液晶电视和等离子电视的终结者-----新一代OLED

液晶电视和等离子电视的终结者-----新一代OLED
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 一,OLED的定义
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 OLED是有机发光器件,又称为有机发光二极管,由透明阳极ITO、金属阴极和有机薄膜层构成。与液晶显示器相比,Oled显示器具有自发光、清晰亮丽、响应速度快、视角宽、低功耗、操作温度范围大、成本低制造工艺简单等优点,被视为下一代最理想的显示技术。同时其高质量的显示画质也被业界锁定为下一代的电视技术。其应用范围涵盖彩电、计算器、游戏机、PDA、手机及室外大屏幕显示等方面,同时其高质量的显示画质也被业界锁定为下一代的电视技术
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 OLED即有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode),又称为有机电激光显示(Organic Electroluminesence Display, OELD)。它的体积非常小,小到可以放置在指甲上。OLED是通过电流驱动有机薄膜来发光的,发的光可为红、绿、蓝等单色,甚至可以达到全彩的效果。它的优点在于制造成本低、可自发光、无视角限制、反应速度快、耗电量低。它比以往的手机显示屏要清晰得多,而这些大大小小、各种各样的显示器, 比玻璃还要透亮,比玻璃还要薄,未来的OLED甚至可以卷起来带着走,还可以根据客户的需求加以设计。 在不久的将来,所有的移动电话和掌上电脑都将使用这种新的显示技术。其他的电子产品,包括数码相机、DVD机等也将陆续采用OLED显示技术。
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 二OLED的驱动方式
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  OLED的驱动方式分为主动式驱动(有源驱动)和被动式驱动(无源驱动)。
  1、无源驱动(PM OLED)
  其分为静态驱动电路和动态驱动电路。
  ⑴ 静态驱动方式:在静态驱动的有机发光显示器件上,一般各有机电致发光像素的阴极是连在一起引出的,各像素的阳极是分立引出的,这就是共阴的连接方式。若要一个像素发光只要让恒流源的电压与阴极的电压之差大于像素发光值的前提下,像素将在恒流源的驱动下发光,若要一个像素不发光就将它的阳极接在一个负电压上,就可将它反向截止。但是在图像变化比较多时可能出现交叉效应,为了避免我们必须采用交流的形式。静态驱动电路一般用于段式显示屏的驱动上。
  ⑵ 动态驱动方式:在动态驱动的有机发光显示器件上人们把像素的两个电极做成了矩阵型结构,即水平一组显示像素的同一性质的电极是共用的,纵向一组显示像素的相同性质的另一电极是共用的。如果像素可分为N行和M列,就可有N个行电极和M个列电极。行和列分别对应发光像素的两个电极。即阴极和阳极。在实际电路驱动的过程中,要逐行点亮或者要逐列点亮像素,通常采用逐行扫描的方式,行扫描,列电极为数据电极。实现方式是:循环地给每行电极施加脉冲,同时所有列电极给出该行像素的驱动电流脉冲,从而实现一行所有像素的显示。该行不再同一行或同一列的像素就加上反向电压使其不显示,以避免“交叉效应”,这种扫描是逐行顺序进行的,扫描所有行所需时间叫做帧周期。
  在一帧中每一行的选择时间是均等的。假设一帧的扫描行数为N,扫描一帧的时间为1,那么一行所占有的选择时间为一帧时间的1/N该值被称为占空比系数。在同等电流下,扫描行数增多将使占空比下降,从而引起有机电致发光像素上的电流注入在一帧中的有效下降,降低了显示质量。因此随着显示像素的增多,为了保证显示质量,就需要适度地提高驱动电流或采用双屏电极机构以提高占空比系数。
  除了由于电极的公用形成交叉效应外,有机电致发光显示屏中正负电荷载流子复合形成发光的机理使任何两个发光像素,只要组成它们结构的任何一种功能膜是直接连接在一起的,那两个发光像素之间就可能有相互串扰的现象,即一个像素发光,另一个像素也可能发出微弱的光。这种现象主要是因为有机功能薄膜厚度均匀性差,薄膜的横向绝缘性差造成的。从驱动的角度,为了减缓这种不利的串扰,采取反向截至法也是一行之有效的方法。
