

    因为是自发光,所以也就无须背光灯,相应的背光部件也就不需要了,这也使得OLED面板做成的液晶电视,厚度要比采用LCD面板的轻薄很多。

    在其它特性方面,OLED的对比度、可视角度等都要好于TFT。OLED的典型的对比度大于1000:1,TFT LCD的典型对比度大约是500:1。LCD液晶电视在广视角下观看,多少会出现一些偏色情况出色,但对于采用OLED面板的电视机而言,则基本不存在偏色等情况发生。

    总结下OLED的优点:自发光、超薄、高对比度、超广视角、低功率消耗、显示亮度高、色彩鲜艳等。这其中,超薄、低功耗、色彩鲜艳等无一不是时下液晶电视厂商所追求的,当然也是我们消费者重点关注的。

    应用/有机发光显示屏 编辑

    三星40寸OLED液晶电视三星40寸OLED液晶电视

    被动式OLED 则不采用TFT 基板,一般适用小尺寸的显示设备(手机MP3等),因为其瞬间亮度与阴极扫描列数成正比,所以需要在高脉冲电流下操作,却会使像素的寿命缩短。不过,相比于成本昂贵的主动式OLED,被动式的成本低廉,制作也比较简单。

    OLED在头戴显示器领域的应用

    以视频眼镜和随身影院为重要载体的头戴式显示器得到了越来越广泛的应用和发展。其在数字士兵、虚拟现实、虚拟现实游戏、3G与视频眼镜融合、超便携多媒体设备与视频眼镜融合方面有卓越的优势。

    与LCD和LCOS相比,OLED在头戴显示器的应用有非常大的优势:清晰鲜亮的全彩显示、超低的功耗等,是头戴式显示器发展的一大推动力。

    率先把OLED应用在视频眼镜上的是美国的eMagin. 无论是对于民用消费领域还是工业应用乃至军事用途都提供了一个极佳的近眼应用解决途径。随之,采用欧洲的超微OLED显示屏的视频眼镜被推上市场。在国内,iTheater(爱视代)凭雄厚的研发实力率先推出世界首款高分子超微OLED显示屏的视频眼镜;凭借其全知识产权的背景顺利打入国内军事领域,为中国数字士兵的建设出一份力。

    OLED在MP3领域的应用

    MP3作为一款数字随身听已经在市场上日益成为时尚娱乐的主角,对于它的功能、容量、价格等等都得到了人们广泛的关注,也是各厂家目光的焦点所在,可是对于作为MP3的眼睛的屏幕却很少有人涉及。

    除了影音随身看产品之外,不论Flash型还是HDD型的MP3,大多采用黑白单色LCD面板,仅仅停留在能够聆听音乐的简单要求上。但现如今的MP3除了这种最基本的功能外,更多的立足于人们对于个性、时尚追求的心理,表达的是一种生活的观念。所以在面板的设计上,出现了多彩背光设计,就是经常听到的“7色背光”的产品。在此基础上进一步发展,已经有用到区域彩色OLED面板(如:黄、蓝双色等区域各16色阶)的产品,有代表性的有BenQ的Joybee180、iRiver N10等。

    OLED应用于MP3产品上不仅增加了产品绚丽的美感,而且也为图文资讯的表达锦上添花,无疑将成为MP3显示面板的主流。

    优缺点/有机发光显示屏 编辑

    OLED的优点

    新、旧OLED背光结构对比新、旧OLED背光结构对比

    1、厚度可以小于1毫米,仅为LCD屏幕的1/3,并且重量也更轻;
    2、固态机构,没有液体物质,因此抗震性能更好,不怕摔;
    3、几乎没有可视角度的问题,即使在很大的视角下观看,画面仍然不失真;
    4、响应时间是LCD的千分之一,显示运动画面绝对不会有拖影的现象;
    5、低温特性好,在零下40度时仍能正常显示,而LCD则无法做到;
    6、制造工艺简单,成本更低;
    7、发光效率更高,能耗比LCD要低;
    8、能够在不同材质的基板上制造,可以做成能弯曲的柔软显示器。

