OLED應(yīng)用領(lǐng)域

一、OLED在頭戴顯示器領(lǐng)域的應(yīng)用

以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(lái)越廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。其在數(shù)字視頻、虛擬現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)游戲、3G與視頻眼鏡融合、超便攜多媒體設(shè)備與視頻眼鏡融合方面有卓越的優(yōu)勢(shì)。

與LCD和LCOS相比，OLED在頭戴顯示器的應(yīng)用有非常大的優(yōu)勢(shì):清晰鮮亮的全彩顯示、超低的功耗等，是頭戴式顯示器發(fā)展的一大推動(dòng)力。

率先把OLED應(yīng)用在視頻眼鏡上的是美國(guó)的eMagin. 無(wú)論是對(duì)于民用消費(fèi)領(lǐng)域還是工業(yè)應(yīng)用乃至軍事用途都提供了一個(gè)極佳的近眼應(yīng)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(chǎng)。在國(guó)內(nèi)，iTheater(愛(ài)視代)憑雄厚的研發(fā)實(shí)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(shí)產(chǎn)權(quán)的背景順利打入國(guó)內(nèi)軍事領(lǐng)域，為中國(guó)數(shù)字士兵的建設(shè)出一份力。

二、OLED在MP3領(lǐng)域的應(yīng)用

MP3作為一款數(shù)字隨身聽(tīng)已經(jīng)在市場(chǎng)上日益成為時(shí)尚娛樂(lè)的主角，對(duì)于它的功能、容量、價(jià)格等等都得到了人們廣泛的關(guān)注，也是各廠家目光的焦點(diǎn)所在，可是對(duì)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(chǎn)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(tīng)音樂(lè)的簡(jiǎn)單要求上。但現(xiàn)如今的MP3除了這種最基本的功能外，更多的立足于人們對(duì)于個(gè)性、時(shí)尚追求的心理，表達(dá)的是一種生活的觀念。所以在面板的設(shè)計(jì)上，出現(xiàn)了多彩背光設(shè)計(jì)，就是經(jīng)常聽(tīng)到的"7色背光"的產(chǎn)品。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展，已經(jīng)有用到區(qū)域彩色OLED面板(如:黃、藍(lán)雙色等區(qū)域各16色階)的產(chǎn)品，有代表性的有BenQ的Joybee180、iRiver N10等。

OLED(Organic Light Emitting Display)，即有機(jī)發(fā)光顯示屏，在MP3 屏幕的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)儆谛箩绕鸬姆N類(lèi)，被譽(yù)為"夢(mèng)幻顯示屏"。它無(wú)需背光燈，而是"主動(dòng)發(fā)光"。以BenQ Joybee180的OLED液晶屏為例，它摒棄了傳統(tǒng)LCD的缺點(diǎn)，每個(gè)像素都可自行發(fā)光，不管在什么角度什么光線下都可以比傳統(tǒng)LCD顯示更加清晰的畫(huà)面，而且環(huán)境越黑屏幕越亮，猶如夜間的瑩彩精靈。

MP3的消費(fèi)者多為年輕族群，對(duì)他們而言MP3除了基本功用之外，還帶有一點(diǎn)點(diǎn)炫耀的色彩。在夜晚寂靜的街邊，邊走邊聽(tīng)著音樂(lè)，看著OLED屏幕跳動(dòng)的藍(lán)光，音符的跳動(dòng)伴著腳步的跳動(dòng)和心情的起伏，定有一種別樣的感覺(jué)?；蚴窃谂笥褮g聚的Party上，OLED藍(lán)光的閃爍熠熠生輝，定能讓你成為聚會(huì)的主角。

除了帶來(lái)全新的視覺(jué)感受之外，OLED還有很多LCD面板無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。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(jié)省電能。不過(guò)OLED的應(yīng)用還要搭配MP3的整體設(shè)計(jì)，才能展現(xiàn)出它的魅力。已上市的BenQ Joybee180可以說(shuō)是液晶屏的應(yīng)用與整體設(shè)計(jì)相結(jié)合的典范。Joybee180的造型時(shí)尚、簡(jiǎn)約、大方，整款機(jī)器呈正方形，看上去像一個(gè)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(yùn)用表帶的流行元素取代傳統(tǒng)的佩戴方法，提供一系列不同的面板，可依服飾的不同進(jìn)行替換，改變以往一成不變的搭配方案，秀出你的時(shí)尚搭配，秀出你的獨(dú)特心情。

