OLED結(jié)構(gòu)及原理

一、OLED簡介：

     OLED即有機(jī)發(fā)光二極管（Organic Light-Emitting Diode），又稱為有機(jī)電激光顯示（Organic Electroluminesence Display, OELD）。因?yàn)榫邆漭p薄、省電等特性，因此從2003年開始，這種顯示設(shè)備在MP3播放器上得到了廣泛應(yīng)用，而對于同屬數(shù)碼類產(chǎn)品的DC與手機(jī)，此前只是在一些展會上展示過采用OLED屏幕的工程樣品，還并未走入實(shí)際應(yīng)用的階段。但OLED屏幕卻具備了許多LCD不可比擬的優(yōu)勢。
    OLED顯示技術(shù)與傳統(tǒng)的LCD顯示方式不同，無需背光燈，采用非常薄的有機(jī)材料涂層和玻璃基板，當(dāng)有電流通過時(shí)，這些有機(jī)材料就會發(fā)光。而且OLED顯示屏幕可以做得更輕更薄，可視角度更大，并且能夠顯著節(jié)省電能。

二、概述　　

      OLED，即有機(jī)發(fā)光二極管（Organic Light-EmittingDiode），又稱為有機(jī)電激光顯示（Organic Electroluminesence Display,OELD）。因?yàn)榫邆漭p薄、省電等特性，因此從2003年開始，這種顯示設(shè)備在MP3播放器上得到了廣泛應(yīng)用，而對于同屬數(shù)碼類產(chǎn)品的DC與手機(jī)，此前只是在一些展會上展示過采用OLED屏幕的工程樣品，還并未走入實(shí)際應(yīng)用的階段。但OLED屏幕卻具備了許多LCD不可比擬的優(yōu)勢，因此它也一直被業(yè)內(nèi)人士所看好。
　　OLED顯示技術(shù)與傳統(tǒng)的LCD顯示方式不同，無需背光燈，采用非常薄的有機(jī)材料涂層和玻璃基板，當(dāng)有電流通過時(shí)，這些有機(jī)材料就會發(fā)光。而且OLED顯示屏幕可以做得更輕更薄，可視角度更大，并且能夠顯著節(jié)省電能。
　　目前在OLED的二大技術(shù)體系中，低分子OLED技術(shù)為日本掌握，而高分子的PLEDLG手機(jī)的所謂OEL就是這個(gè)體系，技術(shù)及專利則由英國的科技公司CDT掌握，兩者相比PLED產(chǎn)品的彩色化上仍有困難。而低分子OLED則較易彩色化，不久前三星就發(fā)布了65530色的手機(jī)用OLED。
　　不過，雖然將來技術(shù)更優(yōu)秀的OLED會取代TFT等LCD，但有機(jī)發(fā)光顯示技術(shù)還存在使用壽命短、屏幕大型化難等缺陷。目前采用OLED的主要是三星如新上市的SCH-X339就采用了256色的OLED，至于OEL則主要被LG采用在其CU81808280上我們都有見到。
　　為了形像說明OLED構(gòu)造，可以將每個(gè)OLED單元比做一塊漢堡包，發(fā)光材料就是夾在中間的蔬菜。每個(gè)OLED的顯示單元都能受控制地產(chǎn)生三種不同顏色的光。OLED與LCD一樣，也有主動(dòng)式和被動(dòng)式之分。被動(dòng)方式下由行列地址選中的單元被點(diǎn)亮。主動(dòng)方式下，OLED單元后有一個(gè)薄膜晶體管（TFT），發(fā)光單元在TFT驅(qū)動(dòng)下點(diǎn)亮。主動(dòng)式OLD比較省電，但被動(dòng)式的OLED顯示性能更佳。

