未来液晶显示技术展望
4. 热稳定性比高分子的差,需 2.制程设备尚在实验
要较高驱动电压
阶段
专利 授权
基础专利掌握在 Kodak 手 中,其对授权态度保守
材 料 供 Kodak、出光兴业 、三菱化
应商
工、三井化学、东洋 INK、
UDC 等
技 术 领 导 商 CDT 采 取 较开放的专利授权态 度,降低投入厂商门槛 和成本
参考文献: 1“) 视觉盛宴 解读新一代液晶显示器技术”作者:Hardw are 4Eve r 来 源:IT 世界 2“) 六大液晶面板全面解析”作者:乐神 来源:万维家电网 3“) 高亮度 OLED 背光研制成功”极速网 http://w w w .mate rials one . com 4“) 索尼公司成功实现深蓝色荧光 OLED 发光效率”天极网 w w w .
2、PLED(高分子有机发光显示器)技术 有机电激发光(organic electrolum ines cence ,OEL)显示技术 依其组件所使用的载子传递层与发光层等有机薄膜材料之不同可 概分成两系统,一是以染料或颜料为材料之小分子组件 (m olecule- bas ed device),另一则以共轭性高分子为材料之高分 子组件(polym er- bas ed device),前者真空蒸镀镀膜制作组件,后 者则采溶液涂膜方式。由于 OEL 组件亦具有无机发光二极管 (light- em itting diode ,LED)整流与发光的特性,因此小分子 OEL 组件亦被称为 OLED,而高分子 OEL 组件则被称为 PLED。 严格来说,高分子发光二极管之研究于英国剑桥大学研究群之 数年前即有,但使用的材料并非共轭性高分子材料,其结果也未引 起大众的注意。直至 1990 年英国剑桥大学 Friend 等人发表 PPV PLED 在著名的 Nature 期刊上,因而引发了后续的研究热潮。 1.1990 年 PLED 的崛起─单层结构组件 2.1992 年双层结构组件 ─ 电 子 传 递 层 (electron trans port la ye r,ETL)的应用 3.1995 年双层结构组件─电洞传递层 (hole trans port layer, HTL)的应用 4.多层(m ulti- layer)结构组件 5.掺合体(ble nd)结构组件 6.Singlet 与 Triplet em is s ion 图 8 为目前之 IJ P 全彩 PLED 显示器原型,一为 CDT 与 Eps on 于 1999SID 共同发表主动式 TFT 驱动之 PLED 全彩显示器, 16 灰阶可显 4096 色,约有 30,000 画素,达 120ppi。另一个则为 Tos hiba 所发表 2.85 寸 (80ppi)、144 (RGB)x 76(Q- CIF,Quarter Com m on Interm ediate Form at)全彩(26 万色、64 灰阶)的原型产 品,将应用于可携式消费性电子产品,如手机、PDA 等。
关键词:液晶显示 LCD OLED PLED 液晶显示器 TFT LCD,全称为薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Trans is tor Liquid Crys tal Dis player),一般简称 LCD(Liquid Crys tal Dis play)。超薄体形、低功耗、低辐射、无闪烁、完全物理平 面、低反光、清晰的字符显示等等,都是大家非常熟悉的液晶显示器 LCD 优点。在彩色 LCD 面板中,每一个像素都是由三个液晶单元格 构成,其中每一个单元格前面都分别有红色、绿色和蓝色的过滤器。 这样,通过不同单元格的光线就可以在屏幕上显示出不同的颜色。 实际我们使用的 LCD 显示器,除了偏振玻璃,还有其他多层的薄膜 以及组件,包括极化偏振玻璃、各种极化电极、数据传输电极、有色 过滤玻璃层、液晶原料等等。 随着 LCD 技术的逐渐成熟,手机、液晶电视、便携多媒体设备 价格一路下降,使得彩色液晶显示技术成为我们身边不可缺少的一 部分。于此同时 LCD 液晶显示技术的缺点也越多的显露出来: 1.因为液晶材料本身并不发光,所以在显示屏两边都设有作为 光源的灯管,而在液晶显示屏背面有一块背光板(或称匀光板)和反 光膜,背光板是由荧光物质组成的可以发射光线,其作用主要是提 供均匀的背景光源。长时间工作背光灯的亮度会慢慢降低,以致影 响显示效果。 2.液晶本身只有透光和不透光两种模式,它的颜色是覆盖液晶 薄膜的颜色。现在的显示设备都是有薄膜覆盖红、绿、蓝三色的像素 点组成。产生的颜色一般在 16777216 色以内。制约了液晶显示器 在绘图,广告设计等专业领域的应用。 针对以上的弱点包括夏普、三星、索尼、LG、飞利浦在内的许多 世界级厂商纷纷推出了改进的 LCD 液晶面板,他们分别从液晶的 排列方式,色彩薄膜的形状等方面进行改变。技术比较成熟的有以 下几种: 1、夏普屏 夏普屏是目前最受关注,也是目前业界公认的顶级 面板。