未來之書，深入淺出分析OLED顯示技術(shù)
今天LCD已經(jīng)逐漸走近千家萬戶，然而，在顯示產(chǎn)品領(lǐng)域歷經(jīng)了一場(chǎng)又一場(chǎng)的波瀾壯闊的革命之后，我們未來在顯示產(chǎn)品上又將會(huì)迎接什么樣的技術(shù)革新，給我們帶來什么樣的驚喜呢？這就是下文即將談到的下一代的平板顯示器，OLED顯示技術(shù)。
OLED即英文Organic Light Emitting Diode的縮寫，中文譯作有機(jī)發(fā)光二極管。自2003年開始正式有廠家把OLED技術(shù)應(yīng)用在數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)等數(shù)字產(chǎn)品的顯示屏幕上。這也能看出OLED在移動(dòng)產(chǎn)品上正在趕超LCD的產(chǎn)品。
今天應(yīng)用在手機(jī)上的OLED屏幕OLED是當(dāng)前平板顯示器業(yè)界的新寵兒，很多公司都正在對(duì)此進(jìn)行研發(fā)，并努力將該技術(shù)推向市場(chǎng)。這與它所具有的優(yōu)勢(shì)是分不開的，就以O(shè)LED跟現(xiàn)在的LCD屏幕比較起來，我們可以發(fā)現(xiàn)OLED確實(shí)存在諸多的優(yōu)點(diǎn)：
由于OLED的厚度很薄，所以它的物理特性非常柔軟
柯達(dá)的OLED顯示屏
OLED不存在視角問題，不像現(xiàn)在的LCD屏幕，會(huì)有嚴(yán)重的水平和垂直的視角失真。由于OLED所具有的主動(dòng)發(fā)光的特性，屬于發(fā)射型的設(shè)計(jì)，視角一般都可以達(dá)到180°的極限。
● 成本，比LCD至少節(jié)省20％
在重量方面，OLED的設(shè)計(jì)重量還要比LCD輕得多，因?yàn)樵谥圃旃に嚿希琌LED所需材料很少，它只有一個(gè)底層，制造工藝也相對(duì)簡(jiǎn)單，只需要86道工序，而LCD卻要上200道，它對(duì)材料和工藝的要求都比LCD減少約1/3，成本將會(huì)更加低。據(jù)估計(jì)OLED量產(chǎn)時(shí)的成本要比LCD至少節(jié)省20%，這也是將來在顯示屏生產(chǎn)中，現(xiàn)有的LCD技術(shù)會(huì)被OLED技術(shù)所取代，在生產(chǎn)成本和產(chǎn)品性能上的優(yōu)勢(shì)奠定了優(yōu)厚的基礎(chǔ)。
● 缺憾，“短命”的OLED
今天在不少數(shù)碼產(chǎn)品上，我們可以看到咱這種單色的
可顯示16級(jí)灰階的OLED屏幕
被譽(yù)為OLED之父的汪根樣博士那么OLED技術(shù)到底是什么時(shí)候出現(xiàn)的呢？其實(shí)早在1987年，就已經(jīng)有人開始對(duì)OLED進(jìn)行研究。這是受聘了Kodak公司的汪根樣博士無意間發(fā)現(xiàn)的有機(jī)蓄電池所產(chǎn)生的發(fā)光現(xiàn)象，并從此開始了關(guān)于OLED的研究，為OLED技術(shù)邁出了第一步。作為出生在香港的汪根樣博士不愧是我們中國(guó)人的驕傲。后來汪根樣繼續(xù)研究發(fā)現(xiàn)：在小分子有機(jī)材料中，它們與金屬半導(dǎo)體類似，可以在電場(chǎng)的作用下產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象，而且這些小分子的有機(jī)材料的電光轉(zhuǎn)換效率非常高。在電路控制下，OLED能快速地點(diǎn)亮和熄滅，每秒可操作60次，亮度很高，工作電壓卻非常之低。
與此同時(shí)，在英國(guó)劍橋大學(xué)攻讀博士的Jeremy Burroughes也在一年之后證明，大分子的聚合物也有場(chǎng)致發(fā)光效應(yīng)。之后，Jeremy便與他的導(dǎo)師一起創(chuàng)建了劍橋顯示技術(shù)公司，同樣走上了研究OLED的道路，開辟了與Kodak公司截然不同的OLED研發(fā)路子。