三、OLED的結(jié)構(gòu)、原理

　　OLED的基本結(jié)構(gòu)是由一薄而透明具半導(dǎo)體特性之銦錫氧化物(ITO)，與電力之正極相連，再加上另一個(gè)金屬陰極，包成如三明治的結(jié)構(gòu)。整個(gè)結(jié)構(gòu)層中包括了：空穴傳輸層(HTL)、發(fā)光層(EL)與電子傳輸層(ETL)。當(dāng)電力供應(yīng)至適當(dāng)電壓時(shí)，正極空穴與陰極電荷就會在發(fā)光層中結(jié)合，產(chǎn)生光亮，依其配方不同產(chǎn)生紅、綠和藍(lán)RGB三原色，構(gòu)成基本色彩。OLED的特性是自己發(fā)光，不像TFTLCD需要背光，因此可視度和亮度均高，其次是電壓需求低且省電效率高，加上反應(yīng)快、重量輕、厚度薄，構(gòu)造簡單，成本低等，被視為21世紀(jì)最具前途的產(chǎn)品之一。
　　有機(jī)發(fā)光二極體的發(fā)光原理和無機(jī)發(fā)光二極體相似。當(dāng)元件受到直流電（DirectCurrent；DC）所衍生的順向偏壓時(shí)，外加之電壓能量將驅(qū)動(dòng)電子（Electron）與空穴（Hole）分別由陰極與陽極注入元件，當(dāng)兩者在傳導(dǎo)中相遇、結(jié)合，即形成所謂的電子-空穴復(fù)合（Electron-HoleCapture）。而當(dāng)化學(xué)分子受到外來能量激發(fā)後，若電子自旋（ElectronSpin）和基態(tài)電子成對，則為單重態(tài)（Singlet），其所釋放的光為所謂的螢光（Fluorescence）；反之，若激發(fā)態(tài)電子和基態(tài)電子自旋不成對且平行，則稱為三重態(tài)（Triplet），其所釋放的光為所謂的磷光（Phosphorescence）。
　　當(dāng)電子的狀態(tài)位置由激態(tài)高能階回到穩(wěn)態(tài)低能階時(shí)，其能量將分別以光子（LightEmission）或熱能（HeatDissipation）的方式放出，其中光子的部分可被利用當(dāng)作顯示功能；然有機(jī)螢光材料在室溫下并無法觀測到三重態(tài)的磷光，故PM-OLED元件發(fā)光效率之理論極限值僅25%。
　　PM-OLED發(fā)光原理是利用材料能階差，將釋放出來的能量轉(zhuǎn)換成光子，所以我們可以選擇適當(dāng)?shù)牟牧袭?dāng)作發(fā)光層或是在發(fā)光層中摻雜染料以得到我們所需要的發(fā)光顏色。此外，一般電子與電洞的結(jié)合反應(yīng)均在數(shù)十納秒（ns）內(nèi)，故PM-OLED的應(yīng)答速度非?？?。
　　P.S.：PM-OLEM的典型結(jié)構(gòu)。典型的PM-OLED由玻璃基板、ITO（indium tinoxide；銦錫氧化物）陽極（Anode）、有機(jī)發(fā)光層（Emitting MaterialLayer）與陰極（Cathode）等所組成，其中，薄而透明的ITO陽極與金屬陰極如同三明治般地將有機(jī)發(fā)光層包夾其中，當(dāng)電壓注入陽極的空穴（Hole）與陰極來的電子（Electron）在有機(jī)發(fā)光層結(jié)合時(shí)，激發(fā)有機(jī)材料而發(fā)光。
　　而目前發(fā)光效率較佳、普遍被使用的多層PM-OLED結(jié)構(gòu)，除玻璃基板、陰陽電極與有機(jī)發(fā)光層外，尚需制作空穴注入層（HoleInject Layer；HIL）、空穴傳輸層（Hole Transport Layer；HTL）、電子傳輸層（ElectronTransport Layer；ETL）與電子注入層（Electron InjectLayer；EIL）等結(jié)構(gòu)，且各傳輸層與電極之間需設(shè)置絕緣層，因此熱蒸鍍（Evaporate）加工難度相對提高，制作過程亦變得復(fù)雜。
　　由于有機(jī)材料及金屬對氧氣及水氣相當(dāng)敏感，制作完成後，需經(jīng)過封裝保護(hù)處理。PM-OLED雖需由數(shù)層有機(jī)薄膜組成，然有機(jī)薄膜層厚度約僅1,000～1,500A°（0.10～0.15um），整個(gè)顯示板（Panel）在封裝加干燥劑（Desiccant）後總厚度不及200um（2mm），具輕薄之優(yōu)勢。

四、有機(jī)發(fā)光材料的選用

　　有機(jī)材料的特性深深地影響元件之光電特性表現(xiàn)。在陽極材料的選擇上，材料本身必需是具高功函數(shù)（Highworkfunction）與可透光性，所以具有4.5eV-5.3eV的高功函數(shù)、性質(zhì)穩(wěn)定且透光的ITO透明導(dǎo)電膜，便被廣泛應(yīng)用于陽極。在陰極部分，為了增加元件的發(fā)光效率，電子與電洞的注入通常需要低功函數(shù)（Lowworkfunction）的Ag、Al、Ca、In、Li與Mg等金屬，或低功函數(shù)的復(fù)合金屬來制作陰極（例如：Mg-Ag鎂銀）
　　適合傳遞電子的有機(jī)材料不一定適合傳遞電洞，所以有機(jī)發(fā)光二極體的電子傳輸層和電洞傳輸層必須選用不同的有機(jī)材料。目前最常被用來制作電子傳輸層的材料必須制膜安定性高、熱穩(wěn)定且電子傳輸性佳，一般通常采用螢光染料化合物。如Alq、Znq、Gaq、Bebq、Balq、DPVBi、ZnSPB、PBD、OXD、BBOT等。而電洞傳輸層的材料屬于一種芳香胺螢光化合物，如TPD、TDATA等有機(jī)材料。
　　有機(jī)發(fā)光層的材料須具備固態(tài)下有較強(qiáng)螢光、載子傳輸性能好、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性佳、量子效率高且能夠真空蒸鍍的特性，一般有機(jī)發(fā)光層的材料使用通常與電子傳輸層或電洞傳輸層所采用的材料相同，例如Alq被廣泛用于綠光，Balq和DPVBi則被廣泛應(yīng)用于藍(lán)光。
　　一般而言，OLED可按發(fā)光材料分為兩種：小分子OLED和高分子OLED（也可稱為PLED）。小分子OLED和高分子OLED的差異主要表現(xiàn)在器件的制備工藝不同：小分子器件主要采用真空熱蒸發(fā)工藝，高分子器件則采用旋轉(zhuǎn)涂覆或噴涂印刷工藝。小分子材料廠商主要有：Eastman、Kodak、出光興產(chǎn)、東洋INK制造、三菱化學(xué)等；高分子材料廠商主要有：CDT、Covin、DowChemical、住友化學(xué)等。目前國際上與OLED有關(guān)的專利已經(jīng)超過1400份，其中最基本的專利有三項(xiàng)。小分子OLED的基本專利由美國Kodak公司擁有，高分子OLED的專利由英國的CDT（CambridgeDisPlay Technology）和美國的Uniax公司擁有。