  带灰度控制的显示:显示器的灰度等级是指黑白图像由黑色到白色之间的亮度层次。灰度等级越多,图像从黑到白的层次就越丰富,细节也就越清晰。灰度对于图像显示和彩色化都是一个非常重要的指标。一般用于有灰度显示的屏多为点阵显示屏,其驱动也多为动态驱动,实现灰度控制的几种方法有:控制法、空间灰度调制、时间灰度调制。
  2、有源驱动(AM OLED)
  有源驱动的每个像素配备具有开关功能的低温多晶硅薄膜晶体管(LowTemperature Poly-Si Thin Film Transistor, LTP-Si TFT),而且每个像素配备一个电荷存储电容,外围驱动电路和显示阵列整个系统集成在同一玻璃基板上。与LCD相同的TFT结构,无法用于OLED。这是因为LCD采用电压驱动,而OLED却依赖电流驱动,其亮度与电流量成正比,因此除了进行ON/OFF切换动作的选址TFT之外,还需要能让足够电流通过的导通阻抗较低的小型驱动TFT。
  有源驱动属于静态驱动方式,具有存储效应,可进行{bfb}负载驱动,这种驱动不受扫描电极数的限制,可以对各像素独立进行选择性调节。
  有源驱动无占空比问题,驱动不受扫描电极数的限制,易于实现高亮度和高分辨率。
  有源驱动由于可以对亮度的红色和蓝色像素独立进行灰度调节驱动,这更有利于OLED彩色化实现。
  有源矩阵的驱动电路藏于显示屏内,更易于实现集成度和小型化。另外由于解决了外围驱动电路与屏的连接问题,这在一定程度上提高了成品率和可靠性。
  3、主动式与被动式两者比较
  被动式 主动式
  瞬间高高密度发光(动态驱动/有选择性) 连续发光(稳态驱动)
  面板外附加IC芯片 TFT驱动电路设计/内藏薄膜型驱动IC
  线逐步式扫描 线逐步式抹写数据
  阶调控制容易 在TFT基板上形成有机EL画像素
  低成本/高电压驱动 低电压驱动/低耗电能/高成本
  设计变更容易、交货期短(制造简单) 发光组件寿命长(制程复杂)
  简单式矩阵驱动+OLED LTPS TFT+OLED
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三,OLED的优势:
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  1、厚度可以小于1毫米,仅为LCD屏幕的1/3,并且重量也更轻;
  2、固态机构,没有液体物质,因此抗震性能更好,不怕摔;
  3、几乎没有可视角度的问题,即使在很大的视角下观看,画面仍然不失真;
  4、响应时间是LCD的1000倍,显示运动画面{jd1}不会有拖影的现象;
  5、低温特性好,在零下40度时仍能正常显示,而LCD则无法做到;
  6、制造工艺简单,成本更低;
  7、发光效率更高,能耗比LCD要低;
 8、能够在不同材质的基板上制造,可以做成能弯曲的柔软显示器。
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四,OLED的发光原理
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  有机发光显示技术由非常薄的有机材料涂层和玻璃基板构成。当有电荷通过时这些有机材料就会发光。OLED发光的颜色取决于有机发光层的材料,故厂商可由改变发光层的材料而得到所需之颜色。有源阵列有机发光显示屏具有内置的电子电路系统因此每个像素都由一个对应的电路独立驱动。OLED具备有构造简单、自发光不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广等优点,技术提供了浏览照片和视频的{zj0}方式而且对相机的设计造成的限制较少。
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  五,OLED的特点
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  OLED为自发光材料,不需用到背光板,同时视角广、画质均匀、反应速度快、较易彩色化、用简单驱动电路即可达到发光、制程简单、可制作成挠曲式面板,符合轻薄短小的原则,应用范围属于中小尺寸面板。
