【技術(shù)篇】OLED全彩化技術(shù)全解析

　　顯示器全彩色是檢驗顯示器是否在市場(chǎng)上具有競爭力的重要標志，因此許多全彩色化技術(shù)也應用到了OLED 顯示器上，按面板的類(lèi)型通常有下面三種：RGB象素獨立發(fā)光，彩色濾光膜(Color Filter)和光色轉換(Color Conversion)。

　　三種彩色化方式比較

　　RGB像素獨立發(fā)光

　　利用發(fā)光材料獨立發(fā)光是目前采用最多的彩色模式。它是利用精密的金屬蔭罩與CCD像素對位技術(shù)，首先制備紅、綠、藍三基色發(fā)光中心，然后調節三種顏色組合的混色比，產(chǎn)生真彩色，使三色OLED 元件獨立發(fā)光構成一個(gè)像素。

　　該項技術(shù)的關(guān)鍵在于提高發(fā)光材料的色純度和發(fā)光效率，以及提高金屬蔭罩刻蝕技術(shù)。

　　作為OLED的核心，有機半導體發(fā)光材料通常包含具有剛性平面結構的共軛小分子、金屬配合物和聚合物。常用三基色材料特征及其分類(lèi)如下：

　　藍色發(fā)光材料

　　藍光發(fā)光波長(cháng)通常約為450nm，對應光子能量約為2.76 eV。藍色發(fā)光材料的HOMO與LUMO能級差較大，相比于紅色發(fā)光和綠色發(fā)光材料，藍色發(fā)光材料分子的共軛度較小，并且大多呈現扭曲剛性結構。常用藍光材料為 TMTPEPA、 BDPAS以及ST-G1等。

　　CIE坐標系統

　　綠色發(fā)光材料

　　綠光的發(fā)光波長(cháng)約為532nm，對應光子能量約為2.33eV，常用綠色發(fā)光材料有Alaq3、 TDETE、 Coumarin、NpGl等。

　　紅色發(fā)光材料

　　紅光的發(fā)光波長(cháng)約為65nm，對應的光子能量為1.9 ev，在三基色中，紅色發(fā)光材料的HOMO與LUMO能級差最小，常用紅光材料有紅熒烯、PTPP、 DCJTB以及Tz-Gl等。

　　有機小分子發(fā)光材料面臨的最大瓶頸在于，RGB材料的壽命差別大，尤其是紅色和藍色材料的純度、效率與壽命尚需提高。因而，通過(guò)對主體發(fā)光材料接雜，進(jìn)而得到色純度高、發(fā)光效率高以及穩定性強的藍光和紅光。相對于具有明確分子結構和分子量的小分子發(fā)光材料而言，高分子發(fā)光材料的優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)化學(xué)修飾調節其發(fā)光波長(cháng)，得到從藍到綠到紅的覆蓋整個(gè)可見(jiàn)光范圍的各種顏色，但是其壽命比小分子發(fā)光材料短很光效率和壽命都有待提高。

　　隨著(zhù)OLED 顯示器的彩色化、高分辨率和大面積化，金屬蔭罩刻蝕技術(shù)直接影響著(zhù)顯示板畫(huà)面的質(zhì)量，所以對金屬蔭罩圖形尺寸精度及定位精度提出了更加苛刻的要求。

　　關(guān)于RGB像素獨立發(fā)光，那不得不談到像素排列問(wèn)題。目前AMOLED屏幕中以三星為代表的的Pentile RGB排列方式最被人熟知，此排列方式的單個(gè)像素點(diǎn)與標準的RGB排列方式不一樣，大部分AMOLED屏每個(gè)像素使用紅綠或藍綠進(jìn)行排列，進(jìn)而并列排列時(shí)巧妙地共用子像素，從而使整個(gè)屏幕依然達到全色彩顯示。