OLED應(yīng)用于MP3產(chǎn)品上不僅增加了產(chǎn)品絢麗的美感，而且也為圖文資訊的表達(dá)錦上添花，無(wú)疑將成為MP3顯示面板的主流。

三、潛在的應(yīng)用

OLED技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是主動(dòng)發(fā)光。發(fā)紅、綠、藍(lán)光的OLED都可以得到。在過(guò)去的幾年中，研究者們一直致力于開(kāi)發(fā)OLED在從背光源、低容量顯示器到高容量顯示器領(lǐng)域的應(yīng)用。下面，將對(duì)OLED的潛在應(yīng)用進(jìn)行討論，并將其與其它顯示技術(shù)進(jìn)行對(duì)比。

1999年首度商業(yè)化，技術(shù)仍然非常新。用在一些黑白/簡(jiǎn)單色彩的汽車(chē)收音機(jī)、移動(dòng)電話、掌上型電動(dòng)游樂(lè)器等。都屬于高階機(jī)種。

從事OLED的商業(yè)開(kāi)發(fā)全世界約 100多家廠商， OLED的技術(shù)發(fā)展方向分成兩大類(lèi)，日、韓和臺(tái)灣傾向Kodak的低分子OLED技術(shù)，歐洲廠商則以PLED為主。兩大集團(tuán)中除了KODAK 聯(lián)盟之外，另一個(gè)以高分子聚合物為主的飛利浦公司也聯(lián)合了EPSON、DuPont、東芝等公司全力開(kāi)發(fā)自己的產(chǎn)品。2007年第二季全球OLED市場(chǎng)的產(chǎn)值已達(dá)到1億2340萬(wàn)美元。

在中國(guó)企業(yè)方面，早在2005年，清華大學(xué)和維信諾公司決定開(kāi)始OLED大規(guī)模生產(chǎn)線建設(shè)，并最終在昆山建設(shè)了OLED大規(guī)模生產(chǎn)線;廣東省也積極上馬OLED專(zhuān)案，截至2009年12月，廣東已建、在建和籌建的OLED生產(chǎn)線項(xiàng)目有5個(gè)，分別是汕尾信利小尺寸OLED生產(chǎn)線、佛山中顯科技的低溫多晶硅TFT(薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管)AMOLED生產(chǎn)線專(zhuān)案、東莞宏威的OLED顯示幕示范生產(chǎn)線項(xiàng)目、惠州茂勤光電公司AM(主動(dòng)式)OLED光電項(xiàng)目、彩虹在佛山建設(shè)的OLED生產(chǎn)線項(xiàng)目。根據(jù)調(diào)研公司DisplaySearch的報(bào)告，全球OLED產(chǎn)業(yè)2009年的產(chǎn)值為8.26億美元，比2008年增長(zhǎng) 35%。中國(guó)成為全球OLED應(yīng)用最大的市場(chǎng)，中國(guó)的手機(jī)、移動(dòng)顯示設(shè)備及其他消費(fèi)電子產(chǎn)品的產(chǎn)量都超過(guò)全球產(chǎn)量的一半。

四、航空領(lǐng)域研發(fā)"透明飛機(jī)"

2014年10月末，英國(guó)科技公司計(jì)劃研發(fā)"透明飛機(jī)"，讓乘客坐在機(jī)艙內(nèi)，享受360度全外景的感覺(jué)，如同翱 翔在天際中。

英國(guó)科技研發(fā)公司"工藝創(chuàng)新中心"(The Centre for Process Innovation，CPI)最近發(fā)表了一項(xiàng)客機(jī)設(shè)計(jì)新概念，將運(yùn)用OLED(Organic Light-Emitting Diode，有機(jī)發(fā)光二極管)技術(shù)于飛機(jī)機(jī)身上，不僅能讓乘客可以一覽無(wú)遺窗外的風(fēng)光，甚至能變成觸摸屏，讓乘客能徹底在機(jī)上享受。