  显示方面:主动发光、视角范围大;响应速度快,图像稳定;亮度高、色彩丰富、分辨率高。
工作条件:驱动电压低、能耗低,可与太阳能电池、集成电路等相匹配。
  适应性广:采用玻璃衬底可实现大面积平板显示;如用柔性材料做衬底,能制成可折叠的显示器。由于OLED是全固态、非真空器件,具有抗震荡、耐低温(-40℃)等特性,在军事方面也有十分重要的应用,如用作坦克、飞机等现代化武器的显示终端。
  由于上述优点,在商业领域OLED显示屏可以适用于POS机和ATM机、复印机、游戏机等;在通讯领域则可适用于手机、移动网络终端等领域;在计算机领域则可大量应用在PDA、商用PC和家用PC、笔记本电脑上;消费类电子产品领域,则可适用于音响设备、数码相机、便携式DVD;在工业应用领域则适用于仪器仪表等;在交通领域则用在GPS、飞机仪表上等。
 与LCD相比,OLED具有面板更薄(厚度约1毫米)、对比度更高、反应速度更快、更节能(功耗不到液晶的40%)、更轻(重量仅液晶的33%)等特点,而且xx没有视角问题。
 此外,OLED更大的优势在于可实现柔性显示,能够折叠、弯曲,甚至装进口袋里,或者内嵌到衣服上,不显示时好像是衣服的一部分,需要时则可以显示必要信息。同时,在头盔显示等微型显示领域也有其他显示技术无法替代的独特优势。因此,OLED被称为“梦幻般的显示技术”,也被认为是液晶产品的“钦定接班人”。
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 六,OLED的应用
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 自从1987年世界上{dy}个高效率OLED在美国成功问世以后,OLED的发展引起世界工业界和科技界的广泛重视,开始在全世界迅速发展。“我们从1996年开始OLED的研究,特别是最近几年,我们在该领域做了大量工作,开发出了高效率、长寿命的红、绿、蓝OLED,也开发了高效率的白光OLED,并正在推动其产业化。”
 OLED将是自LCD出现以来又一创新且具有深远影响的平板显示技术,而且最终很可能取代现今LCD的地位。据资料显示,2004年全球OLED显示屏的出货量为3120万个,同比增长了98%。销售收入为4.461亿美元,同比增长了77%。 2004年全球OLED显示屏生产从2003年的6家增加到了21家。
 据了解,OLED已经开始大量出现在一些移动产品之中,手机副屏和MP3播放器是去年以来发展最快的应用领域。另外,数码相机也是一个重要的应用方向,柯达去年推出的EasyShare LS633数码相机就首度采用了OLED作为其取景屏幕。
 目前来说,手机仍然是OLED的{zd0}应用领域,但MP3播放器的影响也在迅速增强。今年MP3市场的火爆引起了LCD面板经销商的注意。
 OLED是建筑领域一种新型建材,将彻底改变人们对建筑空间和光线的感知,OLED是一种在两电极之间夹上有机发光层,当正负极电子在此有机材料中相遇时就会发光的技术。尽管OLED与“旧贵”LED名称相近,然而技术上差异颇大,它光线较为柔和,发热量小,形态非常多样化,甚至可以任意剪裁。而其{zd0}的特点是轻薄,由于无需背光源,可以自己发光,因此可视度、亮度较高,而厚度更薄。
 根据市场研究机构IntertechPira所公布的报告指出,全球OLED照明与显示器市场规模,将由2008年的6.15亿美元,成长至2014年的67亿美元以上,年复合成长率(CAGR)将高达44%。
  在OLED显示器方面,预测该市场在2009~2014年间,营收的CAGR将达35%,规模约47亿美元,其主要的成长动力,早期为AMOLED显示器在可携式产品的应用,未来则是AMOLED电视机;在OLED照明方面,自2010年将从小市场规模开始,以112%的CAGR成长速度,至2014年达19.85亿美元的规模。
  此外,由于OLED材料与技术的发展,将有部份的OLED显示器制造商,转向OLED照明领域发展。OLED显示器是在1990年代晚期上市,主要厂商为日本、台湾与韩国。但到了2014年,中国厂商所佔的比重将大幅增加。欧洲厂商则主要以发展OLED照明技术为主。
  至于PMOLED显示器市场,将在2009年至2014年间,持续缩小规模,AMOLED显示器,则将以42%的年复合成长率成长。
  车用OLED照明方面,将会在2011年开始起飞,至2014年之前,以100%的CAGR迅速成长。
