第五節(jié)、OLED的形色化技術

　　顯示器全彩色是檢驗顯示器是否在市場上具有競爭力的重要標志，因此許多全彩色化技術也應用到了OLED顯示器上，按面板的類型通常有下面三種: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，首先制備紅、綠、藍三基色發(fā)光中心，然后調節(jié)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)光構成一個象素。該項技術的關鍵在于提高發(fā)光材料的色純度和發(fā)光效率，同時金屬蔭罩刻蝕技術也至關重要。

　　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(wěn)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1萬小時，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。但人們通過給主體發(fā)光材料摻雜，已得到了色純度、發(fā)光效率和穩(wěn)定性都比較好的藍光和紅光。

　　高分子發(fā)光材料的優(yōu)點是可以通過化學修飾調節(jié)其發(fā)光波長，現(xiàn)已得到了從藍到綠到紅的覆蓋整個可見光范圍的各種顏色，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。不斷地開發(fā)出性能優(yōu)良的發(fā)光材料應該是材料開發(fā)工作者的一項艱巨而長期的課題。

　　隨著OLED顯示器的彩色化、高分辨率和大面積化，金屬蔭罩刻蝕技術直接影響著顯示板畫面的質量，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。該項技術的關鍵在于提高光色轉換材料的色純度及效率。這種技術不需要金屬蔭罩對位技術，只需蒸鍍藍光OLED元件，是未來大尺寸全彩色OLED顯示器極具潛力的全彩色化技術之一。但它的缺點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，同時光導也會造成畫面質量降低的問題。目前掌握此技術的日本出光興產(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，然后通過彩色濾光膜得到三基色，再組合三基色實現(xiàn)彩色顯示。該項技術的關鍵在于獲得高效率和高純度的白光。它的制作過程不需要金屬蔭罩對位技術，可采用成熟的液晶顯示器LCD的彩色濾光膜制作技術。所以是未來大尺寸全彩色OLED顯示器具有潛力的全彩色化技術之一，但采用此技術使透過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，各有優(yōu)缺點?？筛鶕?jù)工藝結構及有機材料決定。

　　第六節(jié)、OLED的驅動方式

　　OLED的驅動方式分為主動式驅動(有源驅動)和被動式驅動(無源驅動)。

　　一、無源驅動(PMOLED)

　　其分為靜態(tài)驅動電路和動態(tài)驅動電路。

　?、澎o態(tài)驅動方式：在靜態(tài)驅動的有機發(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，各像素的陽極是分立引出的，這就是共陰的連接方式。若要一個像素發(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下發(fā)光，若要一個像素不發(fā)光就將它的陽極接在一個負電壓上，就可將它反向截止。但是在圖像變化比較多時可能出現(xiàn)交叉效應，為了避免我們必須采用交流的形式。靜態(tài)驅動電路一般用于段式顯示屏的驅動上。

　?、苿討B(tài)驅動方式：在動態(tài)驅動的有機發(fā)光顯示器件上人們把像素的兩個電極做成了矩陣型結構，即水平一組顯示像素的同一性質的電極是共用的，縱向一組顯示像素的相同性質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個行電極和M個列電極。行和列分別對應發(fā)光像素的兩個電極。即陰極和陽極。在實際電路驅動的過程中，要逐行點亮或者要逐列點亮像素，通常采用逐行掃描的方式，行掃描，列電極為數(shù)據(jù)電極。實現(xiàn)方式是：循環(huán)地給每行電極施加脈沖，同時所有列電極給出該行像素的驅動電流脈沖，從而實現(xiàn)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行的，掃描所有行所需時間叫做幀周期。

　　在一幀中每一行的選擇時間是均等的。假設一幀的掃描行數(shù)為N，掃描一幀的時間為1，那么一行所占有的選擇時間為一幀時間的1/N該值被稱為占空比系數(shù)。在同等電流下，掃描行數(shù)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，降低了顯示質量。因此隨著顯示像素的增多，為了保證顯示質量，就需要適度地提高驅動電流或采用雙屏電極機構以提高占空比系數(shù)。