    OLED的缺点

    1、寿命通常只有5000小时,要低于LCD至少1万小时的寿命;
    2、不能实现大尺寸屏幕的量产,因此目前只适用于便携类的数码类产品;
    3、存在色彩纯度不够的问题,不容易显示出鲜艳、浓郁的色彩。
    对二的修改:现在的OLED的寿命已经远远超过5000小时了,而且已经生产出了较大尺寸的OLED面板,色彩十分鲜艳。
    截止07年7月前后,荧光材料方面,性能最高的是日本出光兴产(Idemitsu Kosan)的材料。红光效率达到了11cd/A,寿命
    高达16万小时;绿光效率达到30cd/A,寿命为6万小时;正在开发中的高效率、长寿命蓝光材料BD-2 (0.13, 0.22),效率为 8.7cd/A,寿命2.3万小时。
    磷光材料方面,UDC公司开发的红光材料色度坐标为(0.67,0.33),效率达到15cd/A,500 cd/m^2下工作寿命超过15万小时;绿光材料色坐标为(0.34,0.61),效率达到65cd/A,初始亮度为1000 cd/m^2时,寿命超过4万小时;最难得到的蓝色
    磷光材料效率达到了30cd/A,在200 cd/m^2的初始亮度下,寿命达到了10万小时。
    总体上讲,OLED红、绿、蓝三色材料的发光效率和发光寿命均基本满足实用化需求。
    从以上数据看来,现在的OLED 在500cd/m^2下至少有20000小时的工作时间。[4]

    材料选用/有机发光显示屏 编辑

    清达光电256*64点阵OLED清达光电256*64点阵OLED

    有机材料的特性深深地影响元件之光电特性表现。在阳极材料的选择上,材料本身必需是具高功函数(High work function)与可透光性,所以具有4.5eV-5.3eV的高功函数、性质稳定且透光的ITO透明导电膜,便被广泛应用于阳极。在阴极部分,为了增加元件的发光效率,电子与电洞的注入通常需要低功函数(Low work function)的Ag、Al、Ca、In、Li与Mg等金属,或低功函数的复合金属来制作阴极(例如:Mg-Ag镁银)。

    适合传递电子的有机材料不一定适合传递电洞,所以有机发光二极体的电子传输层和电洞传输层必须选用不同的有机材料。目前最常被用来制作电子传输层的材料必须制膜安定性高、热稳定且电子传输性佳,一般通常采用萤光染料化合物。如Alq、Znq、Gaq、Bebq、Balq、DPVBi、ZnSPB、PBD、OXD、BBOT等。而电洞传输层的材料属于一种芳香胺萤光化合物,如TPD、TDATA等有机材料。

    有机发光层的材料须具备固态下有较强萤光、载子传输性能好、热稳定性和化学稳定性佳、量子效率高且能够真空蒸镀的特性,一般有机发光层的材料使用通常与电子传输层或电洞传输层所采用的材料相同,例如Alq被广泛用于绿光,Balq和DPVBi则被广泛应用于蓝光。 [3]

    分类/有机发光显示屏 编辑

    一般而言,OLED可按发光材料分为两种:小分子OLED和高分子OLED(也可称为PLED)。

    小分子OLED和高分子OLED的差异主要表现在器件的制备工艺不同:小分子器件主要采用真空热蒸发工艺,高分子器件则采用旋转涂覆或喷涂印刷工艺。小分子材料厂商主要有:Eastman、Kodak、出光兴产、东洋INK制造、三菱化学等;高分子材料厂商主要有:CDT、Covin、Dow Chemical、住友化学等。

    目前国际上与OLED有关的专利已经超过1400份,其中最基本的专利有三项。小分子OLED的基本专利由美国Kodak公司拥有,高分子OLED的专利由英国的CDT(Cambridge DisPlay Technology)和美国的Uniax公司拥有。[4]

