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透明有機EL面板技術解析

05 八月

今天股市大跌,看點新的東西,對未來有幫幫助,也希望成為您未來投資未上市股票的新知識!!

在剛剛結束的2011年臺北電腦展上,華碩展示了采用透明有機EL液晶屏的手機——透明顯示面板結合粉色的撥號盤讓這款產品吸引了很多觀眾的眼球。無獨有偶,日本TDK公司在6月1日也推出了世界上首款透明無源矩陣驅動的QVGA有機EL顯示屏。那么到底什么是有機EL技術生產的面板呢?這也就是今天我們所要探討的話題
無需背光給電就亮
1. EL面板的架構
談到透明有機EL面板或許大家都會很陌生,但如果提到OLED(Organic Light Emitting Display),相信有不少朋友都有所了解。其實透明有機EL面板就是OLED技術生產的面板,也被稱為有機電激光顯示(Organic Electroluminesence Display,OELD)。和傳統液晶面板最大的不同在于,OLED面板屬于自發光面板,它的每一個像素都相當于一個發光體,不需要背光源、導光板等設備。
OLED的基本結構是將層狀的有機材料夾于以透明的銦錫氧化物(IndiumTinOxide,ITO)為陽極和以金屬為陰極的兩層電極之間,包成如三明治的結構。整個結構層中包括了:空穴傳輸層(Hole Transporting Layer,HTL)、發光層(Emission Layer,EL)與電子傳輸層(Electron Transporting Layer,ETL)。在外界電壓的驅動下,由電極注入的電子和空穴在有機材料中復合而釋放出能量,并將能量傳遞給有機發光物質的分子,后者受到激發,從基態躍遷到激發態,當受激分子回到基態時輻射躍遷而產生發光現象,依其配方不同產生紅、綠和藍RGB三原色,構成基本色彩。
你可以試著想像將每個OLED單元比做一塊漢堡包,發光材料就是夾在中間的蔬菜,每個OLED的顯示單元都能受控制地產生三種不同顏色的光。按照驅動方式,OLED又分為無源驅動OLED(PM-OLED)和有源驅動OLED(AM-OLED)兩種。PM-OLED具有結構很簡單、成本低的優勢,但顯示效果并不理想,主要用在顯示信息相對簡單的數碼產品之上,比如手機、MP3。真正能發揮OLED技術優勢,就得靠AM-OLED來發揮——它擁有更好的色彩表現能力與更高的對比,因此像電視、顯示器等全彩應用領域才是它的主場。
2.夠薄才節能
由于顯示方式有別于傳統的LCD,這讓OLED擁有許多優點:由于省掉燈管,不僅讓產品厚度只剩兩厘米左右,對生存我的確象某些人所說的那樣過于自大清潔公司,但我以為那是對自卑時的最好蘊藉水塔清洗!“走本身的路讓別人說去吧”,倘若這句話創建石材保養,那我的做法依然可以穩坐江山半壁!沒有什么不行以,沙發地毯清洗只要生存還在連續!加上OLED的反應時間(小于10ms)及色彩都比TFT LCD出色,如果將基板材料改為金屬或塑料薄膜等柔性基版,還可制作出柔性的OLED器件,讓它的應用范圍極廣。比如根據OLED的特性,廠商還可以利用可彎曲的薄膜材料推出可彎曲的顯示器,應用到形狀不一的電子設備上。
我們知道液晶顯示器的背光是耗電大戶之一,如果顯示器不用背光,是不是節省更多的功耗哪?這個是肯定的是。在以針對大屏幕顯示設備的AM-OLED為例,40英寸TFT-LCD液晶電視的功耗在200W左右,50英寸PDP的功耗在500W以上,而一臺40英寸的AM-OLED電視的功耗將在100W以下,這筆節能賬一算就很明了了!
如何實現透明?
對大多數消費者而言,之所以對有機EL面板感興趣的另一個原因就是“透明”。有機面板透明的奧秘就是利用透明的銦-錫-氧(ITO)取代傳統有機EL不透明的后部鋁電極,借助在顯示器的每個像素上打開透明的“窗口”,從而透射光線的技術。
就目前技術而言,OLED還沒有做得到像《阿凡達》影片中那樣全透明屏幕的效果。一般而言,屏幕尺寸越大,實現透明的難度越高。LG Display的透明顯示技術就是在原本有機EL顯示器顯示黑色的部分進行了透明化處理,并在有機EL顯示器的陽極和陰極都使用了透明材料,構成了光線向兩側投射的結構,并且外封裝材料也盡可能地透明化。不過LG Display的透明面板的透射度也只能達到30%。
