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2018年4月23日 星期一



LED Vs OLED TV's - EXPLAINED SIMPLY



來源: 太平洋电脑网


現在越來越多的筆電廠商,開始嘗試使用OLED螢幕,作為一種新型的螢幕類型,OLED有著無需背光源,可以自發光,可視角度更大、色彩更豐富、節能顯著、可柔性彎曲等優點。

不過在筆電上的應用卻並不是那麼的多,聽到的更多是OLED燒屏等報導。這一螢幕類型,到底都有著怎樣的優點缺點,靠不靠譜?以及它的前世今生。這篇文章或許可以幫到你。


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OLED屏的前世今生

有機發光二極管(英文:Organic Light-Emitting Diode,縮寫:OLED)又稱有機電激發光顯示器(英文:Organic Electroluminescence Display,縮寫:OELD)、有機發光半導體,與薄膜晶體管液晶顯示器為不同類型的產品,前者具有自發光性、廣視角、高對比、低耗電、高反應速率、全彩化及制程簡單等優點,但相對的在大面板價格、技術選擇性、壽命、分辨率、色彩還原方面便無法與後者匹敵。

有機發光二極管顯示器可分單色、多彩及全彩等種類,而其中以全彩製作技術最為困難,有機發光二極管顯示器依驅動方式的不同又可分為被動式(Passive Matrix,PMOLED)與主動式(Active Matrix,AMOLED)。

有機發光二極管,可簡單分為有機發光二極管,和聚合物發光二極管(polymer light-emitting diodes,PLED)兩種類型,目前均已開發出成熟產品。聚合物發光二極管相對於有機發光二極管的主要優勢是,其柔性大面積顯示。

但由於產品壽命問題,目前市面上的產品仍以有機發光二極管為主要應用。


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最初觀察到有機材料中,電致發光現象的是二十世紀五十年代AndréBernanose和他在法國南茜大學的同事,1960年,Martin Pope和他在紐約大學的一些同事,開發了與有機晶體接觸的歐姆暗電極(ohmic dark-injecting electrode)。

他們進一步描述了空穴注入電極觸點,和電子注入電極觸點所需的能量需求。這些正是所有現代OLED器件中,電荷注入的基礎。

Pope的小組還首次透過,在400伏特電壓下使用一小塊銀電極,觀察到了單一純蒽晶體,和摻有並四苯的蒽晶體,在真空下的直流電致發光的現象,並提出了場加速電子勵磁分子螢光的機制。

en(Anthracene)蒽,俗稱綠油腦,一種稠環芳香烴,分子式C14H10,分子量178.22。無色稜柱狀晶體,有藍紫色螢光,有昇華性,有毒。不溶於水,微溶於乙醇,溶於乙醚、苯、甲苯、氯仿、丙酮、四氯化碳。


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Martin Pope

Martin·Pope的小組在1965年報告說,在沒有外部電場的情況下,蒽晶體中的電致發光,是由熱化電子和空穴的重組引起的,並且蒽晶體中能量的導電能級是高於激子(激發子,晶結構中受激發的電子)中能級的。

同樣在1965年,加拿大國家研究委員會的W.Helfrich和W. G. Schneider首次在使用空穴和電子注入電極的蒽單晶中,首次實現了雙重注入複合電致發光。

同一年,陶氏化學研究人員,透過提出高壓交流電驅動電絕緣的一毫米熔融磷光體薄層,制備電致發光原件的方法,而獲得了相關的專利(該元件由研磨的蒽粉、並四苯、石墨粉末組成)。

而首次對聚合物薄膜,進行了電致發光觀察的,則是Roger Partridge在英國的國家物理實驗室,他們的成果於1975年獲得專利,並於1983年發表。

最後,自1975年開始加入柯達公司Rochester實驗室,並從事有機發光二極管研究的鄧青雲博士,在意外中發現了OLED

1979年的一天晚上,他在回家的路上,忽然想起有東西忘記在實驗室,回到實驗室後,他發現在黑暗中的一塊做實驗用的有機蓄電池在閃閃發光,從而開始了對有機發光二極管的研究。

到了1987年,鄧青雲和同事Steven,成功地使用類似半導體PN結的雙層有機結構,第一次作出了低電壓、高效率的光發射器。為柯達公司生產有機發光二極管顯示器奠定了基礎。由此被譽為OLED之父。

OLED英文名為Organic Light-Emitting Diode,縮寫:OLED,中文名「有機發光二極管」更是鄧青雲命名的。

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鄧青雲博士



鄧青雲博士,出生於香港,並於英屬哥倫比亞大學得到化學理學士學位,於1975年在康奈爾大學獲得物理化學博士學位。

到了1990年,英國劍橋的實驗室也成功研製出,高分子有機發光原件。

1992年劍橋成立的顯示技術公司CDT(Cambridge Display Technology),這項發現使得有機發光二極管的研究,走向了一條與柯達完全不同的研發之路。可廣泛利用在各個領域,目前OLED更多使用的是AMOLED技術。


