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OLED显示技术

最近,你看到了显示技术的一种新趋势,比如可折叠显示屏的手机和平板电脑,一种带有可滚动显示屏的超薄电视。由于著名的OLED显示技术,所有这些以及许多其他未来的显示设备,如柔性和可折叠显示器,都成为可能。

如今,OLED显示屏变得越来越普遍,三星、苹果等知名品牌的许多旗舰(以及一些中端)智能手机都采用了OLED显示屏。此外,LG和索尼等受欢迎的电视品牌在制造OLED电视方面处于领先地位。

因此,在本教程中,我们将看看什么是OLED,一些基本的OLED显示技术,OLED显示的好处,并与其他光源进行小的比较。

OLED是什么?

在讨论OLED显示技术之前,有必要对OLED有一个大致的了解。OLED是有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode)的简称,是一种发光器件,其中一层有机化合物薄膜作为光发射电致发光层,在电流的作用下发出光。

在普通led中,当电子和空穴被注入有源区域时重新结合,就会发出光。在oled中,电子被注入到有机材料的导带中,空穴被注入到价带中。

由于扩散,这两个载流子移动和重组形成激子。光子发射是激子衰变到基态的结果。

OLED依赖于小分子或聚合物等有机材料,它们在电流作用下会发光。

层OLED

一个典型的OLED由6层组成。其中,中间的四层是单个OLED像素上的主要层,外层的两层是OLED显示屏上常见的玻璃板。

OLED的层数如下:

  • 盖玻片
  • 阴极
  • 发射层(有机小分子或聚合物)
  • 导电层(有机小分子或聚合物)
  • 阳极
  • 玻璃衬底

OLED显示技术

OLED如何发光?

OLED是一种半导体发光器件,通常厚度为100 ~ 500纳米。它由两层有机层组成,其中一层是导电层,另一层是发射层。

这两层都夹在两个电极(阴极和阳极)之间。整个堆栈沉积在玻璃基板上,用另一个玻璃顶部密封层。

OLED显示技术

导电层:靠近阳极的由有机分子组成的导电层这些分子有助于从阳极运输孔洞。另一方面,发射层,这是一层有机化合物,帮助运输电子从阴极。

当阳极和阴极之间施加电势时,就会有电流通过发射层和导电层从阴极流向阳极,按此顺序。由于电流的流动,电子从阴极进入发射层,电子在导电层进入阳极。

由于导电层中的电子被移除,它充满了空穴,而这些空穴必须被电子重新填充。对于这种复合,空穴从导电层跃迁到充满电子的发射层。当电子和空穴重新结合时,额外的能量以明亮的光的形式释放出来。

OLED显示技术

oled使用的材料

OLED的效率和寿命取决于典型OLED中每一层所使用的材料。对新材料的研究和开发使得oled的效率有了巨大的提高。事实上,OLED设备可以轻松实现数千小时的工作时间,并在效率方面击败传统的led。

回到层的问题上,不同的oled有不同的有机层结构,单层、二层、三层oled。层数越多,效率越高。

在较高层的oled中,例如三层oled,为了提高效率,导电层被两层取代,分别称为电子传输层(ETL)和空穴传输层(HTL)。

底物

OLED中的基板在结构上支撑它。它通常是由塑料或玻璃制成的。

阳极

阳极是一种透明材料,通常由铟锡氧化物(ITO)组成。阳极的功函数要比阴极的功函数高,因为它要在导电层中注入孔洞。

阴极

阴极通常具有较小的功功能,因为它必须简单地向发射层注入电子,因此铝、钙和钡等金属经常被用作阴极。

通常,只有一个电极(阳极)是透明的光通过,但有时,甚至阴极是透明的(用于透明显示器)。

电子传输层

电子传输层通常由下列物质组成:

  • (PBD - 2) - 4-biphenyl 5 - (4-t-butylphenyl) 1、3,则对
  • Alq3 -三(8-羟基喹啉)铝
  • TPBI - 1,3,5-三(n -苯基苯并咪唑-2-基)苯
  • BCP——bathocuprene

空穴传输层

孔输送层一般采用的材料有:

  • TPD -N,N-二苯基-N,N-双(3-甲基苯基)-1,1-联苯-4,4-二胺
  • NPB = 1,4-二(1-萘基苯胺)联苯

发射层

发射层由聚芴制成的有机分子组成。

OLED的类

根据层中使用的有机化合物的类型,oled基本上可以分为两类。它们是:

