現在,除了曲面,還有就是OLED炒得火熱。但是很多用戶對OLED的了解卻知之甚少。今天我們不妨在這兒聊聊這位幕后英雄。
青出于藍,OLED的結構及原理簡介
OLED是Organic Light-Emitting Diode的單詞縮寫,意為有機電致發光二極管,也可稱其為有機電激光顯示。其具有典型的三明治式結構,也就是由不同的應用層疊加組合而成。首先,是由一層薄薄的、透明的且具有半導體特性ITO(銦錫氧化物層)與供電部分的正極端相連接,而供電部分的另一端則連接到金屬層來作為陰極。接著,就是在這兩級中間疊加進三層結構,從陽極至陰極分別為:HTL(空穴傳輸層)、EL(發光層)和ETL(電子傳輸層)。當供電部分輸出適當強度的電壓時,正極處的空穴(一個缺少電子的、成正電性的空位粒子)與陰極處產生的電荷就會在發光層中結合,進而產生出亮光。由于發光層中配方不同,會產生出的紅、綠、藍的RGB三原色,通過強弱疊加,就構成了最基本的色彩。
OLED基本結構
OLED雖然在名字上與LED類似,但二者卻是完全不同的兩類事物。以我們常用的LED顯示器為例,它的液晶面板是通過LED背光源發光,再通過液晶分子的折射而產生各種不同的顏色,而液晶分子其本身并不具備發光的能力,也就是說,LED所指的就僅僅是顯示器的背光源而已。但OLED則不同,它自身就能夠發光并產生各種顏色,因此,它不需要額外的背光源。LED和OLED的關系好比發動機和汽車,前者無法獨立運作,必須要搭配上更多的部件才能發揮作用,而后者則本身就是一個一體化的模塊,能獨立的將功能實現。這就讓OLED在工藝上可變得更加的薄,結構上也更簡單,這也為其可塑造出多樣的表面提供了優先條件。
傳統LCD與OLED的區別
目前,OLED又有兩種新形態的產品:曲面OLED和柔性OLED。曲面OLED是對一類表面可彎曲的OLED屏幕的總稱,說的是形狀;而柔性OLED說的則是質地和硬度,嚴格地說,有很大一部分的曲面OLED設備都能劃歸到柔性OLED設備中。它們都屬于OLED家族中的新生代衍生產品,在結構上與主流OLED設備原理類似,只是在結構和工藝上有所差別。曲面OLED只是單向彎曲,產品本身還是硬的,并且受制于屏幕邊框的限制,也就是說彎曲程度有限。而柔性OLED則不同,可以任意彎曲,甚至不受屏幕邊框限制或者說是其沒有屏幕邊框。
可任意彎曲的柔性OLED
可能你會好奇,傳統的LED和OLED都是非常平整的,為什么可為什么柔性OLED就能任意彎曲呢?為了讓OLED屏幕變柔軟,各廠商都把功夫下到了“表面”,一個比較有效的方法就是把聚合物添加到可彎曲的合成材料薄膜上,并通過使用特殊的阻隔層,減少基底薄膜對氧氣和水汽的透過率,從而使聚合物長久地與空氣隔絕,形成一個保護外衣。比如三星推出的基于OLED技術的柔性YOUM屏幕,就是將玻璃基板和封裝層換成了柔性聚合物薄片來實現的。通過聚合物將內部結構包好并隔絕空氣后,屏幕上的玻璃便可以被去掉,不同的曲度便可呈現。
傳統OLED的封裝和柔性OLED的封裝的不同
各表一枝,柔性OLED的優缺點
坦白地說,柔性OLED屏幕的優點的確不少,如前面提到的結構簡單、可塑性強、纖薄等,但我們也不得不承認,柔性OLED屏幕仍有一些問題需要解決,其中最大的問題莫過于制造工藝上的不夠成熟。目前,國際上開發柔性OLED屏的公司不少,但其產品的合格率大多不高。尺寸穩定性成為塑膠基板柔性OLED屏制作中的最大挑戰。若尺寸變化過大,會使得光罩對位變得極為困難,還會限制住晶體管設計的大小,同時容易在有機與無機材料層界面間產生內應力,導致彎曲時,層與層間產生剝離,這也就解釋了為什么柔性OLED結構上簡單,但良品率較低的原因。這一因素所帶來的進一步后果,就是讓柔性OLED設備的生產成本居高不下,進而柔性OLED設備的銷售價格也居高不下,這為柔性OLED設備的大量普及帶來較大的障礙。再加上生產OLED的原材料本生就較為昂貴,讓量產柔性OLED屏幕的企業變得屈指可數。以柔性OLED手機市場為例,現目前雖然已經出現了搭配柔性OLED的產品,并且都還是一些概念性產品。由此可見,柔性OLED設備要想達到普及的程度,還有很長的一段路要走。
眾廠商發力柔性OLED
其實在很早之前,諾基亞、索尼、三星等廠商就已經給出柔性OLED手機的概念圖,這種柔性OLED技術的研發也已經持續相當長的一段時間了。早在2011年,諾基亞在2011諾基亞世界大會、三星在CES 2011上都展示過柔性OLED的實體樣品。而對于柔性OLED的研究,各大移動終端制造商也一直沒有停歇。包括三星、LG、飛利浦、夏普、索尼和諾基亞在內的廠商目前都在研發柔性OLED屏幕技術,同時也都有各自的樣品展示過。但直到目前,由于技術的不成熟,所以還看不到有產品的上市。
柔性OLED應用前景廣泛
但由于柔性OLED的封裝難度大,目前還只是一些小到幾英寸大到十幾英寸的產品。所以柔性OLED在未來的應用前景主要在一些小尺寸的產品上,比如柔性OLED屏幕符合手機屏幕越來越大,攜帶方便的發展趨勢;OLED低功耗、可彎曲的特性可以制作成可穿戴的設備,比如手表、手環等。當然,由于技術的日新月異,在未來會有大尺寸的柔性OLED產品,再加上自發光的特點,還可以制作成可發光的窗簾、墻紙等設備,來節約能源,這些也并非是不可能的。但從現階段來看,想要應用到大尺寸產品上,比如電視、顯示器以及平板和手機上都是有非常大的難度的。我們先不考慮成本因素,就產品本身來講,一款產品除了屏幕外,還有邊框、PCB、芯片等等,但這些物件也能變得柔軟嗎?顯然這是不能的,至少從目前來看還不可能。
柔性OLED發展還需時日
對于目前大部分用戶來說,不管是曲面OLED還是柔性OLED設備,更多的意義在于新奇,而非實用。其實更大的價值是廠商展現技術實力和為品牌造勢,而且從量產能力和目前的價格來看,普及的可能性都很小。做個假設,在未來數年以后,當曲面和柔性OLED設備隨處可見時,可能人們對其的購買欲,反而不如現在強烈。它的產生,更多的是在某一特定領域填補一片技術空白,并不足以引發一場顯示技術的革命。一段時間以后,當人們在一陣新鮮勁兒過去時,對曲面和柔性OLED設備的選購上,也會更多的歸于理性。設計、性能和價格又會回到同一起跑線上,曲面和柔性OLED要全面進入商業化的運作的頻道,道路任重而道遠。
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