　　不足之處

　　01

　　AMOLED采用Pentile像素排列方式，實(shí)際分辨率僅可達到標稱(chēng)的三分之二，在較低dpi的情況下顆粒感會(huì )非常重，近看可見(jiàn)很明顯的彩點(diǎn)，文字、表格、圖形等所有色塊邊界在顯示時(shí)需要臨近像素協(xié)助發(fā)光，導致邊緣發(fā)虛、帶雜色等嚴重不可避免的問(wèn)題。

　　2

　　AMOLED強調綠色，造成其過(guò)于鮮艷的效果，長(cháng)時(shí)間觀(guān)看產(chǎn)生視疲勞。AMOLED的色溫有問(wèn)題(還是Pentile的問(wèn)題)。

　　3

　　AMOLED的對比度超高，但在顯示較暗的畫(huà)面時(shí)，容易出現色塊，尤其是動(dòng)態(tài)畫(huà)面;而且它的超高對比度一定程度上是來(lái)自于不發(fā)光的黑色。

　　4

　　AMOLED各像素都是獨立的發(fā)光體，所以在老化過(guò)程中可能會(huì )出現不同像素老化程度不一樣導致亮度不一樣，這樣偏色問(wèn)題將變得更加復雜。

　　5

　　顯示白色時(shí)AMOLED耗電量比LCD還要大，所以為什么使用AMOLED屏的手機UI均為深色系。但目前上網(wǎng)、游戲、電子書(shū)等應用的畫(huà)面幾乎均為高亮度的色彩，且多數網(wǎng)站的背景色為白色。

　　理論上說(shuō)每個(gè)像素缺少一種顏色問(wèn)題不大，顯示驅動(dòng)可以用臨近的進(jìn)行顯示。

　　但實(shí)踐中這對軟件要求更高，而且圖像很可能會(huì )產(chǎn)生偽影、mura。關(guān)于A(yíng)MOLED顯示，除了像素的設計還有一個(gè)就是驅動(dòng)技術(shù)也是關(guān)鍵技術(shù)之一。下面介紹下OLED像素驅動(dòng)電路的常見(jiàn)設計。

　　OLED像素驅動(dòng)電路設計

　　補償電路設計 1

　　工作原理

　　補償電路設計 2

　　光色轉換

　　光色轉換是以藍光OLED 結合光色轉換膜陣列為基礎的，首先制備藍光OLED 的器件，然后利用高能量的藍光激發(fā)光色轉換材料得到紅光和綠光，從而獲得全彩色。

　　該項技術(shù)的關(guān)鍵在于提高光色轉換材料的色純度及光色效率。這種技術(shù)不需要金屬蔭罩對位技術(shù)，只需蒸鍍藍光OLED 元件，是未來(lái)大尺寸全彩色OLED 顯示器極具潛力的全彩色化技術(shù)之一。

　　但它的缺點(diǎn)是光色轉換材料容易吸收環(huán)境中的藍光，造成圖像對比度下降，同時(shí)光導也會(huì )造成畫(huà)面質(zhì)量降低的問(wèn)題。目前掌握此技術(shù)的日本出光興產(chǎn)公司已生產(chǎn)出10 英寸的OLED 顯示器。

　　彩色濾光膜

　　此種技術(shù)是利用白光OLED 結合彩色濾光膜，首先制備發(fā)白光OLED 的器件，然后通過(guò)彩色濾光膜得到三基色，再組合三基色實(shí)現彩色顯示。

　　該項技術(shù)的關(guān)鍵在于獲得高效率和高純度的白光，它的制作過(guò)程不需要金屬蔭罩對位技術(shù)，可采用成熟的液晶顯示器LCD 的彩色濾光膜制作技術(shù)，在大尺寸全彩色OLED 顯示器-電視方面，具有很大潛力。

　　但采用此技術(shù)使透過(guò)彩色濾光膜所造成光損失高達三分之二。目前日本TDK公司和美國Kodak公司采用這種方法制作OLED 顯示器。