OLED基本原理

结构简单, 响应速度快，画质高， 视觉宽, 屏生产工艺简单，易实 现大尺寸
发光效率低, 难以同时改善亮度和对 比度, 显示屏上的玻璃极薄, 不能承受 过大或过小的气压, 功耗大, 驱动电压 高, 电路成本高
公共信息显示、 壁挂式大屏幕电 视和自动监视系 统
体积小巧, 重量轻, 寿命长
无法实现高密度, 高清晰显示, 功耗大, 仪表显示、照明、
OLED基本原理
快益点技术支持组 张吉术
2014年9月
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目录 1 OLED概述 2 OLED分类 3 OLED基本结构及显示原理 4 长虹OLED电视 5 OLED电视故障判断
OLED概念
中文名 :有机发光二极管（又称为有机电激光显示） 外文名 Organic Light-Emitting Diode 外语缩写 OLED
显示技术概述
阴极射线管(CRT) 平板显示器件(FPD)
液晶显示器(LCD) 等离子显示器件(PDP) 发光二极管(LED) 有机发光二极管(OLED) 场致电子发射显示器(FED) 真空荧光显示器 (VFD)
显示技术优缺点简介
中小屏幕方面CRT 大屏幕方面PDP
被LCD蚕食 被LCD赶超
LED - 由于自身性能,无法实现高清晰,高分辨率显示
一致性差
广告屏
视场角、功耗、响应时间和工作 温度优于LCD
还存在某些技术难度,工艺复杂
航空电子
寿命长, 亮度高, 色彩鲜艳
无法显示动画及画质不够精细,
仪表显示
生产工艺先进, 主动发光, 低电 压驱动, 高亮度, 全色彩, 厚度薄, 可大面积显示, 发光效率高, 宽 视角,响应速度快, 低能耗, 温度 适应性好
缺点：屏幕尺寸的加大，其扫 描时间就非常短，影响到发光 亮度。要想得到高亮度就得加 大扫描电压和电流，势必引起 功耗的大大增加。因此无源驱 动方式仅适合于中小尺寸的 OLED。
PMOLED与AMOELD对比
类别 特点
无源被动式PMOLED
✓ 瞬间注入强大电流而瞬间高亮度发光 ✓ 面板需外接驱动IC ✓ 占空比因子
✓ 不适合大尺寸、高分辨率
✓ 耗电量大
相对缺点
✓ ✓
发光效率低、寿命短 只适合尺寸低于5〞、分辨率低于QVGA
✓ 技术门槛高 ✓ 设备投资和制造成本高
的显示器，与TN/STN竞争市场，但无性
价比优势
OLED分类---按发光方向分
顶部发光（顶发射） >>
透明阴极（ITO） 发光层
阳极（金属或合 金）
➢ 难点：TFT基板技术
坐标的稳定性
可大规模集成信号处理 电路、超高分辨率
➢ 研发单位：北方奥雷 德
技术跨度大且应 用有限
可用于照明、背光、大尺寸AM
OLED分类---按驱动方式分
行扫描
列
扫
OLED
描
扫描线
电
源
数
据 T1
T
线
Cs
2
被动式驱动示意图
被动式 — Passive Matrix driving PM-OLED，也称无源驱动
FED - 工艺方面还存在问题, 尚处于实验室阶段
VFD - 只能应用于固定图案的显示, 要实现大容量图 形显示十分困难
LCD
应用受 限或技 术不成 熟
LCD目前在显示领域的主流地位 正在不断巩固
——但OLED将很快对LCD形 成挑战
OLED ---- 平板显示的今日之星
显示技术对比
显示技术
优势
劣势
➢“OLED作为下一代的电视技术，使用它之后可以让电视机屏幕变得更薄（目前可使电视机机身厚 度降至约4.3mm），甚至可以做成曲面，但在大尺寸技术上瓶颈需突破。”
2014年OLED显示技术强势进入中国消费者的视野， 成为电视行业中最为热门的技术。但由于目前受制于 一些关键技术、成本及良品率偏低等因素影响，面板 规模性应用及大尺寸产业化仍有较长一段进程。据奥 维咨询（AVC）预计，OLED未来两三年仍将处于市 场培养阶段，2017年将出现转机。
有源主动式AMOLED
✓ 每个象素可独立运作并连续发光 ✓ 采用TFT驱动，驱动IC简化 ✓ 无占空比因子
✓ 适合大尺寸、高分辨率发展
✓ 相对优点 ✓
✓
结构简单 不涉及TFT工艺，设备投资和制造成本低 技术门槛低
✓ ✓ ✓
亮度容易提高 低功耗、寿命长 与TFT-LCD竞争市场，性价比优势 明显
