OLED的結構原理及優(yōu)缺點(diǎn)
加入技術(shù)交流群
顯示器全彩色是檢驗顯示器是否在市場(chǎng)上具有競爭力的重要標志，因此許多全彩色化技術(shù)也應用到了OLED顯示器上，按面板的類(lèi)型通常有下面三種:RGB象素獨立發(fā)光，光色轉換(ColorConversion)和彩色濾光膜(ColorFilter)。
一、RGB象素獨立發(fā)光
利用發(fā)光材料獨立發(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象素對位技術(shù)，首先制備紅、綠、藍三基色發(fā)光中心，然后調節三種顏色組合的混色比，產(chǎn)生真彩色，使三色OLED元件獨立發(fā)光構成一個(gè)象素。該項技術(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。
目前，有機小分子發(fā)光材料AlQ3是很好的綠光發(fā)光小分一于材料，它的綠光色純度，發(fā)光效率和穩定性都很好。但OLED最好的紅光發(fā)光小分子材料的發(fā)光效率只有31m/W，壽命1萬(wàn)小時(shí)，藍色發(fā)光小分子材料的發(fā)展也是很慢和很困難的。有機小分子發(fā)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(guò)給主體發(fā)光材料摻雜，已得到了色純度、發(fā)光效率和穩定性都比較好的藍光和紅光。
高分子發(fā)光材料的優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)化學(xué)修飾調節其發(fā)光波長(cháng)，現已得到了從藍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)光材料應該是材料開(kāi)發(fā)工作者的一項艱巨而長(cháng)期的課題。
隨著(zhù)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(zhù)顯示板畫(huà)面的質(zhì)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(fā)藍光OLED的器件，然后利用其藍光激發(fā)光色轉換材料得到紅光和綠光，從而獲得全彩色。該項技術(shù)的關(guān)鍵在于提高光色轉換材料的色純度及效率。這種技術(shù)不需要金屬蔭罩對位技術(shù)，只需蒸鍍藍光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)是光色轉換材料容易吸收環(huán)境中的藍光，造成圖像對比度下降，同時(shí)光導也會(huì )造成畫(huà)面質(zhì)量降低的問(wèn)題。目前掌握此技術(shù)的日本出光興產(chǎn)公司已生產(chǎn)出10英寸的OLED顯示器。
三、彩色濾光膜
此種技術(shù)是利用白光OLED結合彩色濾光膜，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)現彩色顯示。該項技術(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象素獨立發(fā)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(shù)，各有優(yōu)缺點(diǎn)?？筛鶕に嚱Y構及有機材料決定。
第六節、OLED的驅動(dòng)方式
OLED的驅動(dòng)方式分為主動(dòng)式驅動(dòng)(有源驅動(dòng))和被動(dòng)式驅動(dòng)(無(wú)源驅動(dòng))。
一、無(wú)源驅動(dòng)（PMOLED）
其分為靜態(tài)驅動(dòng)電路和動(dòng)態(tài)驅動(dòng)電路。
?、澎o態(tài)驅動(dòng)方式：在靜態(tài)驅動(dòng)的有機發(fā)光顯示器件上，一般各有機電致發(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)可能出現交叉效應，為了避免我們必須采用交流的形式。靜態(tài)驅動(dòng)電路一般用于段式顯示屏的驅動(dòng)上。
?、苿?dòng)態(tài)驅動(dòng)方式：在動(dòng)態(tài)驅動(dòng)的有機發(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構，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。行和列分別對應發(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，列電極為數據電極。實(shí)現方式是：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動(dòng)電流脈沖，從而實(shí)現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”，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。