五、OLED關(guān)鍵工藝

　　一、氧化銦錫(ITO)基板前處理
　　(1)　ITO表面平整度：ITO目前已廣泛應(yīng)用在商業(yè)化的顯示器面板制造，其具有高透射率、低電阻率及高功函數(shù)等優(yōu)點(diǎn)。一般而言，利用射頻濺鍍法(RFsputtering)所制造的ITO，易受工藝控制因素不良而導(dǎo)致表面不平整，進(jìn)而產(chǎn)生表面的尖端物質(zhì)或突起物。另外高溫鍛燒及再結(jié)晶的過程亦會產(chǎn)生表面約10~30nm的突起層。這些不平整層的細(xì)粒之間所形成的路徑會提供空穴直接射向陰極的機(jī)會，而這些錯(cuò)綜復(fù)雜的路徑會使漏電流增加。一般有三個(gè)方法可以解決這表面層的影響?U一是增加空穴注入層及空穴傳輸層的厚度以降低漏電流，此方法多用于PLED及空穴層較厚的OLED(~200nm)。二是將ITO玻璃再處理，使表面光滑。三是使用其它鍍膜方法使表面平整度更好。
　　(2)　ITO功函數(shù)的增加：當(dāng)空穴由ITO注入HIL時(shí)，過大的位能差會產(chǎn)生蕭基能障，使得空穴不易注入，因此如何降低ITO/HIL接口的位能差則成為ITO前處理的重點(diǎn)。一般我們使用O2-Plasma方式增加ITO中氧原子的飽和度，以達(dá)到增加功函數(shù)之目的。ITO經(jīng)O2-Plasma處理后功函數(shù)可由原先之4.8eV提升至5.2eV，與HIL的功函數(shù)已非常接近。
　　加入輔助電極，由于OLED為電流驅(qū)動(dòng)組件，當(dāng)外部線路過長或過細(xì)時(shí)，于外部電路將會造成嚴(yán)重之電壓梯度，使真正落于OLED組件之電壓下降，導(dǎo)致面板發(fā)光強(qiáng)度減少。由于ITO電阻過大(10ohm /square)，易造成不必要之外部功率消耗，增加一輔助電極以降低電壓梯度成了增加發(fā)光效率、減少驅(qū)動(dòng)電壓的快捷方式。鉻(Cr：Chromium)金屬是最常被用作輔助電極的材料，它具有對環(huán)境因子穩(wěn)定性佳及對蝕刻液有較大的選擇性等優(yōu)點(diǎn)。然而它的電阻值在膜層為100nm時(shí)為2ohm / square，在某些應(yīng)用時(shí)仍屬過大，因此在相同厚度時(shí)擁有較低電阻值的鋁(Al：Aluminum)金屬(0.2 ohm /square)則成為輔助電極另一較佳選擇。但是，鋁金屬的高活性也使其有信賴性方面之問題因此，多疊層之輔助金屬則被提出，如：Cr /Al / Cr或Mo / Al / Mo，然而此類工藝增加復(fù)雜度及成本，故輔助電極材料的選擇成為OLED工藝中的重點(diǎn)之一。
　　二、陰極工藝
　　在高解析的OLED面板中，將細(xì)微的陰極與陰極之間隔離，一般所用的方法為蘑菇構(gòu)型法(Mushroomstructureapproach)，此工藝類似印刷技術(shù)的負(fù)光阻顯影技術(shù)。在負(fù)光阻顯影過程中，許多工藝上的變異因子會影響陰極的品質(zhì)及良率。例如，體電阻、介電常數(shù)、高分辨率、高Tg、低臨界維度(CD)的損失以及與ITO或其它有機(jī)層適當(dāng)?shù)酿ぶ涌诘取?/span>
　　三、封裝
　?、?span style="font-family:宋體">　吸水材料：一般OLED的生命周期易受周圍水氣與氧氣所影響而降低。水氣來源主要分為兩種：一是經(jīng)由外在環(huán)境滲透進(jìn)入組件內(nèi)，另一種是在OLED工藝中被每一層物質(zhì)所吸收的水氣。為了減少水氣進(jìn)入組件或排除由工藝中所吸附的水氣，一般最常使用的物質(zhì)為吸水材(Desiccant)。Desiccant可以利用化學(xué)吸附或物理吸附的方式捕捉自由移動(dòng)的水分子，以達(dá)到去除組件內(nèi)水氣的目的。
　?、?span style="font-family:宋體">　工藝及設(shè)備開發(fā)：封裝工藝之流程如圖四所示，為了將Desiccant置于蓋板及順利將蓋板與基板黏合，需在真空環(huán)境或?qū)⑶惑w充入不活潑氣體下進(jìn)行，例如氮?dú)狻Ｖ档米⒁獾氖?，如何讓蓋板與基板這兩部分工藝銜接更有效率、減少封裝工藝成本以及減少封裝時(shí)間以達(dá)最佳量產(chǎn)速率，已儼然成為封裝工藝及設(shè)備技術(shù)發(fā)展的3大主要目標(biāo)。

