OLED介绍
因为人们对显示器的要求越来越高,例如轻薄短小、精緻灵敏、色彩鲜艳、省电等,而能将这些特性集于一身的,就是OLED。而OLED即是有机发光二极体(Organic Light-Emitting Diodes)的缩写,又可称为有机电激发光(Organic Electroluminescence,简称OEL)。因此,在不久的将来,跟纸张一样厚度的电视萤幕、捲轴式的电子书刊(e-paper)或行动电话、色彩亮丽的手机萤幕等产品将会出现在我们的生活中,无庸置疑的,这将会使我们未来的生活更加的亮丽鲜豔、多采多姿。
OLED技术的优缺点
自发光,视角广达165°以上
反应时间快(~1μs)
高亮度(100-14000 cd/m2)
高流明效率(16-38 lm/W)
低操作电压(3-9V DC)
面板厚度薄(2 mm)
可製作大尺寸与可挠曲性面板
製程简单,具有低成本的潜力(30-40% of TFT-LCD)
综合以上各种OLED的特性所製成的显示器,将不会有LCD从侧面看就看不清楚的问题;也不会有LCD影像残留及画面跳动的情况;不但便宜,而且省电;相较于LCD,颜色更鲜艳,对比更鲜明;而小于2 mm厚度的全彩面板更是只有OLED才能作到。
OLED技术层面的缺点使它们目前较适合可携式装置的小型萤幕,但随着这项技术逐渐成熟,也能应用于大型显示器。短期而言,笔记型电脑或桌上显示器对于OLED是过于困难的挑战,因为在显示大量「白色」图片内容时,RGB色彩会出现不同的老化速度。但在电视机面板应用上,OLED的未来技术却极有展望,因为这类应用不需要显示大量的「白色」图片内容。
OLED的发展历史
最早在1963年时,Pope发表了世界上第一篇有关OLED的文献,当时使用数百伏特的电压通过Anthracene晶体时,观察到发光的现象。虽然有一些后续的研究,不过这项成果并未受到重视。一直到1987年美国柯达公司的Tang与VanSlyke等人发明真空蒸镀及三层结构的小分子OLED元件后,OLED的效能大幅跃进至具有深厚商业应用的潜力。自此之后,OLED便在业界、学界掀起了一股无法阻挡的旋风与魅力。而1990年英国剑桥大学的Friend等人成功的开发出以涂佈方式将多分子应用在OLED上,即Polymer LED,亦称为PLED。不但再引发第二波研究热潮,更确立了OLED在二十一世纪产业中所佔有的重要地位。
OLED的发光原理
OLED的基本结构是由一薄而透明具半导体特性之铟锡氧化物(ITO),与电力之阳极相连,再加上另一个金属阴极,包成如三明治的结构。整个结构层中包括了:电洞传输层(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)。当电力供应至适当电压时,正极电洞与阴极电荷就会在发光层中结合,产生光亮,依其配方不同产生红、绿和蓝 RGB 三原色,构成基本色彩。
OLED的驱动方式
OLED可分为主动式(Active Matrix OLED;AMOLED)及被动式(PassiveMatrix OLED;PMOLED)两种,在此将其特色及优缺点整理于下表。
OLED的製程
主要分为ITO基板电路长成,有机材料镀膜,封装、测试等,如图一所示。表一及表二我们就OLED与目前主流TFT LCD显示技术作比较。以成本而言,OLED在製程上省却了背光板与滤光片的构造,以蒸镀或涂佈的方式在ITO面板上形成有机膜,而后封装以隔绝水氧化作用,较LCD简略了Cell与LCM複杂的构装步骤;若以製程成本而言,OLED简化的程序,似乎较LCD更具低成本的优势。然而在面板设计、製程改良、材料研发,与驱动技术,以及设备开发等整体产业价值链尚未具体成形的情况下,厂商仍须耗费相当的资金及资源投入。
图一 OLED製程说明
表一 OLED、非晶硅LCD、与低温多晶硅LCD技术原理说明
表二 OLED、非晶硅LCD、与低温多晶硅LCD产品特性比较
OLED在产业上的发展