英國(guó)工藝創(chuàng)新中心設(shè)想，帶有OLED顯示器的無(wú)窗飛機(jī)，機(jī)艙照明的增強(qiáng)光亮來(lái)自艙壁發(fā)光墻，為乘客營(yíng)造獨(dú)特的旅行氛圍。采用OLED技術(shù)的柔性屏幕極其輕薄，高質(zhì)量、靈活的嵌入到機(jī)身和座椅靠背襯板，有機(jī)地集成在一起，消除了沉重的外殼，可以高清顯示播放從飛機(jī)外部攝像機(jī)捕捉的畫(huà)面。這樣優(yōu)化飛機(jī)的空間和減輕其重量，不僅降低成本，使機(jī)身更輕、更堅(jiān)固，座位寬敞，還減少了燃料消耗。

有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)技術(shù)在提振行業(yè)當(dāng)前的不景氣方面邁出了一大步，它正在顯示和照明領(lǐng)域開(kāi)拓出許多高利潤(rùn)的應(yīng)用。有跡象表明，有源矩陣(AM)OLED而非無(wú)源矩陣(PM)OLED將最終主宰這一應(yīng)用領(lǐng)域。

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。

有機(jī)發(fā)光二極體的發(fā)光原理和無(wú)機(jī)發(fā)光二極體相似。當(dāng)元件受到直流電(Direct Current;DC)所衍生的順向偏壓時(shí)，外加之電壓能量將驅(qū)動(dòng)電子(Electron)與空穴(Hole)分別由陰極與陽(yáng)極注入元件，當(dāng)兩者在傳導(dǎo)中相遇、結(jié)合，即形成所謂的電子-空穴復(fù)合(Electron-Hole Capture)。而當(dāng)化學(xué)分子受到外來(lái)能量激發(fā)后，若電子自旋(Electron Spin)和基態(tài)電子成對(duì)，則為單重態(tài)(Singlet)，其所釋放的光為所謂的熒光(Fluorescence);反之，若激發(fā)態(tài)電子和基態(tài)電子自旋不成對(duì)且平行，則稱(chēng)為三重態(tài)(Triplet)，其所釋放的光為所謂的磷光(Phosphorescence)。

當(dāng)電子的狀態(tài)位置由激態(tài)高能階回到穩(wěn)態(tài)低能階時(shí)，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(dāng)做顯示功能;然有機(jī)熒光材料在室溫下并無(wú)法觀測(cè)到三重態(tài)的磷光，故PM-OLED元件發(fā)光效率之理論極限值僅25%。

PM-OLED發(fā)光原理是利用材料能階差，將釋放出來(lái)的能量轉(zhuǎn)換成光子，所以我們可以選擇適當(dāng)?shù)牟牧袭?dāng)做發(fā)光層或是在發(fā)光層中摻雜染料以得到我們所需要的發(fā)光顏色。此外，一般電子與電洞的結(jié)合反應(yīng)均在數(shù)十納秒(ns)內(nèi)，故PM-OLED的應(yīng)答速度非?？?。

S.:PM-OLED的典型結(jié)構(gòu)。典型的PM-OLED由玻璃基板、ITO(indium tin oxide;銦錫氧化物)陽(yáng)極(Anode)、有機(jī)發(fā)光層(Emitting Material Layer)與陰極(Cathode)等所組成，其中，薄而透明的ITO陽(yáng)極與金屬陰極如同三明治般地將有機(jī)發(fā)光層包夾其中，當(dāng)電壓注入陽(yáng)極的空穴(Hole)與陰極來(lái)的電子(Electron)在有機(jī)發(fā)光層結(jié)合時(shí)，激發(fā)有機(jī)材料而發(fā)光。