采用夏普自己独创的 CPA 技术,意为 (Continuous Pinw heel Alignm ent)连续焰火状排列技术。各液晶分子朝着中心电 极呈放射的焰火状排列,由于像素电极上的电场是连续变化的,所 以这种广视角模式被称为“连续焰火状排列”模式。 2、三星索尼屏(S- LCD) 三星和索尼合资生产的 S- LCD 液 晶电视,采用的 PVA(Patterned Vertical Alignm ent,垂直取向构 型)广视角技术。PVA 采用透明的 ITO 电极代替 MVA 中的液晶层 凸起物,透明电极可以获得更好的开口率,最大限度减少背光源的 浪费。这种模式大大降低了液晶面板出现“亮点”的可能性。之后三 星又在 PVA 面板上开发出新型的 S- PVA(S- PVA 是 PVA 技术的 改良型)面板。S- PVA 的响应时间可达灰阶 8m s 或更高,同时对比 度也有很大提升。 3、LG- 飞利浦屏(LPL) 和夏普、三星两家同属于王者级别的 液晶面板。LPL 的显著特点就是在技术方面采用了 IPS(In Plane Sw itching 平面控制模式)广视角技术,最大卖点就是它的两极都在 同一个面上,而不象其它液晶模式的电极是在上下两面,立体排列。 由于电极在同一平面上,不管在何种状态下液晶分子始终都与屏幕 平行,会使开口率降低,减少透光率,所以 IPS 应用在液晶电视上会
OLED 与 PLED 比较对照表
OLED(小分子)
PLED(高分子)
有机材料 分子数量约数百万个, 其染料及颜色为小分
子元件
分子数量约数万至百 万个,以共轭性高分子 为材料的高分子元件
制 程 设 采用 真 空 蒸 镀 技 术 ,真
备及技 空蒸镀及封装技术为关
术
键技术
采用 Int—J et (喷墨)印 刷,涂布有机材料物质
到众多大厂家的青睐。OLED 技术目前的领先者是美国柯达公司,
其他诸如 TDK、三洋、先锋和飞利浦等公司也正在后面追赶。
彩色的 OLED 屏幕已经已经开始采用在手机、MP3 等便携的电子
设备上,但因为大尺寸化方面还有不小的困难,因此还很难威胁到
液晶在显示器中的地位。
出光兴产公司 (以下简称出光) 和索尼公司 (以下简称索尼)在
2.5 吋大 OLED 可完
全屏幕,1670 万色,
厚 度 仅 为 0.3mm,
拥有 24bit 色深,分
辨 率 160 ×120,对 比 度 超 过 1000:1。
(图 3)索尼软式 OLED 屏幕
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科学实践
索尼表示,这款新产品采用了 Pentacene 作为材料,树脂基板采用 的是 200μm 的 PES。透过 TFT 绝缘膜由传统的无机材料改为有 机材料,所以可以在弯曲的状态下显示影响。
应用范围 高单价小尺寸面板
低单价的大尺寸面板
特色 优点
易彩色化、简单驱动电路 即可发光,制程简单,可 制成可挠式面板,符合 OA 轻薄短小原则
1.容易彩色化 2. 蒸镀制程自动化技术较 成熟 3. 材料的合成及纯化度容 易
不需薄膜制程、真空装 置,元件构成只有二层, 投资成本低,色彩表现 不如 OLED 佳,需对色 彩偏差做补偿
CDT、Covion、Dow 化 学、住友化学
目前 发展
SK Dis play 公司于 2003 年 3 月首度推出 2.2 英寸全彩 AMOLED 面板并开始量产
发展较慢,仅有少量单 色及区域多色的 PLOLED 产品量产
(图 4)Ink- jet printing 制程开发出的 PLED 全彩显示器 目前显示技术革命性变化有两大类:一类是从阴极射线管向液 晶技术的转变。由于有了液晶技术,在计算机领域预计到 2011 年 全球笔记本销售量将超过桌面 PC。液晶技术使消费者感受到了超 薄、便携、高清、数字化等新理念和新体验。第二类是展露曙光的从 刚性到柔性显示产品的转变,带给消费者的感受也是革命性的。由 于柔性显示技术的出现,加之海量存储产品的微型化,二者的有机 结合必将出现新产品、新应用以及新兴产业,带给消费者便利、享 受、安全的新生活方式。从上表,可以看出高分子 PLED 技术具有很 多优越性能,未来其可能会成为液晶产品的竞争者,更有可能成为 柔性显示的主流技术。
(图 2)OLED 发光方式该技术的优点很多,OLED 具有主动发
光,无视角问题;重量轻,厚度小;高亮度,高发光效率;发光材料丰
富,易实现彩色显示;响应速度快,动态画面质量高;使用温度范围
广;可实现柔软显示;工艺简单,成本低;抗震能力强等一系列的优
点,因此它被专家称为未来的理想显示器。这些优点使得专家将其
评价为未来的理想显示器。与传统的 LCD 相比,OLED 屏在使用中
可以明显感到清晰度、对比度和亮度的提高,尤其是在黑暗的环境
中。另外,其还具有功耗低和可视角度大两个“撒手锏”。如果 OLED
能作到在强光下保持画面的清晰度和对比度均衡就更完美无缺了。
目前,OLED 技术还处在发展完善阶段,但由于其优点突出,已经受