    驱动方式/有机发光显示屏 编辑

    CES展上的索尼OLED液晶电视CES展上的索尼OLED液晶电视

    OLED的驱动方式分为主动式驱动(有源驱动)和被动式驱动(无源驱动)。

    无源驱动(PM OLED)

    其分为静态驱动电路和动态驱动电路。
    ⑴ 静态驱动方式:在静态驱动的有机发光显示器件上,一般各有机电致发光像素的阴极是连在一起引出的,各像素的阳极是分立引出的,这就是共阴的连接方式。若要一个像素发光只要让恒流源的电压与阴极的电压之差大于像素发光值的前提下,像素将在恒流源的驱动下发光,若要一个像素不发光就将它的阳极接在一个负电压上,就可将它反向截止。但是在图像变化比较多时可能出现交叉效应,为了避免我们必须采用交流的形式。静态驱动电路一般用于段式显示屏的驱动上。

    ⑵ 动态驱动方式:在动态驱动的有机发光显示器件上人们把像素的两个电极做成了矩阵型结构,即水平一组显示像素的同一性质的电极是共用的,纵向一组显示像素的相同性质的另一电极是共用的。如果像素可分为N行和M列,就可有N个行电极和M个列电极。行和列分别对应发光像素的两个电极。即阴极和阳极。在实际电路驱动的过程中,要逐行点亮或者要逐列点亮像素,通常采用逐行扫描的方式,行扫描,列电极为数据电极。实现方式是:循环地给每行电极施加脉冲,同时所有列电极给出该行像素的驱动电流脉冲,从而实现一行所有像素的显示。该行不再同一行或同一列的像素就加上反向电压使其不显示,以避免“交叉效应”,这种扫描是逐行顺序进行的,扫描所有行所需时间叫做帧周期。

    有源驱动(AM OLED)

    有源驱动的每个像素配备具有开关功能的低温多晶硅薄膜晶体管(LowTemperature Poly-Si Thin Film Transistor, LTP-Si TFT),而且每个像素配备一个电荷存储电容,外围驱动电路和显示阵列整个系统集成在同一玻璃基板上。与LCD相同的TFT结构,无法用于OLED。这是因为LCD采用电压驱动,而OLED却依赖电流驱动,其亮度与电流量成正比,因此除了进行ON/OFF切换动作的选址TFT之外,还需要能让足够电流通过的导通阻抗较低的小型驱动TFT。

    有源驱动属于静态驱动方式,具有存储效应,可进行100%负载驱动,这种驱动不受扫描电极数的限制,可以对各像素独立进行选择性调节。
    有源驱动无占空比问题,驱动不受扫描电极数的限制,易于实现高亮度和高分辨率。
    有源驱动由于可以对亮度的红色和蓝色像素独立进行灰度调节驱动,这更有利于OLED彩色化实现。
    有源矩阵的驱动电路藏于显示屏内,更易于实现集成度和小型化。另外由于解决了外围驱动电路与屏的连接问题,这在一定程度上提高了成品率和可靠性。

    主动式与被动式两者比较

    被动式 主动式
    瞬间高高密度发光(动态驱动/有选择性) 连续发光(稳态驱动)
    面板外附加IC芯片 TFT驱动电路设计/内藏薄膜型驱动IC
    线逐步式扫描 线逐步式抹写数据
    阶调控制容易 在TFT基板上形成有机EL画像素
    低成本/高电压驱动 低电压驱动/低耗电能/高成本
    设计变更容易、交货期短(制造简单) 发光组件寿命长(制程复杂)
    简单式矩阵驱动+OLED LTPS TFT+OLED