✓ 可作柔性显示器
OLED电视现状
➢OLED技术起源于欧美，但实现大规模产业化的国家/地区主要集中在东亚，如日本、韩国、中国 大陆和台湾地区等。
➢全球OLED产业还处于产业化初期。全球涉足OLED产业的企业产品主要是小尺寸无源OLED器件， 真正对LCD（液晶）构成威胁的有源OLED器件，实现量产的只有少数几家公司。
OLED显示技术具有自发光的特性，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃 基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光，而且OLED显示屏幕可 视角度大，并且能够节省电能，这种显示设备在MP3播放器、手机、电 视等领域上得到了广范应用。
OELD发展历程
1936年，Destriau（法国物理学家德斯特里奥）将有机荧光化合物分散在聚合物中制成薄膜，得
发光亮度、稳定性和耐用性等方面需 要不断改进;
电视、MP3 、 手机、车载、白 光光源、可弯曲
标价牌等
OLED优点
（1）显示效果出众。OLED 具有自发光特性，不需要背光源，在对比度、亮度方面有着无可比拟的优 势，它不存在视角和响应时间的问题，可轻松实现真彩色高分辨率显示，而且随着材料技术的不断发展， OLED 显示器在图像表现上的潜力将无法估量。 （2）实现软屏化。由于OLED 器件的核心层厚度很薄，甚至可以小于1 毫米，并且可以呈现各种各样 的弯曲形状，因此可以在塑料、树脂等不同的材料上生产。如果将有机层蒸镀或涂在塑料基衬上，就可 以实现软屏。使可折叠电视、电脑的制造成为可能。可以预见在不久的将来，电视可以像一张纸一样挂 在墙壁上，不用时像布一样叠起来，随意携带。 （3）屏幕微型化、巨型化。小分子OLED 可以制作出小于1 英寸的屏幕，使显示屏幕微型化。高分子 OLED（PLED）则在超大尺寸、低成本上占有更大的技术优势。小分子材料的分子量一般在数百左右， 而高分子则在数万至数百万之间，因此，高分子材料有良好的热稳定性与机械性质，可以使材料完美地 均匀分布于超大面积基板上。由于OLED 可采用喷墨式的制造工艺，只要喷印技术和面板尺寸许可，显 示器尺寸之大将让现有的显示器望尘莫及，实现巨型化的高清晰显示。 （4）环境适应能力强。OLED 显示技术具有全固态特性，无真空腔，无液态成分。因此它的机械性能 好，抗震性强，温度适应能力也很强，在-40℃～80℃范围内都可正常工作，大大超过了其它显示器件， 因此在军事，航天领域将大有作为。 （5）环保、省电。同样是自发光，和CRT、PDP、LCD相比，OLED 具有低压驱动和低功耗特性，驱 动电压在10V 以下，且更加省电。高分子PLED 有着更低的驱动电压（3V～4V），其功耗更低。 （6）更低的生产成本。OLED 技术的构成简单，无需背光单元，基板选择面广，材料和工艺方面的要 求比LCD 低近1/3。 （7）自发光、可视角大、亮度高，反应快、重量轻、厚度薄，构造简单、… ….。
主动式驱动示意图 OLED
主动式 — Active Matrix driving AM-OLED，也称有源驱动
在某一时刻给某一行电极施加选通择脉冲，其它行 电极施加非选通脉冲，同时所有列电极给出驱动脉冲， 从而实现一行所有像素的驱动；接着把选通脉冲施加到 下一行电极，再给所有列电极施加驱动脉冲；这种扫描 是逐行按顺序进行的，循环地给所有行电极扫描一次的 时间称为一帧，当帧频足够高时，由于人眼的视觉暂留 现象，就可以在显示屏上呈现稳定的图像效果。
➢中国虽具有一定的OLED产业基础，但产业链尚不完善，尤其是上游产品竞争力不强。关键设备以 及整套设备的系统化技术等大都掌握在日本、韩国和欧洲企业手中。
➢三星在AMOLED市场所占份额曾达90%以上，是AMOLED面板最大的供应商;随后Sony和LG分别 推出11英寸、15英寸AMOLEDTV，日本、韩国、中国台湾等厂商在OLED的市场竞争实力越来越强， 同时也在AMOLED方面取得了更高的竞争地位。
OLED
FOLED
WOLED
uOLED
技术、无需真空环境、
(常规显示器件)
(柔性OLED)
(白光OLED)
(硅基OLED)
可制作大尺寸