六、OLED的形色化技術(shù)

　　顯示器全彩色是檢驗(yàn)顯示器是否在市場上具有競爭力的重要標(biāo)志，因此許多全彩色化技術(shù)也應(yīng)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(dú)立發(fā)光，光色轉(zhuǎn)換(ColorConversion)和彩色濾光膜(Color Filter)。
　　一、RGB象素獨(dú)立發(fā)光
　　利用發(fā)光材料獨(dú)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(shù)，首先制備紅、綠、藍(lán)三基色發(fā)光中心，然后調(diào)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(dú)立發(fā)光構(gòu)成一個(gè)象素。該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵在于提高發(fā)光材料的色純度和發(fā)光效率，同時(shí)金屬蔭罩刻蝕技術(shù)也至關(guān)重要。
　　目前，有機(jī)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(shí)，藍(lán)色發(fā)光小分子材料的發(fā)展也是很慢和很困難的。有機(jī)小分子發(fā)光材料面臨的最大瓶頸在于紅色和藍(lán)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(lán)光和紅光。
　　高分子發(fā)光材料的優(yōu)點(diǎn)是可以通過化學(xué)修飾調(diào)節(jié)其發(fā)光波長，現(xiàn)已得到了從藍(lán)到綠到紅的覆蓋整個(gè)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(yīng)該是材料開發(fā)工作者的一項(xiàng)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(shù)直接影響著顯示板畫面的質(zhì)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(zhuǎn)換　光色轉(zhuǎn)換是以藍(lán)光OLED結(jié)合光色轉(zhuǎn)換
　　膜陣列，首先制備發(fā)藍(lán)光OLED的器件，然后利用其藍(lán)光激發(fā)光色轉(zhuǎn)換材料得到紅光和綠光，從而獲得全彩色。該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵在于提高光色轉(zhuǎn)換材料的色純度及效率。這種技術(shù)不需要金屬蔭罩對位技術(shù)，只需蒸鍍藍(lán)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(shù)之一。但它的缺點(diǎn)是光色轉(zhuǎn)換材料容易吸收環(huán)境中的藍(lán)光，造成圖像對比度下降，同時(shí)光導(dǎo)也會造成畫面質(zhì)量降低的問題。目前掌握此技術(shù)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(shù)是利用白光OLED結(jié)**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(shí)現(xiàn)彩色顯示。該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)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(shù)，可采用成熟的液晶顯示器LCD的彩色濾光膜制作技術(shù)。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(shù)之一，但采用此技術(shù)使透過彩色濾光膜所造成光損失高達(dá)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(dú)立發(fā)光，光色轉(zhuǎn)換和彩色濾光膜三種制造OLED顯示器全彩色化技術(shù)，各有優(yōu)缺點(diǎn)?？筛鶕?jù)工藝結(jié)構(gòu)及有機(jī)材料決定。

