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OLED闪亮登场

发布时间: 2019-03-26 13:56:23   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:        字号:[ 常规 ]

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每次用完就可直接显示账户余额的银行卡,阅读完毕便可卷起放回书包的电子报纸,白天可以透光而晚上自己会慢慢亮起来的光窗玻璃……随着OLED技术的飞速发展,普及这些高科技产品已不再遥远。

OLED是“有机发光二极管”的英文缩写,它是一种薄膜发光二极管。这种新鲜玩意儿将使我们生活中的图像显示和照明得到彻底改观。只要一通上电,OLED就会像所有传统灯泡,以及装备家用电器指示灯与交通信号灯的发光二极管一样发光。而且,它的厚度只有头发丝直径的1/100,还具有柔韧、半透明、不易损坏等诸多特点。多少异想天开的产品便可因之而成为现实!软体电视屏幕、光墙、光窗、随意折叠的电子报刊…… 

显示新技术来袭

大家或许很熟悉“LED(发光二极管)”这个名词,它和OLED虽然仅一个字母之差,但实际上两者描述的是完全不同的事物。我们都知道液晶面板是通过背光源发光,通过液晶分子的折射而产生各种不同的颜色,液晶分子自身不能发光。而LED则仅仅指的只是背光源。但OLED则自身能够发光,因此不需要背光源。由于省略了背光源这一结构,OLED显示设备拥有更低的能耗。虽然OLED已经逐渐被人们所熟知,但现在我们并没有看到大面积的OLED产品上市。那么这项技术离我们还有多远呢?

令人兴奋的是,经过将近20年的不懈努力,OLED技术终于宣告成熟。OLED如同它的名称,它是由所谓的“有机”分子制造。这类分子的碳氢骨架决定了它们的特性,即电致发光。电致发光指的是某种材料(在LED与OLED中是半导体材料)在通电后发光的现象。不同材料发出的光线都有其特定波长。而LED则是以矿盐与金属结晶物(如砷化镓与铝)为原料制造的。出身不同的结果就是:OLED为厚度仅为lmm的膜状物,这为我们开发利用带来了崭新的前景。

其实早在1963年有机物电致发光实验成功。当一种芳香化合物蒽被置于两个电极之间时,就会发出蓝光。相叠的分子层如同台阶一样为自由电子(携带负电荷的粒子,它们的运动产生电流)一步一步通过有机材料的自然屏障提供了便利,从而方便了电流在OLED中的流动。锦上添花的是,利用薄膜沉淀技术,可以把OLED产品做成只有几纳米(毫米的百万分之一)的薄膜。由于发光强度取决于电压与材料厚度之比,因此在新材料上电压可降至几伏而毫不影响光强与寿命。OLED拥有超薄、抗震性能好、可视角度大、响应时间短、低温性好、发光效率高等多种优点。这样,目前OLED产品的效率已接近其理论值的70%,某些红色光源,其发光强度甚至已经达到传统半导体发光二极管的50倍。

当研究人员在1987年开发出第一代OLED时,它的使用寿命仅有几小时,性能也不值一提。但是,研究人员成功地筛选了一大批有机化合物,尤其是一些单体及聚合物塑料,它们可以发出蓝光、红光、绿光、黄光等不同的色光。他们将半导体有机化合物像三明治夹心面包那样层层相叠,从而大大提高了OLED的性能。今天经过20年的研究,有机电致发光产品终于可以扬眉吐气了。OLED的效率达70%,寿命达10 000小时!

最近,科学家研发的一种“兴奋剂”再次将OLED的性能推进一步。以前使用的是化合物,但现在在原材料中掺入了一些杂质,这些杂质的原子比如一些比相邻原子的电子数更多。在电压的作用下,这些原子将更容易释放出电子,从而提高OLED的发光效率。应用这项技术生产的白光有机二极管的发光效率(指将电能转化为光能的能力)现在已经能同传统的白炽灯相媲美。这样的性能足以使OLED走出实验室。几个月来,各种各样的试制品有机屏幕层出不穷。每个像素都由蓝、红、绿三个OLED并列而成,根据需要分别激活以获得所需颜色。 

取代液晶成趋势

显示技术的每一次发展和变革都会给我们生活带来很大的改变。如10年前,你家中摆放的还是体积和功耗都巨大的显像管电视,而现在随着液晶、等离子技术的不断进步,这些电视已难觅踪影。在液晶和等离子技术逐渐成熟的今天,研究人员已经向更深处发展,他们早已在20年前,开始着手研究取代液晶的下一代显示技术——OLED技术;取代等离子的下一代显示技术——SED(Surface-conduction Electron-emitter Display的缩写,意为表面传导电子发射显示)。不过相对于OLED而言,SED在目前技术的研发和产业链等方面还无法与OLED相比,因此OLED也更被人们看好。

尽管在便携式市场方面,OLED显示技术已经开始逐渐挤占LCD(Liquid Crystal Display的缩写,即液晶显示)的市场,并且已经推出了不少成熟的产品,但是在电视领域,家电厂商虽然推出了不少OLED电视,但是这些OLED电视并没有开始发售。当两年前液晶电视的动态对比度比值普遍还为10 000:1或20 000:1的时候,OLED电视的对比度已能够轻易地达到1000 000:1,OLED电视具有明显的优势。既然OLED显示技术拥有这么多优点,那么为何这些OLED电视没有上市销售呢?和目前的液晶电视相比,OLED电视面临最大的问题就是制造成本。受到制造工艺的制约,面积尺寸越大的OLED面板,其成本也在成倍增长,尽管如2.4英寸、2.8英寸(1英寸=2.54厘米)的OLED面板价格相对LCD面板不会高出太多,但若屏幕尺寸增加到了11英寸、14英寸、31英寸甚至是40英寸,OLED面板的成本就要远远高于液晶面板。

OLED显示器具备轻、薄、省电等特性,因此从苹果手机上得到了广泛应用。由于受到成本以及工艺的限制,目前绝大多数OLED显示设备都使用在手机、便携式音乐播放器、数码相框等小尺寸产品上,很少会使用到大尺寸的电视或显示器上。但OLED屏幕却具备了许多液晶不可比拟的优势,因此它也一直被业内人士所看好。由全球照明应用分布可以发现,早期白炽灯泡占有主要市场,而随后LED逐渐霸占照明市场,2025年将有望占据整体照明市场14.3%。