美国柯达(Kodak)在小分子OLED居于领导地位,并且在1999年与日本的三阳公司(Sanyo)共同发表的全球第一座5.5吋的主动式全彩化OLED显示器;英国CDT公司则在多分子PLED领先群伦,也在1998年开发出主动式单色PLED显示器;日本的Pioneer在1997年推出多彩的汽车音响面板,并在2000年将多彩OLED应用在美国摩托罗拉(Motorola)” Timeport ” 的手机面板上,是全球第一间量产OLED产品的公司;而台湾的铼宝公司则在1999年成立并与美国柯达公司合作,成为全球第二家、台湾第一家量产OLED的公司;紧接着在2001年,新成立的东元激光也宣布与美国柯达公司合作,预计明年即可量产,成为全球第三家量产OLED的公司。目前世界各大厂商无不以全彩OLED为首要目标,如日本的SONY公司即发表了最新消息,要在2003年量产目前全球最大尺寸的13吋OLED平面显示器。一波波的最新消息中,一再的显现出OLED在全球大厂眼中无穷的魅力。
主动式OLED显示器正在蓄势待发
根据iSuppli最新的估计显示,2004年OLED显示面板出货量将可达3,530万片,比起当初预估的3,620万片,向下修正了90万片,不过仍然比起2003年的1,680万足足成长了2倍之多。至于出货金额预估将达4.29亿美元,比起2003年的2.46亿美元,年成长率达74.4%。
全球 OLED市场规模
Source: iSuppli 2004/08
此外,iSuppli更是预估,2010年时全球OLED显示面板出货量将可达2.89亿片,比起2004年的3,530万片,成长了8倍之多,可见其成长力道。以目前OLED应用领域发现,主要是以取代STN-LCD手机面板为主,所以销售机种都是属于被动式OLED面板,而不是主动式OLED面板。简单估计约有95%OLED面板都是被动式的。根据公开市场之统计资料,2005年开始主动式OLED面板将开始全面性发动,约有15条主动式OLED面板生产线从日本、南韩与台湾显示器等厂商进入量产期。
台湾在主动式OLED的努力还有待加强,现在只有友达宣称能在2005年第二季开始量产产品。友达取得Kodak授权之后,就一直积极佈局主动式OLED面板技术。虽然遇到涂抹发射光材料至基板所导致良率降低的问题,但是历经多次实验终于能够在量产上获得重大突破。最近,更是宣称能够生产双面主动式OLED面板,未来如果能在3.5代厂生产,将有助于量产规模的达成。 其他台湾厂商包含,华映决定在3代线上採用a-Si技术生产主动式OLED面板;奇美预计2005年开始量产低温多晶硅技术的主动式OLED面板;铼宝与元太将合作研发主动式OLED面板技术。
表一 主动式OLED生产线现况
Source : 各公司,Digitimes,2004年10月
心得:
做完此报告对OLED更加了解,也对于未来Display的发展有更多期待,希望OLED在发展上所遇到的问题能赶快解决,使我们能够提早享受他所带来的便利。
参考资料:
1.http://www.ti.com.tw/articles/detail.asp?sno=76
2.http://64.233.179.104/search?q=cache:aC-WgcedDSYJ:psroc.phys.ntu.edu.tw/bimonth/v23/307.doc+%E6%9D%B1%E5%85%83%E6%BF%80%E5%85%89%EF%BC%8COLED&hl=zh-TW&ie=UTF-8
3.http://cdnet.stpi.org.tw/techroom/market/eedisplay/eedisplay078.htm
4.http://tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1105042609451(OLED)专题报告 来自网络
本文来自: LED技术网(led.product365.cn) 详细出处参考:http://led.product365.cn/oledbaogao/
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