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OLED的發(fā)展及應(yīng)用

日期:2024-10-23 04:34
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摘要: 伴隨著科技的高速發(fā)展,顯示方面的技術(shù)在人們生活中的地位也變得越來越高。 現(xiàn)階段主要的平板顯示技術(shù)主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面: 首先,應(yīng)用*廣范和市場(chǎng)占有率*高的液晶顯示器,同時(shí)也是*早推廣的一種顯示器件,雖然液晶顯示器到目前為止已經(jīng)非常成熟,但也有很多的缺點(diǎn)和不足,如響應(yīng)速度慢、不耐低溫、低亮度、窄視角、弱對(duì)比度、自身不能發(fā)光而必須依靠背光源等。 其次,應(yīng)用于大尺寸顯示方面的等離子顯示器以及無機(jī)LED顯示屏。等離子顯示器的驅(qū)動(dòng)電壓非常高,一般情況下電...

伴隨著科技的高速發(fā)展,顯示方面的技術(shù)在人們生活中的地位也變得越來越高。


現(xiàn)階段主要的平板顯示技術(shù)主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面:


首先,應(yīng)用*廣范和市場(chǎng)占有率*高的液晶顯示器,同時(shí)也是*早推廣的一種顯示器件,雖然液晶顯示器到目前為止已經(jīng)非常成熟,但也有很多的缺點(diǎn)和不足,如響應(yīng)速度慢、不耐低溫、低亮度、窄視角、弱對(duì)比度、自身不能發(fā)光而必須依靠背光源等。


其次,應(yīng)用于大尺寸顯示方面的等離子顯示器以及無機(jī)LED顯示屏。等離子顯示器的驅(qū)動(dòng)電壓非常高,一般情況下電壓需要達(dá)到100V以上才能驅(qū)動(dòng),這也使得顯示器的能耗非常高,不利于可持續(xù)發(fā)展。


再次,應(yīng)用于大尺寸顯示方面無機(jī)LED顯示屏。其分辨率非常低,因此通常只能應(yīng)用于遠(yuǎn)距離超大尺寸方面的顯示,如商場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)、車站等地的廣告牌。


第四,就是從21 世紀(jì)初期開始脫穎而出的有機(jī)發(fā)光器件(OLED),它以其極好的自身特性和超低的功耗被大家所認(rèn)識(shí)和接受。


OLED具有許多**的優(yōu)點(diǎn),如抗震性強(qiáng)、超高分辨率、亮度高、視角廣、響應(yīng)速度快、超輕薄、低功耗、低壓直流驅(qū)動(dòng)和耐低溫等。


由于具備上述優(yōu)點(diǎn),OLED顯示技術(shù)方向目前主要應(yīng)用在手機(jī)、電視顯示屏以及照明燈等方向,并慢慢擴(kuò)大著自己的市場(chǎng)占有率。


對(duì)比有機(jī)與無機(jī)兩種類型的半導(dǎo)體材料,有機(jī)半導(dǎo)體材料除了自身所具有的一些優(yōu)點(diǎn)外,多彩多樣的有機(jī)化合物也為材料的選擇與設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)有力的支持。這一新的領(lǐng)域也慢慢變成為了當(dāng)下的研究熱點(diǎn)。其中有機(jī)發(fā)光器件被認(rèn)為是有機(jī)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)可取得重大突破的一個(gè)研究領(lǐng)域。


電致發(fā)光現(xiàn)象*開始是由Destriau等人在1936年以ZnS粉末作為發(fā)光材料觀察得到的。


到之后的1963年,Pope等人**次發(fā)現(xiàn)了電致發(fā)光現(xiàn)象存在于有機(jī)材料中,他們利用5 mm厚的單晶蒽晶體作為發(fā)光層材料,制備出的有機(jī)發(fā)光器件在100V的驅(qū)動(dòng)電壓下發(fā)光,但是由于器件能耗高、效率低,因此在當(dāng)時(shí)并沒有引起人們的廣泛關(guān)注。


經(jīng)過多年的沉寂后,直到1987年,美國(guó)柯達(dá)公司的鄧青云博士等人以Alq3和NPB兩種有機(jī)材料作為功能材料,設(shè)計(jì)出了一組雙層的有機(jī)發(fā)光器件,制備出的器件發(fā)光效率非常高,在低于10V的電壓驅(qū)動(dòng)下,器件的發(fā)光亮度就超過了1000 cd/平方米。