七、OLED的驅(qū)動(dòng)方式

　　OLED的驅(qū)動(dòng)方式分為主動(dòng)式驅(qū)動(dòng)(有源驅(qū)動(dòng))和被動(dòng)式驅(qū)動(dòng)(無源驅(qū)動(dòng))。
　　一、無源驅(qū)動(dòng)（PM OLED）
　　其分為靜態(tài)驅(qū)動(dòng)電路和動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)電路。
　?、?span style="font-family:宋體">　靜態(tài)驅(qū)動(dòng)方式：在靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的有機(jī)發(fā)光顯示器件上，一般各有機(jī)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(gè)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(qū)動(dòng)下發(fā)光，若要一個(gè)像素不發(fā)光就將它的陽極接在一個(gè)負(fù)電壓上，就可將它反向截止。但是在圖像變化比較多時(shí)可能出現(xiàn)交叉效應(yīng)，為了避免我們必須采用交流的形式。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)電路一般用于段式顯示屏的驅(qū)動(dòng)上。
　?、?span style="font-family:宋體">　動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)方式：在動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)的有機(jī)發(fā)光顯示器件上人們把像素的兩個(gè)電極做成了矩陣型結(jié)構(gòu)，即水平一組顯示像素的同一性質(zhì)的電極是共用的，縱向一組顯示像素的相同性質(zhì)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(gè)行電極和M個(gè)列電極。行和列分別對應(yīng)發(fā)光像素的兩個(gè)電極。即陰極和陽極。在實(shí)際電路驅(qū)動(dòng)的過程中，要逐行點(diǎn)亮或者要逐列點(diǎn)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(shí)現(xiàn)方式是：循環(huán)地給每行電極施加脈沖，同時(shí)所有列電極給出該行像素的驅(qū)動(dòng)電流脈沖，從而實(shí)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(yīng)”，這種掃描是逐行順序進(jìn)行的，掃描所有行所需時(shí)間叫做幀周期。
　　在一幀中每一行的選擇時(shí)間是均等的。假設(shè)一幀的掃描行數(shù)為N，掃描一幀的時(shí)間為1，那么一行所占有的選擇時(shí)間為一幀時(shí)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(jī)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(zhì)量。因此隨著顯示像素的增多，為了保證顯示質(zhì)量，就需要適度地提高驅(qū)動(dòng)電流或采用雙屏電極機(jī)構(gòu)以提高占空比系數(shù)。
　　除了由于電極的公用形成交叉效應(yīng)外，有機(jī)電致發(fā)光顯示屏中正負(fù)電荷載流子復(fù)合形成發(fā)光的機(jī)理使任何兩個(gè)發(fā)光像素，只要組成它們結(jié)構(gòu)的任何一種功能膜是直接連接在一起的，那兩個(gè)發(fā)光像素之間就可能有相互串?dāng)_的現(xiàn)象，即一個(gè)像素發(fā)光，另一個(gè)像素也可能發(fā)出微弱的光。這種現(xiàn)象主要是因?yàn)橛袡C(jī)功能薄膜厚度均勻性差，薄膜的橫向絕緣性差造成的。從驅(qū)動(dòng)的角度，為了減緩這種不利的串?dāng)_，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。灰度等級越多，圖像從黑到白的層次就越豐富，細(xì)節(jié)也就越清晰?；叶葘τ趫D像顯示和彩色化都是一個(gè)非常重要的指標(biāo)。一般用于有灰度顯示的屏多為點(diǎn)陣顯示屏，其驅(qū)動(dòng)也多為動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)灰度控制的幾種方法有：控制法、空間灰度調(diào)制、時(shí)間灰度調(diào)制。
　　二、有源驅(qū)動(dòng)（AM OLED）
　　有源驅(qū)動(dòng)的每個(gè)像素配備具有開關(guān)功能的低溫多晶硅薄膜晶體管（LowTemperature Poly-SiThin Film Transistor, LTP-SiTFT），而且每個(gè)像素配備一個(gè)電荷存儲電容，外圍驅(qū)動(dòng)電路和顯示陣列整個(gè)系統(tǒng)集成在同一玻璃基板上。與LCD相同的TFT結(jié)構(gòu)，無法用于OLED。這是因?yàn)?/span>LCD采用電壓驅(qū)動(dòng)，而OLED卻依賴電流驅(qū)動(dòng)，其亮度與電流量成正比，因此除了進(jìn)行ON/OFF切換動(dòng)作的選址TFT之外，還需要能讓足夠電流通過的導(dǎo)通阻抗較低的小型驅(qū)動(dòng)TFT。
　　有源驅(qū)動(dòng)屬于靜態(tài)驅(qū)動(dòng)方式，具有存儲效應(yīng)，可進(jìn)行100%負(fù)載驅(qū)動(dòng)，這種驅(qū)動(dòng)不受掃描電極數(shù)的限制，可以對各像素獨(dú)立進(jìn)行選擇性調(diào)節(jié)。
　　有源驅(qū)動(dòng)無占空比問題，驅(qū)動(dòng)不受掃描電極數(shù)的限制，易于實(shí)現(xiàn)高亮度和高分辨
　　有源驅(qū)動(dòng)由于可以對亮度的紅色和藍(lán)色像素獨(dú)立進(jìn)行灰度調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)，這更有利于OLED彩色化實(shí)現(xiàn)。
　　有源矩陣的驅(qū)動(dòng)電路藏于顯示屏內(nèi)，更易于實(shí)現(xiàn)集成度和小型化。另外由于解決了外圍驅(qū)動(dòng)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(dòng)式與被動(dòng)式兩者比較
　　被動(dòng)式 主動(dòng)式
　　瞬間高高密度發(fā)光（動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)/有選擇性） 連續(xù)發(fā)光（穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)）
　　面板外附加IC芯片 TFT驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)/內(nèi)藏薄膜型驅(qū)動(dòng)IC
　　線逐步式掃描 線逐步式抹寫數(shù)據(jù)
　　階調(diào)控制容易 在TFT基板上形成有機(jī)EL畫像素
　　低成本/高電壓驅(qū)動(dòng) 低電壓驅(qū)動(dòng)/低耗電能/高成本
　　設(shè)計(jì)變更容易、交貨期短（制造簡單）發(fā)光組件壽命長（制程復(fù)雜）
　　簡單式矩陣驅(qū)動(dòng)+OLED LTPS TFT+OLED

八、OLED的優(yōu)缺點(diǎn)