    技术特点/有机发光显示屏 编辑

    索尼OLED液晶电视特写索尼OLED液晶电视特写

    OLED器件的核心层厚度很薄,厚度可以小于1mm,为液晶的1/3。
    OLED器件为全固态机构,无真空,液体物质,抗震性好,可以适应巨大的加速度,振动等恶劣环境。
    主动发光的特性使OLED几乎没有视角物体,视角一般可达到170度,具有较宽的视角,从侧面也不会失真。
    OLED显示屏的响应时间超过TFT—LCD液晶屏。TFT—LCD的响应时间大约使几十毫秒,现在做得最好的TFT—LCD响应时间也只有12毫秒。而OLED显示屏的响应时间大约是几微秒到几十微秒。
    OLED低温特性毫,在零下40摄氏度都能正常显示,而TFT—LCD的响应速度随温度发生变化,低温下,其响应速度变慢,因此,液晶在低温下显示效果不好。
    OLED采用有机发光原理,所需材料很少,制作上比采用液体发光的液晶液晶显示屏少3道工序,成本大幅降低。
    OLED采用的二极管会自行发光,因此不需要背面光源,发光转化效率高,能耗比液晶低,OLED能够在不同材质的基板上制造,厂家甚至可以将电路印刷在弹性材料上——做成能弯曲的柔软显示器。
    低电压直流驱动,10V以下,用电池就能点亮。高亮度,可达300明流以上。 [5]

    技术对比/有机发光显示屏 编辑

    中国的OLED研发正在赶上世界的脚步中国的OLED研发正在赶上世界的脚步

    而且OLED还具有以下众多优势,特别是与LCD显示技术做对比:

    无辐射,因为OLED的厚度仅为几毫米,仅是普通LCD 显示屏的1/3,它还可以在不 同材质的基板上制造,令它在外形设计上可以做出各种各样的弯曲形状,配合柔软显示设备的需要;薄轻软,OLED可以做得很薄,甚至可以制作厚度为3厘米以下的电视屏;它很柔软很轻,能够安装在柔软的基质材料,可用于制作电子报纸,或被嵌入衣物之上; 成本较低,与LCD复杂和精密的结构相比,OLED只有一个底层,制造工艺简单,对材料和工艺的要求都比LCD低,因此制造成本相对较低,据称,如果OLED若能真正实现量产,其成本要比LCD至少节省20%; 适应性强,我们知道LCD液晶电视对环境的要求是比较高的,一点儿不适就会出现这样或那样的毛病,我们使用起来也是要操心不少。而OLED则能在-40至+85度的条件下正常显示,不论严寒还是酷暑,都能轻松完成影像显示; 无需背光、耗电量小,因为OLED采用有机发光材料,自己就可以发光,不像LCD 采用背光源发光,因此OLED比LCD 屏幕的亮度要更好高,彩色还原性也会更好;OLED驱动电压更是低到2~10 伏特,其显示屏的耗电量比同尺寸的液晶显示屏要少40%以上; 可视角度大,OLED具有160度以上的宽视角,基本上和CRT 相同,而传统的LCD则存在视角小的问题,随着可视角的增大,图像色彩会发生失真; 反应速度快,OLED响应时间在微秒级,可以达到LCD成百上千倍,甚至能与CRT的响应速度相媲美,播放快速运动画面人眼不会察觉到拖尾的现象。

    技术难题/有机发光显示屏 编辑

    虽然OLED技术相比于LCD有多方面的优势,但它要想真正实现产业化还必须要克服几大技术难题:
    有机膜的不均匀性将导致发光亮度和色彩的不均匀性,显示面板尺寸增大,则意味着显示器件必须有很高的瞬间亮度和较高的发光效率,并在高亮度下有良好的稳定性; 亮度高了,还要求透明电极ITO的面板阻抗变小,但更小阻抗的ITO基板的开发生产目前比较困难,因此将影响亮度的进一步提高。

    目前很多OLED还都是单色,从单色显示到全彩色,OLED需要将三种不同的发光材料分别镀在同一像素的非常接近的三个小区域上,这也是一大难题;而且,OLED面板目前的使用寿命相比于其理想值(3万小时)还差得很远,目前拥有手机显示屏的OLED寿命大概也只在1万小时左右。