➢ 劣势：技术不成熟，
高分子材料困难
PMOLED
➢ 研发单位：华南理工、 吉林环宇
(被动矩阵OLED)
技术跨度大且非主 流
➢ 特点：小尺寸、 低分辨率
PM是AM的基础
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OLED应用
商业领域：主要应用在POS 机和ATM 机、复印机、自动售货机、游戏机、 公用电话亭、加油站、打卡机、门禁系统、电子秤等产品和设备的显示屏。 通信领域：主要应用有3G 手机、各类可视对讲系统(可视电话)、移动网 络终端、ebook(电子图书)等产品的显示屏。 计算机领域：主要有家用和商用计算机(PC/工作站等)、PDA 和笔记本电 脑的显示屏。 工业应用场合：主要应用有各类仪器仪表、手持设备等的显示屏。 交通领域：主要应用有GPS、车载音响、车载电话、飞机仪表和设备等各 种指示标志性的显示屏。如微显示器，这种技术最早用于战斗机飞行员， 现在的穿戴式电脑也用它。有了它，移动设备就不再受显示器体积大、耗 电多的限制。 消费类电子产品：主要应用有装饰用品(软屏)与灯具、各类音响设备、计 算器、数码相机、数码摄像机、便携式DVD、电子钟表、掌上游戏机、各 种家用电器(如：OLED 电视)等产品的显示屏。
金属阴极 发光层 透明阳极（ITO）
底部发光（底发射）
每一个OLED发光单元就像一块汉堡包，发光材料就是夹在中间的 蔬菜。
OLED分类---按基板类型分
• 柔性基板
• 采用柔性材料（如金属箔片、薄玻璃、各种 塑料等）
每个OLED驱动单元至少有两个TFT（T1、T2） 和一个存储电容Cs。当扫描线施加选通脉冲时， T1打开，数据线上的数据写入Cs进行存储；Cs上 的电平控制T2的工作状态并实现流过OLED的电 流控制；在扫描线施加非选通信号周期内，由Cs 来维持T2的工作，直到下一个扫描周期到来。
PMOLED一帧图像驱动示意图
目录 1 OLED概述 2 OLED分类 3 OLED基本结构及显示原理 4 长虹OLED电视 5 OLED电视故障判断
OLED分类
OLED
PLED
(高分子OLED)
OLED
(小分子OLED)
➢ 核心专利：美国柯达
➢ 优势：技术成熟，是目前OLED 主流技术
➢ 核心专利：美国杜邦、
英国剑桥(CDT) ➢ 优势：可用印刷成膜
➢ 优势：可弯曲、折叠 ➢ 优势：用于普通照明， ➢ 特点：用于微显示器、
➢ 难点：柔性基板的气 是目前唯一环保的面光
AMOLED 密性及粘接性
源；用于背光，可显著
(主动矩阵OLED) ➢ 特源自文库：大尺寸、高分
FOLED具有独特 的应用
提高LCD性能；用于显 示，可制作大尺寸OLE D显示屏
辨率
➢ 难点：发光效率、色
应用
CRT LCD
PDP LED FED VFD
OLED
高清晰、低成本、技术成熟
难以实现大屏幕、薄型化; 耗电大
彩色显像管和电 脑监视器
低电压、小功耗、重量轻、长寿 命、无电磁辐射、易实现全彩色 显示
非主动发光、视角小, 对比度和亮度 受环境影响较大，工作温度范围窄, 响应速度慢, 工艺复杂
目前的主流显示 器, 应用较广
2004年，索尼公司(Sony)推出了3.8英寸有源矩阵有机发光二极体面板 (AMOLED)，用于PDA 。
2007年， Sony在CES展出厚度仅10mm、对比度高达1百万:1，解析度为1,920×1,080的27寸OLED电视， 2013年， LG推出55寸OLED电视，并市场化
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OLED电视现状
到最早的电致发光器件 。 1987年，香港的柯达公司邓青云博士首次研制出具有实用价值的低驱动电压双层结构OLED器件 。 1990年英国剑桥大学开始发展聚合物发光二极管PLED（Polymer Light-emitting Diode）。 1997年单色OLED首先在日本产品化；1999年，日本先锋公司率先推出了多彩OLED面板，用于汽车音视 设备及手机。 2002年，东芝公司（ Toshiba）在SID2002上发布了采用聚合物发光层所作的17.1英寸全色OLED显示器 ，让OLED面板尺寸得到突破