而發(fā)光效率較佳、普遍被使用的多層PM-OLED結(jié)構(gòu)，除玻璃基板、陰陽(yáng)電極與有機(jī)發(fā)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(jié)構(gòu)，且各傳輸層與電極之間需設(shè)置絕緣層，因此熱蒸鍍(Evaporate)加工難度相對(duì)提高，制作過(guò)程亦變得復(fù)雜。

由于有機(jī)材料及金屬對(duì)氧氣及水氣相當(dāng)敏感，制作完成后，需經(jīng)過(guò)封裝保護(hù)處理。PM-OLED雖需由數(shù)層有機(jī)薄膜組成，然有機(jī)薄膜層厚度約僅1,000~1,500A°(0.10~0.15 um)，整個(gè)顯示板(Panel)在封裝加干燥劑(Desiccant)后總厚度不及200um(0.2mm)，具輕薄之優(yōu)勢(shì)。

有機(jī)材料的特性深深地影響元件之光電特性表現(xiàn)。在陽(yáng)極材料的選擇上，材料本身必需是具高功函數(shù)(High work function)與可透光性，所以具有4.5eV-5.3eV的高功函數(shù)、性質(zhì)穩(wěn)定且透光的ITO透明導(dǎo)電膜，便被廣泛應(yīng)用于陽(yáng)極。在陰極部分，為了增加元件的發(fā)光效率，電子與電洞的注入通常需要低功函數(shù)(Low work function)的Ag、Al、Ca、In、Li與Mg等金屬，或低功函數(shù)的復(fù)合金屬來(lái)制作陰極(例如:Mg-Ag鎂銀)。

適合傳遞電子的有機(jī)材料不一定適合傳遞空穴，所以有機(jī)發(fā)光二極體的電子傳輸層和空穴傳輸層必須選用不同的有機(jī)材料。目前最常被用來(lái)制作電子傳輸層的材料必須制膜安定性高、熱穩(wěn)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。而空穴傳輸層的材料屬于一種芳香胺螢光化合物，如TPD、TDATA等有機(jī)材料。

有機(jī)發(fā)光層的材料須具備固態(tài)下有較強(qiáng)螢光、載子傳輸性能好、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性佳、量子效率高且能夠真空蒸鍍的特性，一般有機(jī)發(fā)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(yīng)用于藍(lán)光。

一般而言，OLED可按發(fā)光材料分為兩種:小分子OLED和高分子OLED(也可稱(chēng)為PLED)。小分子OLED和高分子OLED的差異主要表現(xiàn)在器件的制備工藝不同:小分子器件主要采用真空熱蒸發(fā)工藝，高分子器件則采用旋轉(zhuǎn)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(chǎn)、東洋INK制造、三菱化學(xué)等;高分子材料廠商主要有:CDT、Covin、Dow Chemical、住友化學(xué)等。國(guó)際上與OLED有關(guān)的專(zhuān)利已經(jīng)超過(guò)1400份，其中最基本的專(zhuān)利有三項(xiàng)。小分子OLED的基本專(zhuān)利由美國(guó)Kodak公司擁有，高分子OLED的專(zhuān)利由英國(guó)的CDT(Cambridge DisPlay Technology)和美國(guó)的Uniax公司擁有。

氧化銦錫(ITO)基板前處理(1) ITO表面平整度:ITO已廣泛應(yīng)用在商業(yè)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(shù)等優(yōu)點(diǎn)。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(dǎo)致表面不平整，進(jìn)而產(chǎn)生表面的尖端物質(zhì)或突起物。另外高溫鍛燒及再結(jié)晶的過(guò)程亦會(huì)產(chǎn)生表面約10 ~ 30nm的突起層。這些不平整層的細(xì)粒之間所形成的路徑會(huì)提供空穴直接射向陰極的機(jī)會(huì)，而這些錯(cuò)綜復(fù)雜的路徑會(huì)使漏電流增加。一般有三個(gè)方法可以解決這表面層的影響?U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(shù)的增加:當(dāng)空穴由ITO注入HIL時(shí)，過(guò)大的位能差會(huì)產(chǎn)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(diǎn)。一般我們使用O2-Plasma方式增加ITO中氧原子的飽和度，以達(dá)到增加功函數(shù)之目的。ITO經(jīng)O2-Plasma處理后功函數(shù)可由原先之4.8eV提升至5.2eV，與HIL的功函數(shù)已非常接近。

