由于價格相對較高且尺寸有限，有機發(fā)光二極管（OLED）顯示器的使用速度很慢。但最近成本下降和固有的功耗節(jié)省使該技術引起了設計工程師的注意。

本文探討了OLED技術，并將其與液晶顯示器（LCD）進行了比較，重點關注快速響應時間，寬視角，高亮度和消除背光等關鍵優(yōu)勢。

OLEDs解釋

由Eastman Kodak和Sanyo在20世紀80年代早期獲得專利，OLED是通過將有機（碳基）薄膜夾在兩個帶電電極之間形成的，一個是金屬陰極，另一個是透明（通常是玻璃）陽極。

在一種流行的結構中，有機膜包括空穴注入層，空穴傳輸層，發(fā)光層和電子傳輸層。另一種技術將傳輸層和發(fā)光層合二為一（圖1a）。

圖1a：基于真空和溶液的OLED器件架構。 （由Merck提供。）

當向OLED施加電壓時，空穴和電子在發(fā)光層中重新組合，并在稱為電致發(fā)光的過程中發(fā)射光子（圖1b）。 （這種現(xiàn)象也是傳統(tǒng)LED的基礎，并在之前的TechZone文章中進行了討論。）

圖1b：雙層OLED的示意圖：1。陰極; 2.發(fā)光層; 3.光子; 4.導電層; 5.陽極。

有兩種形式的OLED顯示器：無源矩陣和有源矩陣。無源矩陣OLED顯示器由通過交叉的陽極和陰極導體連接的像素陣列形成。這種簡單的結構適用于低成本應用，如字母數(shù)字顯示。該方法的一個主要優(yōu)點是它使用既定的制造技術，可以很容易地適應大面積，高產量的制造。

有源矩陣顯示器使用集成電子背板，適用于視頻和圖形等高分辨率應用。這種類型已經通過多晶硅（“多晶硅”）技術的發(fā)展而成為可能，該技術由于其高載流子遷移率，能夠實現(xiàn)具有高載流能力和快速切換速度的薄膜晶體管（TFT）。

令人驚嘆的圖像

OLED像素是朗伯發(fā)射器，簡單來說，這意味著顯示器在高達170°的視角下看起來同樣明亮。這與LCD技術的較窄視角相比較，其中光源的亮度通常在90°至100°視角之外下降一半（盡管一些不誠實的T.V.制造商聲稱不同）。

通過在運輸和發(fā)光層中將小分子或聚合物與熒光和磷光染料結合，制造商確保單個OLED像素發(fā)出嚴格控制波長的光，幫助色彩再現(xiàn)和色域。

與OLED不同，LCD不直接發(fā)光，而是依靠背光提供照明光源然后調制光輸出（參見之前關于LCD背光的TechZone文章）。這具有許多缺點，包括增加的功耗（因為背光必須始終開啟）和降低的對比度（“黑色”和“白色”之間的差異是有限的，因為一些光仍然從黑暗的像素中逃逸）。

OLED顯示器通過消除背光來解決這些問題。功耗通常降低到等效LCD的60％到80％（電池供電產品的主要優(yōu)勢），而“黑色”真正是黑色，因為像素被關閉。 （請注意，功耗取決于應用程序。例如，當在白色背景（例如網頁）上顯示黑色文本頁面時，OLED顯示器實際上比同等LCD使用更多功率。1）

對于4到8毫秒范圍內引用的領先消費者電視，LCD能夠快速改變響應時間。但OLED更快;這些器件理論上能夠在0.01 ms內響應。這是在200 Hz或100 kHz刷新屏幕之間的區(qū)別。

OLED技術由于消除了背光，并且由于結構相對簡單，因此適用于更薄更輕的顯示器。這些優(yōu)勢提供了靈活顯示的前景，盡管這種技術尚處于起步階段，尚未商業(yè)化（圖2）。

圖2：OLED技術適用于更薄，更輕，更靈活的顯示器。 （由ITRI，***提供。）

有限的壽命雖然OLED有一些缺點，其中最主要的是有機薄膜的壽命。這些用于薄膜的材料經受氧化等化學過程，逐漸喪失其發(fā)光性能。例如，藍色OLED的壽命約為5，000小時，遠遠低于相應的壽命。藍色LCD像素。但是這項技術尚不成熟，制造商正在努力延長這一生命周期的一些報道，在實驗室中，他們已經成功地將藍色OLED的功能時間翻了一番。

另一種方法是在標準的三色RGB矩陣中添加淺藍色子像素。該像素由壽命較長的材料制成，可滿足大部分藍光發(fā)射要求，并減少深藍色像素的工作量，從而延長其壽命，從而延長顯示器的整體壽命。3

其他缺點包括：有機材料很容易被水侵入顯示器而損壞 - 要求相對昂貴的密封 - 并且技術的發(fā)展受到一小部分公司的專利所有權的限制。這意味著，如果一家公司想要商業(yè)化開發(fā)OLED技術，它必須獲得許可證。

今天使用OLED

盡管是一項相對較新的技術，但價格下跌是產品采用技術的催化劑，而不是那些已經擁有OLED顯示器的智能手機。

例如，Newhaven Display提供的字符和圖形類型的OLED顯示器作為完整，易于使用的模塊，是液晶顯示器的一個引人注目的替代品。

字符OLED模塊具有標準尺寸，可用作LCD（或真空熒光顯示器，VFD）模塊的兼容替代品。它們使用串行或并行微處理器接口，并具有LCD兼容指令和四個內置字體表。

該公司表示，圖形OLED模塊（圖3）是集成設計，提供所有必需的外部邏輯組件，使開始使用顯示器變得快速而簡單。一個關鍵優(yōu)勢是圖形OLED顯示器通常需要多個高壓電源和額外的外部邏輯組件，但Newhaven的產品卻沒有。為每個圖形OLED定制設計的模塊板只需一個接口電源。

其他值得注意的功能包括響應時間為10μs，視角為160°，外形薄，對比度為2，000：1，符合RoHS標準。

圖3：字符和圖形類型OLED顯示器是LCD的引人注目的替代品。 （由Newhaven Display提供。）

有機發(fā)光二極管是明亮的高對比度顯示器，具有快速響應時間;寬視角，比傳統(tǒng)LED或LCD顯示器消耗更少的功率。 OLED顯示器是自發(fā)光的，不需要背光，因此顯示器很薄。 Newhaven Display等供應商提供字符和圖形型OLED顯示屏，作為完整，易用的模塊。