 由于OLED具有适应力强、可印刷等优势,因此其应用潜力十分被看好,未来应用尚包括发光壁纸、产品包装、广告招牌、衣物、贺卡的产品,或医疗用途等。
 七,xx阿凡达的阿凡达---OLED3D电视
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 未来半导体行业将在杀手级产品的推动下进入全新的繁荣,以LED电视、3D电视与OLED电视为代表的新型电视的出现,将对我国家电市场以及相关产业链带来深刻变化,这种变化有助于本土家电企业未来业绩增长,加快液晶面板国产化以及惠及相关制造链。
 3D电视有望在2013年后出现一定的规模效应。因为目前技术已经解决不需要眼镜就可以观看3D平板电视的问题。成本将随技术进步而降低。事实上,目前成熟的3D电视制造技术依然还是建立在LCD基础上的。只是制造工艺更加复杂而已。但随着工艺的成熟与LCD的成本下降,3D电视价格下降至合理水平xx可以预见。
 今后电视机还有两大升级方向:一是上文已述的显示性能升级,包括LED电视、3D电视、OLED电视等;二是功能升级,即互联网电视、数字家庭等。1月18日国务院常务会议决议加快推进三网融合,“充分利用三网融合有利条件,创新产业形态,推动移动多媒体广播电视、手机电视、数字电视宽带上网等业务的应用”,这为互联网电视的发展扫去障碍。
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 八,我国的OLED的应用和前景
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 中国身为全球电子产品制造大国和消费大国,未来也被看好成为全球{zd0}的OLED应用市场。预计未来三年,随著消费电子产品终端需求的不断增加,大陆市场对OLED面板需求也将迅速成长
 首先,这与OLED技术的特点相关。与液晶相比,OLED具有全固态、主动发光、高亮度、高对比度、超薄、低功耗、无视角限制、工作温度范围宽、可实现柔软显示等诸多优点。
 其次,从发展环境来看,目前平板显示产业处在升级换代的关键时期,这也决定了我们必须快速推进该项技术产业化。
 {zh1},OLED技术是中国显示产业发展难得的机遇:{dy},中国拥有巨大的消费市场,伴随着人们对视觉品质要求的逐步提高,OLED拥有巨大的发展空间。第二,由于不掌握核心技术,我国企业在CRT、液晶时代都经历了一段时间的被动,而OLED技术部分实现了自主知识产权,所以能大大增强国内企业的话语权。目前我国企业所掌握的OLED技术水平与国外差距不大,并在积极参与国内外标准的制定。第三,经过10多年的发展,国内目前拥有了一批强大的研发团队,为这项产业的发展打下了良好的人才基础。第四,政府现在也开始认识到OLED技术的产业化对中国显示行业发展的重要意义,国家很多部委和地方政府都从政策和资金方面给予OLED产业发展一定支持。
 OLED显示技术依驱动方式不同,分为无源驱动OLED(PMOLED)和有源驱动OLED(AMOLED)两种。中国现有的生产线大多为PMOLED,只能做成4英寸以下的小尺寸OLED面板。与之相比,AMOLED具有更多的优势,如采用TFT(薄膜晶体管)基板作为显示基板,因此理论上可以做任意大的彩色OLED面板,并且可以实现OLED电视、超薄显示和柔性显示等。
 2010年年初履新清华大学副校长一职的邱勇教授是有机光电子与分子工程教育部重点实验室主任、国家“十一五”“863”计划的“新型平板显示技术”重大项目总体专家组组长,同时也是维信诺公司创始人兼首席科学家。从1996年起,他就开始带领自己的团队从事OLED的研究和开发,并于2001年与相关企业合作建立了维信诺公司,以专门进行生产工艺技术的开发和生产线的设计与建设。截至2010年3月,邱勇和他的团队共申请OLED专利213件,其中中国发明专利174件,国外发明专利39件;已获授权专利86件,其中国外授权专利10件。不仅如此,他们还参与并负责了OLED国际和国家标准的制定。邱勇还曾担任OLED国际标准中测试方法标准工作组组长。而在液晶产业中,中国在其早期发展阶段一直与标准无缘。
