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1、 OLEDOLED 技术基础知识 OLED 的原文是 Organic Light Emitting Diode，中文为有机发光二极管。其原理是在两电极之间夹上有机发光层，当正负极电子在此有机材料中相遇时就会发光，其组件结构比目前流行的 TFT LCD 简单，生产成本只有 TFT LCD 的三到四成左右。 除了生产成本便宜之外，OLED 还有许多优势，比如自身发光的特性，目前 LCD 都需要背光模块（在液晶后面加灯管），但 OLED 通电之后就会自己发光，可以省掉灯管的重量体积及耗电量（灯管耗电量几乎占整个液晶屏幕的一半），不仅让产品厚度只剩两厘米左右，操作电压更低到 2 至 10 伏特，加上
2、OLED 的反应时间（小于 10ms）及色彩都比 TFT LCD 出色，更有可弯曲的特性，让它的应用范围极广。OLED 的显像原理 现在 OLED 根据有机材料的不同分成小分子与高分子，分别以柯达及 CDT 为首，前者主要是应用小尺寸屏幕，摩托罗拉及三洋使用相同技术在手机屏幕上；而后者主要应用在大尺寸屏幕，将来会使用在计算机与电视上。不管何种技术，只要克服其使用寿命短的缺陷，OLED取代 TFT LCD 只是时间的问题了。 OLED 优点 总结一下，与 LCD 相比，OLED 具有主动发光，无视角问题；重量轻，厚度小；高亮度，高发光效率；发光材料丰富，易实现彩色显示；响应速度快，动态画面质量高
3、；使用温度范围广；可实现柔软显示；工艺简单，成本低；抗震能力强等一系列的优点，在各种领域有着广泛的应用。这种新型显示材料最擅长显示动态影像，对于暗部的微妙层次能够很好地表现出来，这个特点决定了它最适合用于电影播放因此它被专家称为未来的理想显示器。OLED 应用领域 OLED 主要应用在家电及仪表用段式显示屏；新型便携式装置，如手机、数码相机、PDA 等的显示终端，便携式电脑、壁挂式电视机的显示终端电子书籍等新型柔软显示屏；对环境适应性要求较高的野外作业应用，如低温环境等。 OLED 技术及产品背后的意义探讨 OLED （有机发光二极体）作为近年诞生的平板显示新技术，被认为将是取代液晶平板显示（
4、LCD）的未来宠儿。由于它具有比 LCD 更省电、更薄、更亮、对比度更强等优点，成为近年来平板显示领域的主要研究方向之一。从长远来说，OLED 无疑是代表未来趋势的新技术。但基于现有技术，更多的产品还处于实验室阶段，比如理论上已经有 65K 色，但是真正投入商业使用的最多也只是 256 色。从 MP3 产品层面来说，它的好处在于相对更节能、自发光使得厚度更薄、视角更大，以及在此基础上，和外观配合恰当的话，其显示效果和整体风格如果能融洽搭配，可以实现之前其他屏幕无法实现的效果。 但是，目前 OLED 在 MP3 上面的应用主要为三色或者是双色屏幕，也很少有 256 色的产品，但是这样的三色或者是
5、双色 OLED 屏幕已经是目前MP3 的一个主流市场，基本上所有的品牌都有这样的产品，而其和 MP3 的完美结合，出现了很多经典的产品，这也是彩屏和 LED、EL 方式屏幕无法实现的。 到目前为止，OLED 的产业化已经开始，今后 3 年是 OLED 技术走向成熟和市场高速增长的阶段。国际上权威的平板显示器市场分析公司 Stanford Resource 认为，随着在材料研究、生产工艺、成本控制、市场应用等方面的进展，2007 年，OLED 产品的市场规模可达 31 亿美元。就 MP3 产业来说，而从成本角度，目前相对彩屏更低，也因此从实际销售量来说，到目前为止，因着这价格因素，实际销量 OL