    在大屏OLED显示方面,我们还可以对其TFT板进行改善,通过选择性地提升像素随时间变化的驱动强度来补偿显示器亮度的逐渐变弱,相信随着越来越多厂商加入这一行列,OLED的发展前景还是比较乐观的,我们也希望在不久的将来,能够看到OLED电视为我们提供更为持久、稳定的优质大画面。

    产品参数/有机发光显示屏 编辑

    型 号:P09702,P09703
    点 阵 数:128*64 点
    尺 寸: 0.4*0.4 mm2
    有效尺寸:2.4”
    视域尺寸:55.01*27.49 mm2P09702
    外型尺寸:75(w)*52.7(H)*9.5(D) mm3P09703
    外型尺寸:65.5(W)*60(H)*2.2(D) mm3
    亮 度: 20~80cd/m2对 比 度: 500:1
    视 角: >160°(全视角)
    发光颜色: 黄反应速度: <10μs
    电源电压: 双电源 Vdd=+3V VP=+14V
    功率损耗: <400mw(全亮)
    寿 命: >20,000小时
    工作温度: -40~+85℃
    储存温度: -40~+85℃
     内藏控制器:SOLOMON SSD1303T[6]

    关键工艺/有机发光显示屏 编辑

    氧化铟锡(ITO)基板前处理

    可挠式OLED有机EL面板,相当于A4纸张大小可挠式OLED有机EL面板,相当于A4纸张大小

    (1) ITO表面平整度:ITO目前已广泛应用在商业化的显示器面板制造,其具有高透射率、低电阻率及高功函数等优点。一般而言,利用射频溅镀法(RF sputtering)所制造的ITO,易受工艺控制因素不良而导致表面不平整,进而产生表面的尖端物质或突起物。另外高温锻烧及再结晶的过程亦会产生表面约10 ~ 30nm的突起层。这些不平整层的细粒之间所形成的路径会提供空穴直接射向阴极的机会,而这些错综复杂的路径会使漏电流增加。一般有三个方法可以解决这表面层的影响?U一是增加空穴注入层及空穴传输层的厚度以降低漏电流,此方法多用于PLED及空穴层较厚的OLED(~200nm)。二是将ITO玻璃再处理,使表面光滑。三是使用其它镀膜方法使表面平整度更好。

    (2) ITO功函数的增加:当空穴由ITO注入HIL时,过大的位能差会产生萧基能障,使得空穴不易注入,因此如何降低ITO / HIL接口的位能差则成为ITO前处理的重点。一般我们使用O2-Plasma方式增加ITO中氧原子的饱和度,以达到增加功函数之目的。ITO经O2-Plasma处理后功函数可由原先之4.8eV提升至5.2eV,与HIL的功函数已非常接近。

    加入辅助电极,由于OLED为电流驱动组件,当外部线路过长或过细时,于外部电路将会造成严重之电压梯度,使真正落于OLED组件之电压下降,导致面板发光强度减少。由于ITO电阻过大(10 ohm / square),易造成不必要之外部功率消耗,增加一辅助电极以降低电压梯度成了增加发光效率、减少驱动电压的快捷方式。铬(Cr:Chromium)金属是最常被用作辅助电极的材料,它具有对环境因子稳定性佳及对蚀刻液有较大的选择性等优点。然而它的电阻值在膜层为100nm时为2 ohm / square,在某些应用时仍属过大,因此在相同厚度时拥有较低电阻值的铝(Al:Aluminum)金属(0.2 ohm / square)则成为辅助电极另一较佳选择。但是,铝金属的高活性也使其有信赖性方面之问题因此,多叠层之辅助金属则被提出,如:Cr / Al / Cr或Mo / Al / Mo,然而此类工艺增加复杂度及成本,故辅助电极材料的选择成为OLED工艺中的重点之一。