　　一、OLED的優(yōu)點(diǎn)
　　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(jī)構(gòu)，沒有液體物質(zhì)，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(yīng)時(shí)間是LCD的千分之一，顯示運(yùn)動(dòng)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(shí)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(zhì)的基板上制造，可以做成能彎曲的柔軟顯示器。
　　二、OLED的缺點(diǎn)
　　1、壽命通常只有5000小時(shí)，要低于LCD至少1萬小時(shí)的壽命；
　　2、不能實(shí)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。
　　對二的修改：現(xiàn)在的OLED的壽命已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過5000小時(shí)了，而且已經(jīng)生產(chǎn)出了較大尺寸的OLED面板，色彩十分鮮艷。
　　截止07年7月前后，熒光材料方面，性能最高的是日本出光興產(chǎn)(IdemitsuKosan)的材料。紅光效率達(dá)到了11cd/A，壽命
　　高達(dá)16萬小時(shí)；綠光效率達(dá)到30cd/A，壽命為6萬小時(shí)；正在開發(fā)中的高效率、長壽命藍(lán)光材料BD-2(0.13, 0.22)，效率為 8.7cd/A，壽命2.3萬小時(shí)。
　　磷光材料方面，UDC公司開發(fā)的紅光材料色度坐標(biāo)為(0.67，0.33)，效率達(dá)到15cd/A，500cd/m^2下工作壽命超過15萬小時(shí)；綠光材料色坐標(biāo)為(0.34，0.61)，效率達(dá)到65cd/A，初始亮度為1000cd/m^2時(shí)，壽命超過4萬小時(shí)；最難得到的藍(lán)色
　　磷光材料效率達(dá)到了30cd/A，在200cd/m^2的初始亮度下，壽命達(dá)到了10萬小
　　總體上講，OLED紅、綠、藍(lán)三色材料的發(fā)光效率和發(fā)光壽命均基本滿足實(shí)用化需求。
　　從以上數(shù)據(jù)看來，現(xiàn)在的OLED在500cd/m^2下至少有20000小時(shí)的工作時(shí)間。

九、OLED的應(yīng)用

　　一、OLED在頭戴顯示器領(lǐng)域的應(yīng)用
　　以視頻眼鏡和隨身影院為重要載體的頭戴式顯示器得到了越來越廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。其在數(shù)字士兵、虛擬現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)游戲、3G與視頻眼鏡融合、超便攜多媒體設(shè)備與視頻眼鏡融合方面有卓越的優(yōu)勢。
　　與LCD和LCOS相比，OLED在頭戴顯示器的應(yīng)用有非常大的優(yōu)勢：清晰鮮亮的全彩顯示、超低的功耗等，是頭戴式顯示器發(fā)展的一大推動(dòng)力。
　　率先把OLED應(yīng)用在視頻眼鏡上的是美國的eMagin.無論是對于民用消費(fèi)領(lǐng)域還是工業(yè)應(yīng)用乃至軍事用途都提供了一個(gè)極佳的近眼應(yīng)用解決途徑。隨之，采用歐洲的超微OLED顯示屏的視頻眼鏡被推上市場。在國內(nèi)，iTheater（愛視代）憑雄厚的研發(fā)實(shí)力率先推出世界首款高分子超微OLED顯示屏的視頻眼鏡；憑借其全知識產(chǎn)權(quán)的背景順利打入國內(nèi)軍事領(lǐng)域，為中國數(shù)字士兵的建設(shè)出一份力。
　　二、OLED在MP3領(lǐng)域的應(yīng)用
　　MP3作為一款數(shù)字隨身聽已經(jīng)在市場上日益成為時(shí)尚娛樂的主角，對于它的功能、容量、價(jià)格等等都得到了人們廣泛的關(guān)注，也是各廠家目光的焦點(diǎn)所在，可是對于作為MP3的眼睛的屏幕卻很少有人涉及。
　　除了影音隨身看產(chǎn)品之外，不論Flash型還是HDD型的MP3，大多采用黑白單色LCD面板，僅僅停留在能夠聆聽音樂的簡單要求上。但現(xiàn)如今的MP3除了這種最基本的功能外，更多的立足于人們對于個(gè)性、時(shí)尚追求的心理，表達(dá)的是一種生活的觀念。所以在面板的設(shè)計(jì)上，出現(xiàn)了多彩背光設(shè)計(jì)，就是經(jīng)常聽到的“7色背光”的產(chǎn)品。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展，已經(jīng)有用到區(qū)域彩色OLED面板（如：黃、藍(lán)雙色等區(qū)域各16色階）的產(chǎn)品，有代表性的有BenQ的Joybee180、iRiverN10等。
　　OLED（Organic Light EmittingDisplay），即有機(jī)發(fā)光顯示屏，在MP3屏幕的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)儆谛箩绕鸬姆N類，被譽(yù)為“夢幻顯示屏”。它無需背光燈，而是“主動(dòng)發(fā)光”。以BenQJoybee180的OLED液晶屏為例，它摒棄了傳統(tǒng)LCD的缺點(diǎn)，每個(gè)像素都可自行發(fā)光，不管在什么角度什么光線下都可以比傳統(tǒng)LCD顯示更加清晰的畫面，而且環(huán)境越黑屏幕越亮，猶如夜間的瑩彩精靈。
　　MP3的消費(fèi)者多為年輕族群，對他們而言MP3除了基本功用之外，還帶有一點(diǎn)點(diǎn)炫耀的色彩。在夜晚寂靜的街邊，邊走邊聽著音樂，看著OLED屏幕跳動(dòng)的藍(lán)光，音符的跳動(dòng)伴著腳步的跳動(dòng)和心情的起伏，定有一種別樣的感覺?；蚴窃谂笥褮g聚的Party上，OLED藍(lán)光的閃爍熠熠生輝，定能讓你成為聚會的主角。
　　除了帶來全新的視覺感受之外，OLED還有很多LCD面板無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。比如可以使MP3做得更輕更薄，可視角度更大，并且能夠顯著節(jié)省電能。不過OLED的應(yīng)用還要搭配MP3的整體設(shè)計(jì)，才能展現(xiàn)出它的魅力。目前剛剛上市的BenQJoybee180可以說是液晶屏的應(yīng)用與整體設(shè)計(jì)相結(jié)合的典范。Joybee180的造型時(shí)尚、簡約、大方，整款機(jī)器呈正方形，看上去像一個(gè)精致小巧的手提袋，精華部分又好似一款華麗精美的手表。而且，運(yùn)用表帶的流行元素取代傳統(tǒng)的佩戴方法，提供一系列不同的面板，可依服飾的不同進(jìn)行替換，改變以往一成不變的搭配方案，秀出你的時(shí)尚搭配，秀出你的獨(dú)特心情。
　　OLED應(yīng)用于MP3產(chǎn)品上不僅增加了產(chǎn)品絢麗的美感，而且也為圖文資訊的表達(dá)錦上添花，無疑將成為MP3顯示面板的主流。