假設一幀的掃描行數為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。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(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(zhù)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動(dòng)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(fā)光顯示屏中正負電荷載流子復合形成發(fā)光的機理使任何兩個(gè)發(fā)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(gè)發(fā)光像素之間就可能有相互串擾的現象，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(dòng)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?；叶鹊燃壴蕉?，圖像從黑到白的層次就越豐富，細節也就越清晰?；叶葘τ趫D像顯示和彩色化都是一個(gè)非常重要的指標。一般用于有灰度顯示的屏多為點(diǎn)陣顯示屏，其驅動(dòng)也多為動(dòng)態(tài)驅動(dòng)，實(shí)現灰度控制的幾種方法有：控制法、空間灰度調制、時(shí)間灰度調制。
二、有源驅動(dòng)（AMOLED）
有源驅動(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（LowTemperaturePoly-SiThinFilmTransistor,LTP-SiTFT），而且每個(gè)像素配備一個(gè)電荷存儲電容，外圍驅動(dòng)電路和顯示陣列整個(gè)系統集成在同一玻璃基板上。與LCD相同的TFT結構，無(wú)法用于OLED。這是因為L(cháng)CD采用電壓驅動(dòng)，而OLED卻依賴(lài)電流驅動(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)的導通阻抗較低的小型驅動(dòng)TFT。
有源驅動(dòng)屬于靜態(tài)驅動(dòng)方式，具有存儲效應，可進(jìn)行100%負載驅動(dòng)，這種驅動(dòng)不受掃描電極數的限制，可以對各像素獨立進(jìn)行選擇性調節。
有源驅動(dòng)無(wú)占空比問(wèn)題，驅動(dòng)不受掃描電極數的限制，易于實(shí)現高亮度和高分辨率。
有源驅動(dòng)由于可以對亮度的紅色和藍色像素獨立進(jìn)行灰度調節驅動(dòng)，這更有利于OLED彩色化實(shí)現。
有源矩陣的驅動(dòng)電路藏于顯示屏內，更易于實(shí)現集成度和小型化。另外由于解決了外圍驅動(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、主動(dòng)式與被動(dòng)式兩者比較
被動(dòng)式主動(dòng)式
瞬間高高密度發(fā)光（動(dòng)態(tài)驅動(dòng)/有選擇性）連續發(fā)光（穩態(tài)驅動(dòng)）
面板外附加IC芯片TFT驅動(dòng)電路設計/內藏薄膜型驅動(dòng)IC
線(xiàn)逐步式掃描線(xiàn)逐步式抹寫(xiě)數據
階調控制容易在TFT基板上形成有機EL畫(huà)像素
低成本/高電壓驅動(dòng)低電壓驅動(dòng)/低耗電能/高成本
設計變更容易、交貨期短（制造簡(jiǎn)單）發(fā)光組件壽命長(cháng)（制程復雜）
簡(jiǎn)單式矩陣驅動(dòng)+OLEDLTPSTFT+OLED
第七節、OLED的優(yōu)缺點(diǎn)
一、OLED的優(yōu)點(diǎn)
1、厚度可以小于1毫米，僅為L(cháng)CD屏幕的1/3，并且重量也更輕；
2、固態(tài)機構，沒(méi)有液體物質(zhì)，因此抗震性能更好，不怕摔；
3、幾乎沒(méi)有可視角度的問(wèn)題，即使在很大的視角下觀(guān)看，畫(huà)面仍然不失真；
4、響應時(shí)間是LCD的千分之一，顯示運動(dòng)畫(huà)面絕對不會(huì )有拖影的現象；
5、低溫特性好，在零下40度時(shí)仍能正常顯示，而LCD則無(wú)法做到；
6、制造工藝簡(jiǎn)單，成本更低；
7、發(fā)光效率更高，能耗比LCD要低；
8、能夠在不同材質(zhì)的基板上制造，可以做成能彎曲的柔軟顯示器。
二、OLED的缺點(diǎn)
1、壽命通常只有5000小時(shí)，要低于LCD至少1萬(wàn)小時(shí)的壽命；
2、不能實(shí)現大尺寸屏幕的量產(chǎn)，因此目前只適用于便攜類(lèi)的數碼類(lèi)產(chǎn)品；
3、存在色彩純度不夠的問(wèn)題，不容易顯示出鮮艷、濃郁的色彩。
評論