    阴极工艺

    在高解析的OLED面板中,将细微的阴极与阴极之间隔离,一般所用的方法为蘑菇构型法(Mushroom structure approach),此工艺类似印刷技术的负光阻显影技术。在负光阻显影过程中,许多工艺上的变异因子会影响阴极的品质及良率。例如,体电阻、介电常数、高分辨率、高Tg、低临界维度(CD)的损失以及与ITO或其它有机层适当的黏着接口等。

    封装

    ⑴ 吸水材料:一般OLED的生命周期易受周围水气与氧气所影响而降低。水气来源主要分为两种:一是经由外在环境渗透进入组件内,另一种是在OLED工艺中被每一层物质所吸收的水气。为了减少水气进入组件或排除由工艺中所吸附的水气,一般最常使用的物质为吸水材(desiccant)。Desiccant可以利用化学吸附或物理吸附的方式捕捉自由移动的水分子,以达到去除组件内水气的目的。

    ⑵ 工艺及设备开发:封装工艺之流程如图四所示,为了将Desiccant置于盖板及顺利将盖板与基板黏合,需在真空环境或将腔体充入不活泼气体下进行,例如氮气。值得注意的是,如何让盖板与基板这两部分工艺衔接更有效率、减少封装工艺成本以及减少封装时间以达最佳量产速率,已俨然成为封装工艺及设备技术发展的3大主要目标。

    形色化技术/有机发光显示屏 编辑

    OLED照明OLED照明

    显示器全彩色是检验显示器是否在市场上具有竞争力的重要标志,因此许多全彩色化技术也应用到了OLED显示器上,按面板的类型通常有下面三种:RGB象素独立发光,光色转换(Color Conversion)和彩色滤光膜(Color Filter)。

    一、RGB象素独立发光
    利用发光材料独立发光是目前采用最多的彩色模式。它是利用精密的金属荫罩与CCD象素对位技术,首先制备红、绿、蓝三基色发光中心,然后调节三种颜色组合的混色比,产生真彩色,使三色OLED元件独立发光构成一个象素。该项技术的关键在于提高发光材料的色纯度和发光效率,同时金属荫罩刻蚀技术也至关重要。

    有机小分子发光材料AlQ3是很好的绿光发光小分一于材料,它的绿光色纯度,发光效率和稳定性都很好。但OLED最好的红光发光小分子材料的发光效率只有31m/W,寿命1万小时,蓝色发光小分子材料的发展也是很慢和很困难的。有机小分子发光材料面临的最大瓶颈在于红色和蓝色材料的纯度、效率与寿命。但人们通过给主体发光材料掺杂,已得到了色纯度、发光效率和稳定性都比较好的蓝光和红光。

    高分子发光材料的优点是可以通过化学修饰调节其发光波长,现已得到了从蓝到绿到红的覆盖整个可见光范围的各种颜色,但其寿命只有小分子发光材料的十分之一,所以对高分子聚合物,发光材料的发光效率和寿命都有待提高。不断地开发出性能优良的发光材料应该是材料开发工作者的一项艰巨而长期的课题。

    随着OLED显示器的彩色化、高分辨率和大面积化,金属荫罩刻蚀技术直接影响着显示板画面的质量,所以对金属荫罩图形尺寸精度及定位精度提出了更加苛刻的要求。

    二、光色转换 光色转换是以蓝光OLED结合光色转换
    膜阵列,首先制备发蓝光OLED的器件,然后利用其蓝光激发光色转换材料得到红光和绿光,从而获得全彩色。该项技术的关键在于提高光色转换材料的色纯度及效率。这种技术不需要金属荫罩对位技术,只需蒸镀蓝光OLED元件,是未来大尺寸全彩色OLED显示器极具潜力的全彩色化技术之一。但它的缺点是光色转换材料容易吸收环境中的蓝光,造成图像对比度下降,同时光导也会造成画面质量降低的问题。目前掌握此技术的日本出光兴产公司已生产出10英寸的OLED显示器。