6、ED 的要大过彩屏的，但仍然无法和之前的 LED、EL 方式屏幕相比，相对于这两个，OLED 的份额还是很小，同时也预示着巨大的成长空间。如果说液晶显示器（Liquid Crystal Display，简称 LCD）是二十世纪平面显示器的发展史中，一个令人惊喜的里程碑，那么有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diodes，简称 OLED）则是人类在二十一世纪所梦想追求能超越 LCD 的平面显示技术。为什么这么说呢？因为二十一世纪的时代是一个 ” 3C ” 的时代，也就是通讯（Communication）、计算机（Computer）与消费性电子器材（Consumer E
7、lectronics）的时代，在这样的生活当中，各种小型的电子用品将时时伴随着我们，如上网购物、收发电子邮件、安排行程、打电话等，都可随时随地进行，人机之间的接触越来越频繁，人机之间也将以平面显示器为主要的沟通接口，相对的，人们对显示器的要求也会越来越高，例如轻薄短小、精致灵敏、色彩鲜艳、省电等，而能将这些特性集于一身的，就是 OLED。因此，在不久的将来，跟纸张一样厚度的电视屏幕、滚动条式的电子书刊（e-paper）或滚动条式的行动电话、色彩亮丽的手机屏幕等产品将会出现在我们的生活中，无庸置疑的，这将会使我们未来的生活更加的亮丽鲜艳、多采多姿。既然 OLED 想要与 LCD 竞争新世纪主流平
8、面显示器的地位，那他必定有着许多 LCD 所没有的优点，我们将一些 OLED 的特性列举如下： 自发光（self-emissive），视角广达 170以上 反应时间快（高应答速度 ，微秒级反应时间 1s）无一般 LCD 残影现象 高亮度（100-14000 cd/m2） 高流明效率（16-38 lm/W） 低操作电压（3-9V DC）低功率消耗 全彩化 面板厚度薄（2 mm） 可制作大尺寸与可挠曲性面板 可使用温度范围大 制程简单，具有低成本的潜力（30-40% of TFT-LCD）投资金额较小，容易达到经济效益综合以上各种 OLED 的特性所制成的显示器，将不会有 LCD 从侧面看就看不清
9、楚的问题；也不会有 LCD 影像残留及画面跳动的情况；不但便宜，而且省电；相较于 LCD，颜色更鲜艳，对比更鲜明；而小于 2 mm 厚度的全彩面板更是只有 OLED 才能作到。优点: 一般来说，OLED 显示器 依驱动方式分为被动式（passive matrix，即 PM-OLED）与主动式（active matrix，即 AM-OLED）两类，其电路设计原理如图一所示。被动式适合用在小尺寸的面版，因为其瞬间亮度与阴极扫瞄列数成正比，所以需要在高脉冲电流下操作，会使像素的寿命缩短。且因为扫瞄的关系也使其分辨率受限制，但成本低廉、制程简单是其一大优点。主动式恰与被动式特性相反，虽然成本较昂贵、制
10、程较复杂（仍比 TFT-LCD 容易），但每一个像素皆可连续与独立驱动，并可记忆驱动信号，不需在高脉冲电流下操作，效率较高，寿命也可延长，适用于大尺寸、高分辨率之高信息容量的全彩化 OLED 显示产品。图一、被动式矩阵与主动式矩阵的电路原理 近年来随着科技进步，个人计算机、网络及信息传播的普遍化，显示器成为了人机互动不可或缺的重要角色，而不断进步的显示技术更是带动了显示器产业跨跃式的发展。传统一般的 CRT 屏幕对使用者来说，显得厚重、占体积，因此已逐渐的被厚度较薄且大尺吋的 PDP 电浆显示器及更轻薄的LCD 液晶显示器所取代。在新的平面显示器中，还有另外一项新技术OLED。 OLED (