　　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，那兩個發(fā)光像素之間就可能有相互串擾的現(xiàn)象，即一個像素發(fā)光，另一個像素也可能發(fā)出微弱的光。這種現(xiàn)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(jié)也就越清晰。灰度對于圖像顯示和彩色化都是一個非常重要的指標。一般用于有灰度顯示的屏多為點陣顯示屏，其驅動也多為動態(tài)驅動，實現(xiàn)灰度控制的幾種方法有：控制法、空間灰度調制、時間灰度調制。

　　二、有源驅動(AMOLED)

　　有源驅動的每個像素配備具有開關功能的低溫多晶硅薄膜晶體管(LowTemperaturePoly-SiThinFilmTransistor,LTP-SiTFT)，而且每個像素配備一個電荷存儲電容，外圍驅動電路和顯示陣列整個系統(tǒng)集成在同一玻璃基板上。與LCD相同的TFT結構，無法用于OLED。這是因為LCD采用電壓驅動，而OLED卻依賴電流驅動，其亮度與電流量成正比，因此除了進行ON/OFF切換動作的選址TFT之外，還需要能讓足夠電流通過的導通阻抗較低的小型驅動TFT。

　　有源驅動屬于靜態(tài)驅動方式，具有存儲效應，可進行100%負載驅動，這種驅動不受掃描電極數(shù)的限制，可以對各像素獨立進行選擇性調節(jié)。

　　有源驅動無占空比問題，驅動不受掃描電極數(shù)的限制，易于實現(xiàn)高亮度和高分辨率。

　　有源驅動由于可以對亮度的紅色和藍色像素獨立進行灰度調節(jié)驅動，這更有利于OLED彩色化實現(xiàn)。

　　有源矩陣的驅動電路藏于顯示屏內，更易于實現(xiàn)集成度和小型化。另外由于解決了外圍驅動電路與屏的連接問題，這在一定程度上提高了成品率和可靠性。

　　三、主動式與被動式兩者比較

　　被動式主動式

　　瞬間高高密度發(fā)光(動態(tài)驅動/有選擇性)連續(xù)發(fā)光(穩(wěn)態(tài)驅動)

　　面板外附加IC芯片TFT驅動電路設計/內藏薄膜型驅動IC

　　線逐步式掃描線逐步式抹寫數(shù)據(jù)

　　階調控制容易在TFT基板上形成有機EL畫像素

　　低成本/高電壓驅動低電壓驅動/低耗電能/高成本

　　設計變更容易、交貨期短(制造簡單)發(fā)光組件壽命長(制程復雜)

　　簡單式矩陣驅動+OLEDLTPSTFT+OLED

　　第七節(jié)、OLED的優(yōu)缺點

　　一、OLED的優(yōu)點

　　1、厚度可以小于1毫米，僅為LCD屏幕的1/3，并且重量也更輕;

　　2、固態(tài)機構，沒有液體物質，因此抗震性能更好，不怕摔;

　　3、幾乎沒有可視角度的問題，即使在很大的視角下觀看，畫面仍然不失真;

　　4、響應時間是LCD的千分之一，顯示運動畫面絕對不會有拖影的現(xiàn)象;

　　5、低溫特性好，在零下40度時仍能正常顯示，而LCD則無法做到;

　　6、制造工藝簡單，成本更低;

　　7、發(fā)光效率更高，能耗比LCD要低;

　　8、能夠在不同材質的基板上制造，可以做成能彎曲的柔軟顯示器。

　　二、OLED的缺點

　　1、壽命通常只有5000小時，要低于LCD至少1萬小時的壽命;

　　2、不能實現(xiàn)大尺寸屏幕的量產(chǎn)，因此目前只適用于便攜類的數(shù)碼類產(chǎn)品;

　　3、存在色彩純度不夠的問題，不容易顯示出鮮艷、濃郁的色彩。