  • 小分子有机发光二极管(SMOLED)
  • 聚合物OLED (P-OLED)

采用真空蒸发技术制备的小分子有机发光二极管是最早被制造出来的一类有机发光二极管。该技术是由伊士曼-柯达公司开发的。像Alq3这样的分子通常被用作有机化合物。

OLED显示技术

至于基于聚合物的oled,它是由剑桥显示技术公司开发的,其中一种电致发光导电聚合物,如聚芴,是用作有机化合物。

SMOLED设备的制造,无论是照明设备还是显示器,都涉及真空中的热蒸发,这使得它是一个昂贵的过程。另一方面,在PLEDs或p - oled中,聚合物通常是通过旋转涂层或喷墨打印沉积的。

最近,一种新型的OLED技术被称为Phosphorescent OLED,它利用电磷光原理将电能转换为光,效率非常高,高达100%。

OLED显示技术

oled可以产生非常精确的颜色,可以被视为理想的现代光源。但oled的主要应用领域是显示设备。oled作为显示器比作为光源更常见。

应用于电视、智能手机、显示器、游戏机、平板电脑等数码显示设备。OLED的主要优点是它不需要任何背光,因为显示器的每个像素都是自亮的。

在LCD显示器中,你需要一个白色背光光源,通常是led(边缘照明或直接照明)的形式。但OLED显示屏的对比度要好得多,因为它们可以产生更深的黑色,而LCD显示屏的黑色通常是深灰色。

单色OLED显示技术

OLED显示器和矩阵类型

由于oled是电流控制设备,即输出光的亮度与电流的流量成正比。因此,OLED显示技术主要包括仔细而精确地控制和调制流过显示器单个像素的电流。

因此,实现了像素的矩阵样式排列,以便更好地显示图像或文本。根据布置和控制的不同,OLED显示器通常分为两种。它们是:

  • 有源矩阵OLED (AMOLED)
  • 无源矩阵OLED (PMOLED)

AMOLED

有源矩阵有机发光二极管或简单的AMOLED显示器使用由TFT(薄膜晶体管)阵列控制的OLED像素矩阵。TFT阵列控制流向单个像素的电流。

通常,OLED的阳极层与TFT阵列保持平行,这有助于打开或关闭所需的像素。结果,当不需要的时候,这个特定的像素被关闭,一个黑色的图像出现在那个点上。

OLED显示技术

AMOLED显示器的响应时间很短,因为每个像素都可以单独控制,所以AMOLED显示器在更大的显示器上更常见,如电视、手机、平板电脑、显示器等。

PMOLED

另一方面,无源矩阵有机发光二极管或简单的PMOLED显示器使用每一行的顺序控制。阳极和阴极相互垂直排列。阳极和阴极必须由外部控制电路选择,以确定要打开或关闭的精确像素。

由于采用顺序控制,PMOLEDs的显示尺寸受到限制,直接影响响应时间。所以,较小的显示器,如字符显示器、图标显示器、较小的手机、MP3播放器等通常使用PMOLEDs。

PMOLED显示技术

可折叠的OLED

最近显示器的一个趋势是可折叠屏幕。三星和华为等手机制造商最近都展示了折叠式手机。它们是由柔软的金属箔制成的。LG最近推出了一款可滚动的OLE电视。

尽管折叠技术的耐用性是有争议的,但OLED显示技术无疑开启了一种创造性和超现代的显示器利用。

可折叠OLED手机

优势

  • 在不久的将来,oled的制造成本将大大低于液晶显示器。
  • 使用oled,你可以制造重量轻、超薄和灵活的显示器。
  • 由于像素的自亮性,oled拥有目前所有显示技术中最好的对比度。oled可以提供深黑色,而且即使观看角度为90度,颜色也不会改变0正常。
  • 显示黑色图像的OLED显示屏非常节能,因为显示黑色图像时所有像素都是关闭的。

缺点

  • 当显示白色图像时,所有像素都被点亮,导致更多的功耗。因此,在OLED手机上处理文件时,暗模式变得越来越普遍。
  • 有机材料一接触水就容易受损。但通过改进密封技术,这一问题得到了解决。
  • oled的主要缺点是寿命长。OLED显示器的寿命通常比LCD(带有LED背光)和Plasma技术要短。

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