而顯示器領域另一巨頭三星所推出的透明有機E面板也只能做到似透明非透明的效果:先前它展出的14寸有機EL面板的透射率為38%,19寸的透射率為30%。三星的有機EL面板主要是改進了傳統EL面板的結構,讓原本全部不透明的像素點“打開”一個透明的小區域,區域開口越大,透明度就越高。需要說明的是,目前三星已經發出了透射率較高的正極用金屬材料,可以將OLED每個像素內的“透視”范圍確保為75%。
不斷進步,步步完善
雖然OLED這個“三明治”味道不錯,但仍有一定的不足。現有OLED技術的主要挑戰之一是它的壽命時間,這項限制源自于RGB色彩的衰減速度并不相同,特別是當大部分顯示內容為白色時,它需要這三種原色同時發出相同的亮度,這時OLED的功耗仍會超過液晶顯示器,RGB色彩會出現不同速度的老化。因此快速應用到筆記本電腦或桌面顯示器對于OLED是過于困難的挑戰——這些應用大多數情況要在顯示大量“白色”內容時,而這個問題在全彩顯示的電視上并不是很明顯。
不過在電視等全色彩應用方向上,OLED還要面對另一項挑戰。由于這種屏幕受到光子撞擊時會開始發光,而在紅、藍、綠三原色中,以藍色像素所需的驅動能量最大,光色轉換材料容易吸收環境中的藍光,這將會造成藍色像素的發光效率,呈現顏色衰減問題。后來的廠商們想到了利用光色轉換原理來實現OLED顯示彩色化的方法——利用單一的藍光OLED發光元件,結合光色轉換陣列,利用藍光激發光色轉換材料產生紅色和綠色從而獲得全彩色。這項技術的關鍵在于提高光色轉換材料的色純度和效率。現在廠商主要通過對主體發光材料摻雜得到了性能較好的紅光和藍光材料,但呈現的效果仍沒有達到理想的顯示效果。
透明屏幕走近生活
雖然OLED仍存在一定不足,但這并不能掩蓋它的優點。廠商都看中透明顯示器帶來的獨具特色的使用方法,透明顯示器的研究已經開始大規模鋪開。目前Sony、Nippon Seiki、三星、SDI、LG Display、奇晶光等顯示器大廠投入研發生產OLED產品。Sony在OLED應用方面主是以AM-OLED導入電視應用為主,目前其可量產制的最大尺寸已經可以達到20~30英寸水平。受AM-OLED在生產工藝及良品率影響,預計2011年采用OLED技術的產品不會超過40英寸,即便有推出,大多數還是會作為概念機型展示而已。
三星則將焦點擺在針對手機與筆記本電腦應用方面。比如三星i9000、Omnia HD均配備了AM-OLED顯示屏,所以手機厚度減少不少。除此之外上諾基亞E7、諾基亞N8、HTC G7也均是采用三星的AM-OLED屏幕,預計2011年采用OLED的高端智能手機將會大量增加。而在筆記本方面,三星目前主要將重點放在能滿足需求的14英寸AM-OLED屏上。目前三星旗下的3.5代OLED生產線生產的14英寸面板良品率已經達到90%以上。在去年三星已經開始興建5代OLED電視面板生產線,一塊母板可切割成8張23英寸OLED面板。LG正在興建一條OLED生產線預計今年也可以投產,由此看起來透明屏幕已經離我們很近了。
結語
盡管現在OLED技術還在繼續進化中,透明屏幕的顯示效果也不盡如人意,但顯示器透明化作為未來顯示技術發展方向已經是大勢所趨。OLED技術的出現,讓顯示器已不再拘泥于某一種應用范圍,帶來了更多的使用空間和特別的使用方法。就透明顯示器來說可以在更多的場合為我們展示信息,比如可以用在汽車的擋風玻璃上以顯示路況、地圖等,也可以將眼鏡作為一個小巧便捷的顯示器,特別是其本身的節能特性,對超便攜設備來說延長續航時間等都有著相當重要的意義,這都能有望在未來主流市場中帶給我們新顯示變革的驚喜。

網站連結~台長:許先生 

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Posted by 於 2011/08/05 in 產業訊息

 

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