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OLED屏原型機

LCD與OLED最大的區別就是,LCD的像素是不會發光的,但OLED的像素卻是自發光的,並不需要外部光源。通常認為,OLED在技術上比LCD更為先進。

OLED的技術細節
有機發光二極管基本結構,是由一薄而透明具半導體特性之銦錫氧化物(ITO),與電力之正極相連,再加上另一個金屬陰極,包成如三明治的結構。整個結構層中包括了:電洞傳輸層(HTL)、發光層(EL)與電子傳輸層(ETL)。當元件受到直流電所衍生的順向偏壓時,外加之電壓能量,將驅動電子與空穴,分別由陰極與陽極注入元件。


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OLED基本結構:
1、陰極

2、發光層(Emissive Layer, EL)

3、陽極空穴與陰極電子在發光層中結合,產生光子

4、導電層(Conductive Layer)

5、陽極(+)離域電子(英語:delocalized electron),也稱游離電子,是在分子、離子或固體金屬中不止與單一原子或單一共價鍵有關係的電子。

由於部分或全部分子上的共軛引起的π電子的離域化,導致有機分子導電,並將能量傳遞給有機發光物質的分子,後者受到激發,從基態躍遷到激發態,由電極注入的電子和空穴,在有機材料中,複合而釋放出能量,當受激分子回到基態時,輻射躍遷而產生光子,並產生發光現象。依照材料特性不同,產生紅、綠和藍三原色,構成基本色彩。

OLED的特性是自發光,不像薄膜晶體管液晶顯示器需要背光,因此可視度和亮度均高,且無視角問題,其次是驅動電壓低且省電效率高,加上反應快、重量輕、厚度薄,構造簡單,成本低等,被視為21世紀最具前途的產品之一。


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有機發光二極管的示意圖



空穴:一個呈電中性的原子,其正電質子和負電電子的數量是相等的。現在由於少了一個負電的電子,所以那裡就會呈現出一個正電性的空位,這便是空穴。

典型的OLED,是由位於兩個電極之間的有機材料層組成的,其陽極和陰極全部沈積在基板上。

最初的高分子OLED,只由單一的有機層組成,為了提高效率,具有兩層或更多層的多層OLED,才開始被製造出來(此外,透過選擇不同的材料,以提供更漸進的電子分布,來輔助在電極處的電荷注入,或者阻止電荷到達相反的電極,也可以提高效率)。

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OLED器件的結構圖

簡而言之,OLED的發光過程,通常是由以下5個階段完成的:

1、在外加電場的作用下載流子的注入:電子和空穴分別從陰極和陽極,向夾在電極之間的有機功能薄膜注入。

2、載流子的遷移:注入的電子和空穴,分別從電子輸送層和空穴輸送層向發光層遷移。

3、載流子的複合:電子和空穴複合產生激子。

4、激子的遷移:激子在電場的作用下遷移,能量傳遞給發光分子,並激發電子從基態躍遷到激發態。

5、電致發光:激發態能量通過輻射躍遷,產生光子,釋放出能量。

OLED螢幕都有什麼優缺點?

優點:
LCD裝置中使用的玻璃顯示器不同,塑料基板是防碎的。

更好的圖像品質:與LCD相比,OLED具有更大的對比度和更寬的視角。

OLED螢幕的元件,因為不需要額外的光源組件,因而能顯示真正的黑色,也因此它可以做的更輕更薄,電量需求也更好。

與LCD相比,OLED的響應時間更短。

缺點:
OLED螢幕最大的技術問題,是有機材料的壽命有限。

由於產生藍光的OLED材料,比其他顏色的材料降解得更快,因此藍光輸出會比其他顏色的光少。

水可以瞬間損壞顯示器的有機材料,因此,改進的密封技術對實際生產具有重要意義。

OLED螢幕在顯示具有白色背景的圖像時(比如文檔或是網站),會非常耗電。

燒屏問題:由於各像素在螢幕上顯示的差異,每個位置的老化速度就有了差異。

這種面板的生產難度非常高,而且價格昂貴。

總結
作為一種更前沿的螢幕類型,OLED螢幕在筆電上的應用並不廣泛,相關的技術也不夠成熟,一些問題也亟需解決,不過隨著技術的發展,相信這種技術很快就會發展出來。
想要嘗鮮的朋友們呢,倒是可以現在嘗試一下,作為明日之星,OLED這種螢幕仍然有很大的發展空間,相信普及以後能給人們帶來很多便利,值得期待。



                                                                                                                                                                                                                 

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