十、OLED市場前景

　　一、2013年全球OLED電視機(jī)市場將達(dá)14億美元
　　據(jù)市場研究公司iSuppli最新發(fā)表的研究報(bào)告稱，2013年全球OLED（有機(jī)發(fā)光二極管）電視機(jī)出貨量將從2007年的3000臺增長到280萬臺，復(fù)合年增長率為212.3%。從全球銷售收入看，2013年全球OLED電視機(jī)的銷售收入將從2007年的200萬美元增長到14億美元，復(fù)合年增長率為206.8%。
　　iSuppli稱，OLED顯示技術(shù)要對市場產(chǎn)生真正的影響還需要克服一些挑戰(zhàn)。首先，AMOLED顯示屏制造工藝還不充分。隨著顯示屏尺寸的加大，成品率損失和制造損失也越來越大。此外，OLED顯示屏材料的使用壽命仍需要提高。AMOLED供應(yīng)商不能保證產(chǎn)量。不過，OLED電視機(jī)也有許多優(yōu)點(diǎn)。OLED電視不需要背光，因此比其它技術(shù)更省電和更多做的更薄。OLED電視響應(yīng)時(shí)間非?？欤谟^看電視的時(shí)候沒有移動(dòng)模糊的現(xiàn)象。此外，OLED電視比其它技術(shù)的色彩更豐富。
　　索尼在2007年12月在日本市場推出了售價(jià)1800美元的11英寸OLED電視機(jī)，首先進(jìn)入了這個(gè)市場。包括東芝和松下在內(nèi)的一些廠商預(yù)計(jì)將在2009年進(jìn)入這個(gè)市場。
　　二、商品化過程
　　1997年Pioneer發(fā)表了配備解析度為256x64的單色PM-OLED面板的車用音響；1999年TohokuPioneer成功開發(fā)出5.2吋、解析度為320x240 pixels、256色的全彩（Fullcolor）PM-OLED面板；2000年Motorola行動(dòng)電話「Timeport」采用TohokuPioneer之1.8吋多彩（Areacolor）PM-OLED面板；2001年Samsung推出搭載全彩PM-OLED面板之行動(dòng)電話；2002年Fujitsu行動(dòng)電話F505i次螢?zāi)淮钆?/span>TohokuPioneer之1.0吋全彩PM-OLED面板，自此PM-OLED在行動(dòng)電話次螢?zāi)坏膽?yīng)用隨之大量興起。
　　三、P-OLED微顯示器即將投入商用
　　研發(fā)暨生產(chǎn)金氏記錄最小P-OLED屏幕的MicroEmissiveDisplays（MED）公司，將于今年中由日本數(shù)位相機(jī)廠NHJ推出首宗消費(fèi)電子產(chǎn)品，結(jié)合錄音撥放MP3和高解析度數(shù)位相機(jī)，MED的ME3203為低耗電1/4VGA解析度（3 20 x RGB x 240）P-OLED微顯示器（Microdisplay），將用在新產(chǎn)品的電子觀景窗和目鏡上。據(jù)了解，這種全球新產(chǎn)品是由臺灣某數(shù)位相機(jī)廠設(shè)計(jì)研發(fā)出來。
　　MED策略長安德伍（IanUnderwood）表示，針對微顯示器的技術(shù)商業(yè)化，MED已投入五年的時(shí)間，目前已臻成熟，且做到世界級的獨(dú)特技術(shù)層級。

