浅谈OLED显示技术进展论文_赵芳

浅谈OLED显示技术进展论文_赵芳

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摘要:在近十年之间,OLED显示技术得以迅速发展,并且取得了诸多优异成绩。在这样的趋势下,诸如三星这样的领军集团率先将核心转向对OLED显示技术的研发。在大环境下,显示技术进入了一个量产大规模化的阶段,强有力地推动了OLED显示技术的产业化进程。在不久的未来,OLED显示技术将迎来更进一步的突破,并且为人类文明进步添上新的色彩。

关键词:OLED显示技术;应用;未来发展

引言

有机电致发光器件技术(OLED)是新一代的显示技术,其优异的特性使其成为国际显示技术的主流,并已在当今最新、最高端的移动显示终端中得到应用,预计2017年市场需求将超过250亿美元,到2021年有望超过400亿美元。21世纪我国逐步进入信息化时代,经济产业结构调整日趋合理,为我国OLED技术的腾飞打下了坚实的基础。因其低耗能、弯折性强等特点,已广泛应用于各类可穿戴设备中,并随着个人智能终端技术的渗透日益发展。

1OLED发展历史

1936年,Destriau将有机荧光化合物分散在聚合物中制成薄膜,得到最早的电致发光器件。20世紀50年代人们就开始用有机材料制作电致发光器件的探索,A.Bernanose等人在蒽单晶片的两侧加上400V的直流电压观测到发光现象,单晶厚10mm~20mm,所以驱动电压较高。1963年M.Pope等人也获得了蒽单晶的电致发光。70年代宾夕法尼亚大学的Heeger探索了合成金属。1987年Kodak公司的邓青云首次研制出具有实用价值的低驱动电压(<10V,>1000cd/m2)OLED器件(Alq作为发光层)。1990年Burroughes及其合作者研究成功第一个高分子EL(PLED)(PPV作为发光层),更为有机电致发光显示器件实用化进一步奠定了基础。1997年单色有机电致发光显示器件首先在日本产品化,1999年月,日本先锋公司率先推出了为汽车音视通信设备而设计的多彩有机电致发光显示器面板,并开始量产,同年9月,使用了先锋公司多色有机电致发光显示器件的摩托罗拉手机大批量上市。

2OLED显示技术应用

相较于传统显示技术,OLED有很多优势,其厚度可以小于1mm,仅为LCD屏幕的1/3,并且重量也更轻;它的液态结构保证了抗震耐摔;OLED的广视角使其在超大视角范围内观看,画面也不失真;它的响应速度仅为LCD的1/1000;它耐低温,在-40°左右的低温中能够照常显示;发光效率高,能耗低,环保;柔性可弯曲,同时画面显示更清晰。

商业领域里,OLED中小尺寸屏主要可以作为POS机、ATM机、复印机、自动售货机、游戏机、公用电话、加油站、打卡机、门禁系统、加油站等终端应用设备的显示屏,它们轻薄、可弯曲、抗震耐摔的特性使其既美观大方又结实耐用。大尺寸屏可作为大型会议室的商务宣传屏,也可用做机场、车站等公告场所的广告投放屏,高亮度、广视角使得色彩更鲜艳,画面视觉效果更强。

消费电子领域,OLED中小尺寸屏幕主要用作掌上游戏机、数码相机、摄像机、音响设备、便携式DVD、计算机、手机、电子书、PC、笔记本电脑等,大尺寸屏幕主要用作高清有机电视屏幕。