 其一就是2008年10月维信诺公司依靠自主创新技术建成的我国大陆{dy}条OLED大规模生产线投产,这带动了很多国内企业跟进。其二就是他所带领的团队在国际上开创了将OLED技术应用到航天领域的先例,解决了高亮度、高对比度、抗震动、抗电磁干扰等技术问题,所研制的OLED显示器成功应用于“神七”舱外航天服上。
上世纪90年代,由于我国在TFT-LCD技术研发和产业化方面投入严重不足,导致面板技术面临国外垄断,不得不重走引进的老路,受制于人。“以此为鉴,对于继LCD之后出现的新一代显示技术OLED,国家确实应该在其早期阶段就给予足够的重视,以免错过发展良机。”
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目前中国大陆OLED产业的发展已经引起了中央有关部门和地方政府的重视,但是由于当前国内企业实力不够,减小风险的机制不健全,资本市场不完善,所以还需要国家从资金和政策层面予以支持。可以通过政府项目的形式支持OLED后续技术、共性技术和未来技术的研发,建立由政府主导、企业参与的产学研结合的新型创新体系。通过建立国家工程中心(工程实验室)等创新平台,快速推进我国OLED产业的研发与大规模产业化。
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 OLED显示技术实际应用被提到议事日程上是在2005年,科技部将该技术列为“十五”计划,2008年底国内一条生产线在江苏昆山奠基,该生产线将于今年底正式投产,年产量迈出我国OLED显示产业发展的{dy}步。
 除了国家攻关OLED技术,本土电视厂家也积极参与先进技术的研发。长虹投资4亿元主导的自主知识产权OLED屏生产线项目在今年4月28日破土动工,09年{dy}季度投产,具有1200万吋的生产能力。在一期工程稳定后会逐步启动第二、第三阶段工程,研发尺寸更大、清晰度更高的OLED屏幕。
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 九,产业发展仍面临瓶颈
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  当然面对目前位居主流市场的LCD显示技术,OLED要挤身成为主流显示技术,仍面临诸多瓶颈。目前有三大挑战正左右OLED产业的发展。{dy},OLED产品价格昂贵,原因在于经济规模小,使得材料成本和制程成本无法降低;第二,在技术层面上,OLED寿命仍还有待提高,目前OLED产品寿命只有2万小时,要达到商用化要求,至少需要5万小时;第三,OLED目前仍主要应用在小尺寸行动装置面板领域,在大尺寸显示市场仍还有待突破。
除此之外,中国大陆OLED产业链尚未形成。几乎上游所有的材料等都需要从日本、韩国等地购买,关键设备以及整套设备的系统化技术也都掌握在日、韩和欧洲大厂手中。然而大陆在有机发光材料的合成方面已掌握了很多关键技术,这对未来迈入OLED产业将是一大优势。
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 十,国内生产OLED的企业
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 尽管我国在液晶、等离子领域与日韩等国家存在一定的差距,但是在OLED领域,中国企业的研发实力与国际先进水平旗鼓相当。目前全球加入OLED市场竞逐的厂商合计有100家以上,如制造厂商有三星SDI、LGD等厂商;材料开发商有柯达、剑桥显示技术公司等;设备制造商有日本真空、大日本印刷等。国内方面,除台湾铼宝、奇晶等业内{lx1}企业外。
目前国内主要有昆山维信诺、汕尾信利、四川虹视等企业从事小尺寸OLED生产,而包括方正集团、京东方、兰宝信息等公司都打算对OLED进行相关的投入。
 从《液晶显示{zw}----TFT-LCD 》和《xx光源革命和未来《阿凡达》的---LED 》到今天博文的分析,都是围绕在新材料新技术的运用下,电视的核心技术不断换代的产品让人类的视线和思想更为丰富,更充满动感和快感,这里LFT-LCD和LED基本是同级的产品,只是在用一个平台上级别更高些,而OLED在未来的10年后,随着技术的不断完善和提高,最终将超越或取代前者,时间和价值最终也会体现OLED的xx。

 个人观点,仅供参考!

 2010年4月7日20.56





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