加入輔助電極，由于OLED為電流驅(qū)動(dòng)組件，當(dāng)外部線路過(guò)長(zhǎng)或過(guò)細(xì)時(shí)，于外部電路將會(huì)造成嚴(yán)重之電壓梯度，使真正落于OLED組件之電壓下降，導(dǎo)致面板發(fā)光強(qiáng)度減少。由于ITO電阻過(guò)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(fā)光效率、減少驅(qū)動(dòng)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(duì)環(huán)境因子穩(wěn)定性佳及對(duì)蝕刻液有較大的選擇性等優(yōu)點(diǎn)。然而它的電阻值在膜層為100nm時(shí)為2 ohm / square，在某些應(yīng)用時(shí)仍屬過(guò)大，因此在相同厚度時(shí)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(lài)性方面之問(wèn)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(lèi)工藝增加復(fù)雜度及成本，故輔助電極材料的選擇成為OLED工藝中的重點(diǎn)之一。

陰極工藝

在高解析的OLED面板中，將細(xì)微的陰極與陰極之間隔離，一般所用的方法為蘑菇構(gòu)型法(Mushroom structure approach)，此工藝類(lèi)似印刷技術(shù)的負(fù)光阻顯影技術(shù)。在負(fù)光阻顯影過(guò)程中，許多工藝上的變異因子會(huì)影響陰極的品質(zhì)及良率。例如，體電阻、介電常數(shù)、高分辨率、高Tg、低臨界維度(CD)的損失以及與ITO或其它有機(jī)層適當(dāng)?shù)酿ぶ涌诘取?/p>封裝

⑴ 吸水材料:一般OLED的生命周期易受周?chē)畾馀c氧氣所影響而降低。水氣來(lái)源主要分為兩種:一是經(jīng)由外在環(huán)境滲透進(jìn)入組件內(nèi)，另一種是在OLED工藝中被每一層物質(zhì)所吸收的水氣。為了減少水氣進(jìn)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(zhì)為吸水材(Desiccant)。Desiccant可以利用化學(xué)吸附或物理吸附的方式捕捉自由移動(dòng)的水分子，以達(dá)到去除組件內(nèi)水氣的目的。

⑵ 工藝及設(shè)備開(kāi)發(fā):封裝工藝之流程，為了將Desiccant置于蓋板及順利將蓋板與基板黏合，需在真空環(huán)境或?qū)⑶惑w充入不活潑氣體下進(jìn)行，例如氮?dú)?。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(shí)間以達(dá)最佳量產(chǎn)速率，已儼然成為封裝工藝及設(shè)備技術(shù)發(fā)展的3大主要目標(biāo)。

顯示器全彩色是檢驗(yàn)顯示器是否在市場(chǎng)上具有競(jìng)爭(zhēng)力的重要標(biāo)志，因此許多全彩色化技術(shù)也應(yīng)用到了OLED顯示器上，按面板的類(lèi)型通常有下面三種:RGB像素獨(dú)立發(fā)光，光色轉(zhuǎn)換(Color Conversion)和彩色濾光膜(Color Filter)。

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)像素。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。

有機(jī)小分子發(fā)光材料AlQ3是很好的綠光發(fā)光小分子材料，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31mW，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。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。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像素獨(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的驅(qū)動(dòng)方式分為主動(dòng)式驅(qū)動(dòng)(有源驅(qū)動(dòng))和被動(dòng)式驅(qū)動(dòng)(無(wú)源驅(qū)動(dòng))。

無(wú)源驅(qū)動(dòng)(PM OLED)

其分為靜態(tài)驅(qū)動(dòng)電路和動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)電路。