交通领域,OLED显示屏主要用作飞机、轮船仪表、可视电话、GPS、车载显示屏等,这些应用中一般中小尺寸屏幕居多。

工业控制领域,随着智能制造时代的到来,在工业制造领域,对显示屏幕的需求越来越多,这方面的需求未来也将成为OLED中小尺寸显示屏的重要应用方向之一。

医用领域,现代医学诊断影像,手术屏幕实时监控等都离不开显示屏幕,一般也以中小尺寸屏幕居多。

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3OLED技术显示未来发展

3.1高精密化

高精密化显示制造的工艺技术LTI(激光热打印法)作为OLED显示技术高画质中的一项不可或缺的技术,其开发从来没有停止过,而有机电子发光想要超越先前的平板技术达到2linga的精细度,就需要依靠这种发光层成膜技术(激光热打印法)。所谓激光热打印法,即当激光照射在玻璃基板上时,蒸发的发光体会在上面形成薄膜,然后处在发光体与基体膜之间的LTHC层会由于激光的热量而膨胀起来,进而使发光体与机体膜分隔开来,让激光成为玻璃基板上的一层膜。LT法的应用可以使加热速度达到每秒7×10℃,每in像素的LTHC温度瞬为200pp左右。此外,掩膜技术针对一些大尺寸基板的应对比较困难。喷墨打印法的的基础精度为±10μm,其量产化后最高精度可达200ppi。LII法因为是直接把材料涂写覆盖成一张膜,所以精度可达±3μm。在此之外,对于如何在大中型玻璃基板上应用掩膜技术有了较好的解答。通过应用LII法,三星已经成功研制了一种有机电致发光显示器,该显示器VGA为265in(对角67cm)、302pi,像素尺寸为28μm×84μm,通过与顶部发射极结构的结合将开口率提到40%。有机电致发光平板显示器的制作正在紧锣密鼓的进行着,其中第二代玻璃基板(370mm×470mm)的LI装置已投入使用,而第四代玻璃基板(730mm×920mm)使用对应装置在三星公司的努力研制下,在不久的将来也会顺利应用于平板显示器。

3.2柔性化发展

随着封装技术的不断改良,OLED显示屏厚度已经达到1.5mm以下,在薄型化发展的基础上,OLED同时引入了柔性基板,提升了柔性,使其可以朝着柔性化显示器的方向发展。目前,三星公司已经开发出一种新技术,该技术可以代替原来的封装技术,其主要是将原先栅材料替换成有机和无机材料。相信在不久的将来该技术可以成功应用于社会。在柔性化方面,可卷曲的有机电致发光平板已经开发出来,其原理就是在将有机电致发光膜镀在金属箔上。由此可见,OLED正朝着柔性化快速发展。

3.3减少功耗

如何降低OLED显示技术的功能消耗,一直是此项技术的热门研究,OLED显示技术的功能消耗是从器件的构造、器件所使用的材料、整套显示技术的驱动这三个方面产生的。因此要研究如何减少开发器件时的材料和构造的使用。在材料方面,对于高效的荧光和磷光掺杂材料的研发,各个研发机构都在争前恐后地探索着。其中,波短长蓝色材料受到各研究学者的特别关注,该材料的发光层禁带与其他材料相比更宽,同时,无论是在电子注入效率,还是在一定速度效率方面都相对而言更低。FIrpic是目前蓝色磷光掺杂材料应用最多的主体材料,但一种可以使器件的流明效率达到267m/W的新型材料被TSAI等人开发出来,该新型主体材料为CzSi,其应用效率受到业界的广泛认可。在器件构造方面,目前OLED显示技术研发人员主要从电子输送层的改善和引入顶发射结构两方面入手来尽可能减少功能消耗。电压的降低是通过改善电子传输层和注入效率来实现的,一般情况下可以将其降至2.0V以下。同时,可以兼顾高纯色度以及较低功能消耗的微腔效应可以在顶法结构下实现。

结语

总而言之,当OLED发明之后,世界各国几乎同时投入了大量的研发资源在平板显示技术的开发上。OLED拥有超越LCD的显示特性和品质,且更容易制作大尺寸、高亮度、高分辨率软屏,因此其极有可能成为下一代主流平板显示器。

参考文献:

[1]林豪慧,朱海燕.2007—2017年全球有机发光二极管专利信息分析——基于Innography数据库[J].图书情报导刊,2018,3(5):60-65.

[2]姚海.OLED显示驱动技术新进展[J].环球市场,2017(20).

论文作者:赵芳

论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期

论文发表时间:2020/3/16

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