此結(jié)構(gòu)的提出,使人們意識(shí)到了有機(jī)發(fā)光器件的潛在應(yīng)用價(jià)值,并開始紛紛加入到該領(lǐng)域的研究中來,有機(jī)電致發(fā)光器件的研究從此進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代。


基于OLED技術(shù)可觀的應(yīng)用前景與廣闊的市場(chǎng)價(jià)值,從2000年開始,這一研究熱點(diǎn)開始慢慢的從實(shí)驗(yàn)研究向工業(yè)化生產(chǎn)方向邁進(jìn)。國(guó)內(nèi)外的眾多知名企業(yè)開始紛紛投入到這一領(lǐng)域的研究中來。


與OLED技術(shù)相關(guān)的產(chǎn)品也開始慢慢變得豐富起來,并逐步走進(jìn)了普通消費(fèi)者的視線:


**款配置OLED顯示屏的手機(jī)由摩托羅拉公司在2000年推出;


時(shí)間到了2005年,韓國(guó)的三星電子公司在IMID國(guó)際數(shù)據(jù)展覽會(huì)議上展示了一款可支持1280×800超高分辨率的40英寸OLED顯示屏,亮度為600 cd/平方米,對(duì)比度達(dá)到5000:1,具有令人驚嘆的顯示效果;


2006年,臺(tái)灣的奇美公司推出首款超薄的AMOLED顯示面板;


到了2007年的CES展會(huì)上,索尼公司展示了兩臺(tái)OLED平板電視,尺寸分別為11英寸和27英寸,厚度分別為3 mm和10 mm,并于年底成功生產(chǎn)出**款商用OLED電視機(jī);


圖:索尼推出的首臺(tái)OLED電視機(jī)


2012年1月,在國(guó)際消費(fèi)電子展上,三星和LG同時(shí)展示出55英寸的全彩OLED電視機(jī)。其中LG展示的AMOLED電視的厚度僅有4 mm厚,面板采用白光加彩色濾光片的形式;


圖:LG 55英寸OLED電視機(jī)


到2013年,LG公司開始量產(chǎn)型號(hào)為55EA9800的曲面OLED電視,該電視機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有高對(duì)比度、超薄、曲面和高色彩還原度,機(jī)身厚度也僅僅只有4.3 mm,并且使用了WRGB四色技術(shù),比傳統(tǒng)的RGB三色基礎(chǔ)多加入了白色,使畫面的顏色更加豐富,響應(yīng)時(shí)間為液晶電視響應(yīng)時(shí)間的200 倍左右,所以不會(huì)存在畫面拖尾的問題。另外,可視角度近乎**。但受制于制造成本的問題,售價(jià)偏高,達(dá)到人民幣2萬(wàn)元以上;


2014年年初,維信諾公司在中國(guó)發(fā)布首款低溫多晶硅柔性AMOLED全彩顯示屏,顯示屏如下圖所示。這種顯示屏用到了LTPS TFT背板技術(shù),并采用了其具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的透明陰極與OLED器件技術(shù),顯示屏的顯示尺寸為3.5英寸,厚度為22 um,重量不足0.2 g,彎曲半徑小于5 ms。


圖:維信諾柔性AMOLED全彩顯示屏


2014年11月,日本半導(dǎo)體能源實(shí)驗(yàn)室展示了一塊8.7英寸的OLED顯示屏,如下圖所示,該屏幕可以輕松折疊成三層,并且折角處*小彎曲半徑可以做到4 mm,擁有1920×1080分辨率,像素密度為254 PPI;可承受超過10萬(wàn)次彎折。


圖:SEL折疊型OLED顯示屏


通過前面的介紹,我們可以看出,OLED電視所具備的優(yōu)勢(shì)是非常明顯的,并且作為新興產(chǎn)品在市場(chǎng)上的發(fā)展?jié)摿σ卜浅>薮蟆?/span>