11、Organic Light Emitting Diode 有机发光二极管 ) ，又可称为有机电激发光（Organic Electroluminescence，简称 OEL）。利用此组件与技术所制成的显示器具有轻薄、可挠曲式、易携性、全彩高亮度、省电、可视角广及无影像残影等优点，为未来平面显示器的新趋势。近几年，此平面显示新技术 OLED 更是吸引了产业及学术界的关注，进而从事开发与研究。OLED 的基本原理为: 加入一外加偏压，使电子电洞分别经过电洞传输层（Hole Transport Layer）与电子传输层（Electron Transport Layer）后，进入一具有发光特性的有机物质
12、，在其内发生再结合时，形成一激发光子（exciton）后，再将能量释放出来而回到基态（ground state），而这些释放出来的能量当中，通常由于发光材料的选择及电子自旋的特性（spin state characteristics），只有 25%（单重态到基态，singlet to ground state）的能量可以用来当作 OLED的发光，其余的 75%（三重态到基态，triplet to ground state）是以磷光或热的形式回归到基态。由于所选择的发光材料能阶（band gap）的不同，可使这 25%的能量以不同颜色的光的形式释放出来，而形成 OLED 的发光现象（图一）。图一
13、，OLED 发光原理最早在 1963 年时，Pope 发表了世界上第一篇有关 OLED 的文献，当时使用数百伏特的电压通过 Anthracene 晶体时，观察到发光的现象。但由于其过高的电压与不佳的发光效率，在当时并未受到重视。一直到 1987 年美国柯达公司的 C. W. Tang 及 Steve Van Slyke 等人发明以真空蒸镀法制成多层式结构的 OLED 组件（图二）的小分子 OLED 组件后，可使电洞电子局限在电子传输层与电洞传输层之界面附近再结合，大幅提高了组件的性能，其低操作电压与高亮度的商业应用潜力吸引了全球的目光。自此之后，OLED 便在业界、学界掀起了一股无法阻挡的旋风
14、与魅力。而 1990 年英国剑桥大学的 Friend 等人成功的开发出以涂布方式将多分子应用在 OLED 上，即 Polymer LED，亦称为 PLED。不但再引发第二波研究热潮，更确立了 OLED 在二十一世纪产业中所占有的重要地位。 图二，OLED 组件结构有机发光二极管的工作原理 有机发光二极管利用了电子发光的特性：当电流通过时，某些材料会发光。而且从每个角度看，都比液晶显示器清晰。 OLED 显示原理 有机发光二极管最简单的形式是由一个发光材料层组成，嵌在两个电极之间。输入电压时载流子运动，穿过有机层，直至电子空穴并重新结合，这样达到能量守恒并将过量的能量以光脉冲形式释放。这时其中一
15、个电极是透明的，可以看到发出的光。通常由铟锡氧化物（ITO）组成。OLED 显示材料 光的颜色与材料有关。一种方法是用小分子层工作，例如铝氧化物。另一种方法是将激活的色素嵌入聚合物长链，这种聚合物非常容易溶化，可以制成涂层。 OLED 效率更高 电子流和载流子通常是不等量的。这意味着，占主导地位的载流子穿过整个结构层时，不会遇到从相反方向来的电子，能耗投入大，效率低。 如果一个有机层用两个不同的有机层来代替，就可以取得更好的效果：当正极的边界层供应载流子时，负极一侧非常适合输送电子，载流子在两个有机层中间通过时，会受到阻隔，直至会出现反方向运动的载流子，这样，效率就明显提高了。很薄的边界层重新结合后，产生细小的亮点，就能发光。 如果有三个有机层，分别用于输送电子、输送载流子和发光，效率就会更高。 OLED 发光，而 LCD 不发光 和液晶显示屏（LCD）最大的不同在于，有机发光二极管本身就是光源。在液晶显示器中，输入电压不同，微小的液晶会改变方向，它们会使从背景光源发出的白色光穿过/挡住，这一原理也使视角受到了限制。从侧面看效果很差，或根本看不出来。液晶显示器如果由于发光的颜色错误会出现像素差错，而在有机发