⑴ 靜態(tài)驅(qū)動(dòng)方式:在靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的有機(jī)發(fā)光顯示器件上，一般各有機(jī)電致發(fā)光像素的陰極是連在一起引出的，各像素的陽(yáng)極是分立引出的，這就是共陰的連接方式。若要一個(gè)像素發(fā)光只要讓恒流源的電壓與陰極的電壓之差大于像素發(fā)光值的前提下，像素將在恒流源的驅(qū)動(dòng)下發(fā)光，若要一個(gè)像素不發(fā)光就將它的陽(yáng)極接在一個(gè)負(fù)電壓上，就可將它反向截止。但是在圖像變化比較多時(shí)可能出現(xiàn)交叉效應(yīng)，為了避免我們必須采用交流的形式。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)電路一般用于段式顯示屏的驅(qū)動(dòng)上。

⑵ 動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)方式:在動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)的有機(jī)發(fā)光顯示器件上人們把像素的兩個(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行和M列，就可有N個(gè)行電極和M個(gè)列電極。行和列分別對(duì)應(yīng)發(fā)光像素的兩個(gè)電極。即陰極和陽(yáng)極。在實(shí)際電路驅(qū)動(dòng)的過(guò)程中，要逐行點(diǎn)亮或者要逐列點(diǎn)亮像素，通常采用逐行掃描的方式，行掃描，列電極為數(shù)據(jù)電極。實(shí)現(xiàn)方式是:循環(huán)地給每行電極施加脈沖，同時(shí)所有列電極給出該行像素的驅(qū)動(dòng)電流脈沖，從而實(shí)現(xiàn)一行所有像素的顯示。該行不再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(yīng)"，這種掃描是逐行順序進(jìn)行的，掃描所有行所需時(shí)間叫做幀周期。

在一幀中每一行的選擇時(shí)間是均等的。假設(shè)一幀的掃描行數(shù)為N，掃描一幀的時(shí)間為1，那么一行所占有的選擇時(shí)間為一幀時(shí)間的1/N該值被稱(chēng)為占空比系數(shù)。在同等電流下，掃描行數(shù)增多將使占空比下降，從而引起有機(jī)電致發(fā)光像素上的電流注入在一幀中的有效下降，降低了顯示質(zhì)量。因此隨著顯示像素的增多，為了保證顯示質(zhì)量，就需要適度地提高驅(qū)動(dòng)電流或采用雙屏電極機(jī)構(gòu)以提高占空比系數(shù)。

除了由于電極的公用形成交叉效應(yīng)外，有機(jī)電致發(fā)光顯示屏中正負(fù)電荷載流子復(fù)合形成發(fā)光的機(jī)理使任何兩個(gè)發(fā)光像素，只要組成它們結(jié)構(gòu)的任何一種功能膜是直接連接在一起的，那兩個(gè)發(fā)光像素之間就可能有相互串?dāng)_的現(xiàn)象，即一個(gè)像素發(fā)光，另一個(gè)像素也可能發(fā)出微弱的光。這種現(xiàn)象主要是因?yàn)橛袡C(jī)功能薄膜厚度均勻性差，薄膜的橫向絕緣性差造成的。從驅(qū)動(dòng)的角度，為了減緩這種不利的串?dāng)_，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(jí)是指黑白圖像由黑色到白色之間的亮度層次。灰度等級(jí)越多，圖像從黑到白的層次就越豐富，細(xì)節(jié)也就越清晰?；叶葘?duì)于圖像顯示和彩色化都是一個(gè)非常重要的指標(biāo)。一般用于有灰度顯示的屏多為點(diǎn)陣顯示屏，其驅(qū)動(dòng)也多為動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)灰度控制的幾種方法有:控制法、空間灰度調(diào)制、時(shí)間灰度調(diào)制。

二、有源驅(qū)動(dòng)(AM OLED)

有源驅(qū)動(dòng)的每個(gè)像素配備具有開(kāi)關(guān)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(gè)像素配備一個(gè)電荷存儲(chǔ)電容，外圍驅(qū)動(dòng)電路和顯示陣列整個(gè)系統(tǒng)集成在同一玻璃基板上。與LCD相同的TFT結(jié)構(gòu)，無(wú)法用于OLED。這是因?yàn)長(zhǎng)CD采用電壓驅(qū)動(dòng)，而OLED卻依賴(lài)電流驅(qū)動(dòng)，其亮度與電流量成正比，因此除了進(jìn)行ON/OFF切換動(dòng)作的選址TFT之外，還需要能讓足夠電流通過(guò)的導(dǎo)通阻抗較低的小型驅(qū)動(dòng)TFT。