根據(jù)Display search的推測(cè),OLED電視機(jī)的市場(chǎng)需求從2015年開始會(huì)快速增加:至2017年,預(yù)計(jì)OLED電視機(jī)的年復(fù)合均增長(zhǎng)率會(huì)達(dá)到361%,并且OLED電視機(jī)的出貨量會(huì)占到全球電視機(jī)總出貨量的3%。2017年之后,OLED電視的價(jià)格會(huì)逐漸向普通消費(fèi)群眾靠攏,并占據(jù)大部分的市場(chǎng)份額。


OLED除了在顯示屏方面有大的前景,在照明領(lǐng)域方面也有著巨大的發(fā)展空間。


就目前來看,有前景的固態(tài)照明器件分別是白光OLED(WOLED)與無機(jī)白光LED。為達(dá)到照明所需要的條件,就要考慮到發(fā)光器件各方面的因素,如器件的壽命、顯色指數(shù)、發(fā)光效率和色坐標(biāo)穩(wěn)定性等。


其中,器件壽命和發(fā)光效率格外重要。通常認(rèn)為,白光OLED要實(shí)現(xiàn)商品化,器件效率必須大于50 lm/W且顯色指數(shù)要大于80,在初始亮度為1000-3000 cd/平方米的工作條件下,工作時(shí)間要達(dá)到一萬(wàn)小時(shí)以上。


2008年,J. Kido等人報(bào)道的白光OLED在亮度為100 cd/平方米時(shí),器件效率達(dá)了53 lm/W,但它的顯色指數(shù)小于80,只有68;隨著工作電流的增大,色坐標(biāo)也出現(xiàn)了一定的漂移。


因此,白光0LED要想實(shí)現(xiàn)真正的產(chǎn)業(yè)化,仍需加快解決器件壽命、色坐標(biāo)穩(wěn)定性和顯色指數(shù)三大難題。


2013年11月,南京**有機(jī)光電有限公司開始正式生產(chǎn)OLED照明燈,這是中國(guó)首條線性O(shè)LED照明生產(chǎn)線。這條生產(chǎn)線的出現(xiàn),標(biāo)志著我國(guó)在推動(dòng)OLED產(chǎn)業(yè)化的道路上,已經(jīng)取得了初步的成績(jī)。


2014年4月,寶馬旗下的寶馬汽車宣布量產(chǎn)OLED車輛照明燈,宣布在其旗下的新款車型上率先使用融入了Organic Light技術(shù)的概念性車燈,期望在車輛照明技術(shù)上做到更進(jìn)一步。


2015年1月,由多倫多大學(xué)研發(fā)的世界上首款OLED臺(tái)燈開始出售,這標(biāo)志著室內(nèi)照明技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代,該臺(tái)燈的色溫為2900K。


同年,柯尼卡美能達(dá)公司開始量產(chǎn)全新技術(shù)的OLED照明面板,該面板厚度僅0.35 mm,與普通紙的厚度相當(dāng),運(yùn)用樹脂作為基板,使得照明面板的重量非常輕,并且能夠?qū)崿F(xiàn)一定程度的彎曲。


2015年8月,Pioneer和三菱化學(xué)聯(lián)合發(fā)布一款新的照明面板,稱該面板的制造成本可低于現(xiàn)行面板的1/3以下,且該OLED照明用面板可調(diào)節(jié)光的強(qiáng)度和光色,預(yù)計(jì)于2016年初開始量產(chǎn),*大亮度為2000cd/平方米、色溫為3000-5000K、厚度為1.08mm?,F(xiàn)階段,能夠量產(chǎn)OLED照明面板的公司還有杜邦、飛利浦等。


在我國(guó),目前國(guó)內(nèi)在OLED領(lǐng)域的研發(fā)科研單位主要有清華大學(xué)、華南理工、北京交通大學(xué)、北京大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院、上海大學(xué)、吉林大學(xué)、蘇州大學(xué)等,研發(fā)企業(yè)有昆山維信諾、京東方、彩虹股份、南京**有機(jī)光電、四川虹視、天馬微電子、廣東中顯等企業(yè)。


從發(fā)展態(tài)勢(shì)看來,國(guó)內(nèi)OLED產(chǎn)業(yè)將來要圍繞整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈布局發(fā)展,加強(qiáng)對(duì)OLED上游裝備、材料的發(fā)展支撐力度,形成一個(gè)完整的生態(tài)環(huán)境,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

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