    四、OLED在顯示和照明領(lǐng)域的地位
　　有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)技術(shù)在提振行業(yè)當(dāng)前的不景氣方面邁出了一大步，它正在顯示和照明領(lǐng)域開拓出許多高利潤的應(yīng)用。有跡象表明，有源矩陣(AM)OLED而非無源矩陣(PM)OLED將最終主宰這一應(yīng)用領(lǐng)域。
　　DisplaySearch公司預(yù)測，到2015年，OLED顯示屏的營收將從2008年的5.91億美元增長到60億美元，年復(fù)合增長率(CAGR)將達(dá)到40%。屆時(shí)，OLED電視將成為最大的應(yīng)用，市場容量總計(jì)達(dá)26億美元。手機(jī)顯示屏(目前主要采用各種尺寸的PMOLED)市場將占到19億美元（圖1A）。該市場研究公司還表示，雖然PMOLED顯示屏的單位出貨量到2015年將一直增長，但其收入將保持平穩(wěn)。與此同時(shí)，AMOLED的單位出貨量將增加兩倍，并將在2011年超過PMOLED的出貨量（圖1b）。
　　DisplaySearch公司指出，目前PMOLED存在嚴(yán)重供過于求的情況。此外，許多建立了大型PMOLED生產(chǎn)線的公司正發(fā)現(xiàn)，由于有限的應(yīng)用和來自LCD顯示屏的競爭，這些生產(chǎn)線現(xiàn)在已處于開工不足狀況。與LCD顯示屏相比，PMOLED顯示屏無法像LCD那樣以很高性價(jià)比做出大型顯示屏，因此其應(yīng)用已受到局限。“去年，AMOLED需求的增長彌補(bǔ)了PMOLED的下滑，”DisplaySearch顯示技術(shù)總監(jiān)JenniferColegrove說，“展望未來，為OLED找到一個(gè)LCD難以與其競爭的縫隙市場是很重要的，如柔性或透明顯示或照明。OLED開發(fā)商也應(yīng)該尋找機(jī)會把他們的技術(shù)與其他熱點(diǎn)技術(shù)(如觸摸屏)結(jié)合起來。”另一方面，由于預(yù)期對AMOLED有大量需求，因此AMOLED的生產(chǎn)能力正在急劇擴(kuò)張。與LCD相比，OLED顯示屏具有以下優(yōu)點(diǎn)：更薄的外形、更寬的視角、更快的響應(yīng)速度、更低功耗、更好的色域和色彩還原、更高的對比度和更寬的工作溫度范圍。不過，各公司仍然必須解決如何實(shí)現(xiàn)更大尺寸的OLED面板和提供更長的工作壽命等問題。另外，還需要更高效且壽命更長的藍(lán)光OLED。為解決這些問題，設(shè)計(jì)人員正在轉(zhuǎn)向非晶硅、改進(jìn)的材料、薄膜晶體管(TFT)和金屬氧化物驅(qū)動(dòng)器電路、以及可實(shí)現(xiàn)TFT底板更高生產(chǎn)良率的更佳工藝方法。AMOLED像素啟動(dòng)和關(guān)閉的速度比傳統(tǒng)電影中像素運(yùn)動(dòng)的速度快兩倍多。比PMOLED響應(yīng)速度更快、功耗更低的AMOLED顯示屏是全動(dòng)態(tài)視頻和圖形顯示應(yīng)用的理想選擇。AMOLED更適合于大屏幕顯示器和電視機(jī)、電子標(biāo)志牌和廣告牌。“AMOLED的能效比PMOLED好很多，”UniversalDisplayCorp(UDC)技術(shù)商業(yè)化副總裁JaniceMahon說。

十一、OLED的技術(shù)分類

　　以OLED使用的有機(jī)發(fā)光材料來看，一是以染料及顏料為材料的小分子器件系統(tǒng)，另一則以共軛性高分子為材料的高分子器件系統(tǒng)。同時(shí)由于有機(jī)電致發(fā)光器件具有發(fā)光二極管整流與發(fā)光的特性，因此小分子有機(jī)電致發(fā)光器件亦被稱為OLED(OrganicLight Emitting Diode)，高分子有機(jī)電致發(fā)光器件則被稱為PLED (Polymer Light-emittingDiode)。小分子及高分子OLED在材料特性上可說是各有千秋，但以現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展來看，如作為監(jiān)視器的信賴性上，及電氣特性、生產(chǎn)安定性上來看，小分子OLED現(xiàn)在是處于領(lǐng)先地位，當(dāng)前投入量產(chǎn)的OLED組件，全是使用小分子有機(jī)發(fā)光材料。
　　OLED的發(fā)光特點(diǎn)及原理
　　OLED為自發(fā)光材料，不需用到背光板，同時(shí)視角廣、畫質(zhì)均勻、反應(yīng)速度快、較易彩色化、用簡單驅(qū)動(dòng)電路即可達(dá)到發(fā)光、制程簡單、可制作成撓曲式面板，符合輕薄短小的原則，應(yīng)用范圍屬于中小尺寸面板。
　　顯示方面：主動(dòng)發(fā)光、視角范圍大；響應(yīng)速度快，圖像穩(wěn)定；亮度高、色彩豐富、分辨率高。
　　工作條件：驅(qū)動(dòng)電壓低、能耗低，可與太陽能電池、集成電路等相匹配。
　　適應(yīng)性廣：采用玻璃襯底可實(shí)現(xiàn)大面積平板顯示；如用柔性材料做襯底，能制成可折疊的顯示器。由于OLED是全固態(tài)、非真空器件，具有抗震蕩、耐低溫（-40℃）等特性，在軍事方面也有十分重要的應(yīng)用，如用作坦克、飛機(jī)等現(xiàn)代化武器的顯示終端
　　由于上述優(yōu)點(diǎn)，在商業(yè)領(lǐng)域OLED顯示屏可以適用于POS機(jī)和ATM機(jī)、復(fù)印機(jī)、游戲機(jī)等；在通訊領(lǐng)域則可適用于手機(jī)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)終端等領(lǐng)域；在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域則可大量應(yīng)用在PDA、商用PC和家用PC、筆記本電腦上；消費(fèi)類電子產(chǎn)品領(lǐng)域，則可適用于音響設(shè)備、數(shù)碼相機(jī)、便攜式DVD；在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域則適用于儀器儀表等；在交通領(lǐng)域則用在GPS、飛機(jī)儀表上等。