有源驅(qū)動(dòng)屬于靜態(tài)驅(qū)動(dòng)方式，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)。

有源驅(qū)動(dòng)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)由于可以對(duì)亮度的紅色和藍(lán)色像素獨(dú)立進(jìn)行灰度調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)，這更有利于OLED彩色化實(shí)現(xiàn)。

有源矩陣的驅(qū)動(dòng)電路藏于顯示屏內(nèi)，更易于實(shí)現(xiàn)集成度和小型化。另外由于解決了外圍驅(qū)動(dòng)電路與屏的連接問(wèn)題，這在一定程度上提高了成品率和可靠性。

三、兩者比較

被動(dòng)式 主動(dòng)式

瞬間高高密度發(fā)光(動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)/有選擇性) 連續(xù)發(fā)光(穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng))

面板外附加IC芯片 TFT驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)/內(nèi)藏薄膜型驅(qū)動(dòng)IC

線逐步式掃描 線逐步式抹寫(xiě)數(shù)據(jù)

階調(diào)控制容易 在TFT基板上形成有機(jī)EL畫(huà)像素

低成本/高電壓驅(qū)動(dòng) 低電壓驅(qū)動(dòng)/低耗電能/高成本

設(shè)計(jì)變更容易、交貨期短(制造簡(jiǎn)單) 發(fā)光組件壽命長(zhǎng)(制程復(fù)雜)

簡(jiǎn)單式矩陣驅(qū)動(dòng)+OLED LTPS TFT+OLED

OLED顯示技術(shù)具有自發(fā)光的特性，采用非常薄的有機(jī)材料涂層和玻璃基板，當(dāng)有電流通過(guò)時(shí)，這些有機(jī)材料就會(huì)發(fā)光，而且OLED顯示屏幕可視角度大，并且能夠節(jié)省電能，從2003年開(kāi)始這種顯示設(shè)備在MP3播放器上得到了應(yīng)用。

以O(shè)LED使用的有機(jī)發(fā)光材料來(lái)看，一是以染料及顏料為材料的小分子器件系統(tǒng)，另一則以共軛性高分子為材料的高分子器件系統(tǒng)。同時(shí)由于有機(jī)電致發(fā)光器件具有發(fā)光二極管整流與發(fā)光的特性，因此小分子有機(jī)電致發(fā)光器件亦被稱(chēng)為OLED(Organic Light Emitting Diode)，高分子有機(jī)電致發(fā)光器件則被稱(chēng)為PLED (Polymer Light-emitting Diode)。小分子及高分子OLED在材料特性上可說(shuō)是各有千秋，但以現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展來(lái)看，如作為監(jiān)視器的信賴(lài)性上，及電氣特性、生產(chǎn)安定性上來(lái)看，小分子OLED處于領(lǐng)先地位。當(dāng)前投入量產(chǎn)的OLED組件，全是使用小分子有機(jī)發(fā)光材料。

有機(jī)發(fā)光二極管(organic light-emitting diode，OLED)是一種由柯達(dá)公司開(kāi)發(fā)并擁有專(zhuān)利的顯示技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)使用有機(jī)聚合材料作為發(fā)光二極管中的半導(dǎo)體(semiconductor)材料。

OLED顯示技術(shù)廣泛的運(yùn)用于手機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、DVD機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、筆記本電腦、汽車(chē)音響和電視。OLED顯示器很薄很輕，因?yàn)樗皇褂帽彻?。OLED顯示器還有一個(gè)最大為160度的寬屏視角，其工作電壓為二到十伏特(volt，用V來(lái)表示)。

基于OLED的新技術(shù)有軟性有機(jī)發(fā)光顯示技術(shù)(Flexible OLED，F(xiàn)OLED)，這項(xiàng)技術(shù)有可能在將來(lái)使得高度可攜帶、折疊的顯示技術(shù)變?yōu)榭赡堋?