    三、彩色滤光膜
    此种技术是利用白光OLED结合彩色滤光膜,首先制备发白光OLED的器件,然后通过彩色滤光膜得到三基色,再组合三基色实现彩色显示。该项技术的关键在于获得高效率和高纯度的白光。它的制作过程不需要金属荫罩对位技术,可采用成熟的液晶显示器LCD的彩色滤光膜制作技术。所以是未来大尺寸全彩色OLED显示器具有潜力的全彩色化技术之一,但采用此技术使透过彩色滤光膜所造成光损失高达三分之二。目前日本TDK公司和美国Kodak公司采用这种方法制作OLED显示器。

    RGB象素独立发光,光色转换和彩色滤光膜三种制造OLED显示器全彩色化技术,各有优缺点。可根据工艺结构及有机材料决定。

    市场前景/有机发光显示屏 编辑

    Sony eyeing OLED TVsSony eyeing OLED TVs

    一、2013年全球OLED电视机市场将达14亿美元
    据市场研究公司iSuppli最新发表的研究报告称,2013年全球OLED(有机发光二极管)电视机出货量将从2007年的3000台增长到280万台,复合年增长率为212.3%。从全球销售收入看,2013年全球OLED电视机的销售收入将从2007年的200万美元增长到14亿美元,复合年增长率为206.8%。

    索尼在2007年12月在日本市场推出了售价1800美元的11英寸OLED电视机,首先进入了这个市场。包括东芝和松下在内的一些厂商预计将在2009年进入这个市场。

    二、商品化过程
    1997年Pioneer发表了配备解析度为256x64的单色PM-OLED面板的车用音响;1999年Tohoku Pioneer成功开发出5.2吋、解析度为320x240 pixels、256色的全彩(Full color)PM-OLED面板;2000年Motorola行动电话「timeport」采用Tohoku Pioneer之1.8吋多彩(Area color)PM-OLED面板;2001年Samsung推出搭载全彩PM-OLED面板之行动电话;2002年Fujitsu行动电话F505i次萤幕搭配Tohoku Pioneer之1.0吋全彩PM-OLED面板,自此PM-OLED在行动电话次萤幕的应用随之大量兴起。

    三、P-OLED微显示器即将投入商用
    研发暨生产金氏记录最小P-OLED屏幕的MICR oEmissive Displays(MED)公司,将于今年中由日本数位相机厂NHJ推出首宗消费电子产品,结合录音拨放MP3和高解析度数位相机,MED的ME3203为低耗电1/4 VGA解析度(3 20 x RGB x 240)P-OLED微显示器(Microdis play),将用在新产品的电子观景窗和目镜上。据了解,这种全球新产品是由台湾某数位相机厂设计研发出来。

    MED策略长安德伍(Ian Underwood)表示,针对微显示器的技术商业化,MED已投入五年的时间,目前已臻成熟,且做到世界级的独特技术层级。
      
    四、OLED在显示和照明领域的地位
    有机发光二极管(OLED)技术在提振行业当前的不景气方面迈出了一大步,它正在显示和照明领域开拓出许多高利润的应用。有迹象表明,有源矩阵(AM)OLED而非无源矩阵(PM)OLED将最终主宰这一应用领域。

    DisplaySearch公司预测,到2015年,OLED显示屏的营收将从2008年的5.91亿美元增长到60亿美元,年复合增长率(CAGR)将达到40%。届时,OLED电视将成为最大的应用,市场容量总计达26亿美元。手机显示屏(目前主要采用各种尺寸的pmoled)市场将占到19亿美元(图1A)。 该市场研究公司还表示,虽然PMOLED显示屏的单位出货量到2015年将一直增长,但其收入将保持平稳。与此同时,AMOLED的单位出货量将增加两倍,并将在2011年超过PMOLED的出货量(图1b)。

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    参考资料
    [1]^引用日期:2010-01-07
    [2]^引用日期:2010-01-07
    [3]^引用日期:2010-01-07
    [4]^引用日期:2010-01-07
    [5]^引用日期:2010-01-07
    [6]^引用日期:2010-01-07

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