OLED背光源技术研究进展分析
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液晶显示器(LCD)以其平板化、低功耗、无电磁辐射、高分辨率、高对比度、数字式接口、易集成和轻巧便携等优点,大量应用于电脑显示器、电视机等显示领域,在平板显示器中处于主流地位。液晶显示器作为一种被动显示器件,由于液晶本身并不发光,LCD需要通过外部光源实现透射或反射来显示。背光源是TFT-LCD(反射膜、扩散膜、黑白双面胶等组件薄膜液晶体显示器)光源的提供者,背光源的表现便决定了液晶显示器表现在外的视觉感,因而背光源是液晶显示器件不可或缺的重要组件。
目前,液晶TV的背光源主要是冷阴极管(CCFL)光源,由于CCFL光效低、寿命时间短、色域表现差、亮度调整范围小、能耗大、响应时间长、安全系数低、含汞有害气体不环保等缺陷,2006年欧盟的环保法规将导致目前的LCD主流光源CCFL逐渐遭到停用。背光源占液晶显示器所有材料成本的20%~30%,液晶显示器为保持在未来市场的竞争力,开发设计新型的背光源新技术成为一个重要的课题。
高亮度白光LED光源不仅使电视厚度和重量均实现大幅度减少,同时还拥有更高的可靠性和稳定性;节能方面,LED的亮度可以随着画面的亮度进行主动调节,相比液晶电视有效节能可以达到30%以上;环保方面,LED背光源其优势在于完全不含铅和汞等有毒有害物质,是真正的绿色环保光源。LCD产业即将进入由LED取代CCFL的革命时期。
有机白光OLED除了具有无机LED上述优点以外,相较于无机LED,有机蓝光可以轻易的获得,并且只要在有机发光主体层中掺杂红、黄色的染料(dopant)后,就可以轻易得到白光,或是利用多层发光层来组成白光。另外,由于OLED是利用真空热蒸镀法及印刷、旋转涂布法来沉积薄膜,因此,大面积制程较简单且制造成本较低,较易达到降低成品以与日光灯竞争之目标。由于OLED属于面光源,相较于LED的点光源,更适合液晶显示器的背光源,因此OLED有机会成为新时代液晶显示器背光源的主角。
背光源技术概况
液晶显示器件(LCD)是一种被动式的平板显示器件,由于液晶材料本身不具发光特性,因此,必须在LCD面板后加上一个发光源才能达到显示效果,背光模块即是提供LCD显示器背面光源的关键组件。一个好的LCD器件背光源,一般应具有亮度高、发光均匀、成本低、可调、功耗低、轻薄且不易损坏等性能且最好是面光源。
采用CCFL做液晶显示屏的背光源时,其显示品质有很多不足,例如:
1.显示清晰度不高:CCFL总在带电状态照亮屏幕,即使所显示图像的部分内容应该是黑色时CCFL还是处于点亮状态。缺少深黑效果影响了图像的视觉清晰度。
2.色彩饱和度有限:由于荧光物体现的颜色有限,因而显示器色彩饱和度也有限。而采用LED作为液晶显示屏的背光源时,驱动电路复杂,背光整体结构复杂和制备成本高等不足。
OLED背光源关键技术及其进展
OLED和LED一样都是一种半导体电-光转换型器件,上述开发出的LED背光源技术同样适合于OLED背光源。二者也有区别:OLED是有机面光源,采用低成本的真空蒸镀、旋转涂布以及喷墨打印等技术制备;而LED是无机点光源,采用昂贵的MOCVD技术制备。
由于OLED背光源是一种具有高亮度、广色域、耐冲压、低电压、轻薄和功耗低等特性的反射式二维面光源,其阴极金属层是高反射率的镜面反射层,因此OLED背光源不需要导光板、散光板等导光、匀光辅助光学配件,就可以将光发射层发出的光直接反射到LCD,很好地符合了LCD对背光源的要求。
OLED背光源发展虽然不足10年,但是已经取得了长足的进步。经过最近几年的发展,OLED背光源已克服了初期的寿命与光效方面的问题,进入了试验性使用阶段,世界上许多相关厂家已在制定生产LCD用的OLED背光源计划。
现有LCD用OLED背光源大多采用整面式发光方式。由于OLED器件的阳极一般采用的是电阻比较大的透明电极ITO,而且OLED本身为电流注入型器件,致使较大面积光源屏体的电流分布不均匀,从而导致整个屏体发光均匀性比较差,影响LCD显示效果以及OLED背光源本身的发光稳定性。而且,由于整面式发光OLED背光源在LCD显示过程中始终处于亮的状态,这势必导致OLED背光源耗电量也比较大。
点阵式发光,就是制备很多相互间隙很小的小发光点,这些小发光点同时发光来达到整面发光的效果。这些小发光点可以全部并联在一起也可以全部串联在一起。小发光点全部并联在一起的优点是容易制备,即采用常用的光刻以及阴极隔离柱制备方法就能达到,缺点就是所有的小发光点中只要有一个小发光点短路将会导致整个器件失效。小发光点全部串联在一起的优点是所有的小发光点中某一个或者几个小发光点短路不会影响整个器件发光,缺点就是要实现这种制备方法工艺上存在很大困难。具有相同有效发光面积的点阵式发光器件发光总体性能高于整面式发光器件。