OLED所具備的優(yōu)異性能跟它的特殊結(jié)構(gòu)的關(guān)系是密不可分的，在OLED顯示屏中，每個(gè)OLED單元猶如一塊多層的夾心餅干，其中的發(fā)光材料就是夾在每個(gè)單元的中間，好比是餅干中的餡料，每個(gè)單元都能受控地產(chǎn)生3種不同顏色的光，它的結(jié)構(gòu)如圖所示。
OLED技術(shù)除了用于我們?nèi)粘Ｊ煜さ淖烂嬗?jì)算機(jī)系統(tǒng)中之外，它的另一個(gè)應(yīng)用就是用在微型顯示器上，這里所說的微顯示器（Microdisplay）一般是指3.3cm以下的顯示器，它目前主要分為L(zhǎng)CD和OLED兩大類。
微型顯示是針對(duì)一些小的移動(dòng)設(shè)備，小得能裝在衣服口袋里，同時(shí)，如果使用這種小巧的OLED屏幕來欣賞大屏幕的DVD影片時(shí)，也無須擔(dān)心它的顯示面積過于狹小，只要給這類微顯示器配上一副虛擬的光學(xué)系統(tǒng)就可以迎刃而解了。
根據(jù)美國(guó)Standard Resouree資料顯示，2001年全球OLED銷售金額僅300萬美元，但到2002年達(dá)2.1億美元，增長(zhǎng)近70倍。OLED不需背光源、省電、亮度更高、成本更低的特點(diǎn)，也令OLED所具有的有機(jī)發(fā)光技術(shù)吸引了更多的廠商注意。
基于OLED屏幕的手機(jī)未來廠商的目標(biāo)是進(jìn)軍大面積OLED的市場(chǎng)，這樣將會(huì)造成液晶電視與等離子的市場(chǎng)地位的下滑。預(yù)計(jì)到了2005年，OLED大屏幕顯示器的成功研發(fā)潮必將引發(fā)顯示產(chǎn)品的激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。不過，現(xiàn)階段很多TFT-LCD廠家都開始了兩手準(zhǔn)備的市場(chǎng)策略，希望進(jìn)一步考慮將產(chǎn)品分為兩條戰(zhàn)線，一條是繼續(xù)生產(chǎn)LCD并發(fā)展到LCD-TV和液晶投影設(shè)備上，而另外一條線就是開始涉足OLED領(lǐng)域，當(dāng)市場(chǎng)步入成熟后就全面發(fā)力擴(kuò)大產(chǎn)能，而不至于被競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手分食整個(gè)顯示市場(chǎng)。
雖然現(xiàn)今LCD顯示屏具有低輻射、環(huán)保健康和低能耗等諸多優(yōu)點(diǎn)，但面對(duì)它自身的響應(yīng)時(shí)間較慢、視角范圍小、色彩亮度低的缺點(diǎn)也限制了部分專業(yè)用途的用戶去使用LCD。不過，以上制約著平板顯示屏的技術(shù)瓶頸也將會(huì)被下一代的OLED顯示技術(shù)所打破，從OLED的低能耗、高亮度，反應(yīng)時(shí)間短以及沒有視角限制等優(yōu)異特性來看，OLED毋庸置疑將是下一代的平板顯示設(shè)備的新星，為我們的顯示新視野展開嶄新的一頁。
“PEG-VZ90”手持設(shè)備所采用的OLED屏幕
這種新型3.8英寸（或9.7厘米）顯示屏只有2.14毫米厚，它能夠使用戶在 VZ90這樣的移動(dòng)產(chǎn)品上享受到各種高質(zhì)量影像，比如電視節(jié)目和數(shù)字圖象，而不會(huì)使用戶的視覺感受打折扣。
索尼OLED設(shè)備技術(shù)指標(biāo)：
索尼 OLED顯示設(shè)備 | 參考：同等級(jí)的LCD設(shè)備 | |
尺寸 | 9.7 厘米 (3.8英寸) | (相同) |
分辨率 | 480xRGBx320 (HVGA) | (相同) |
點(diǎn)距 | 56微米×168微米 | (相同) |
亮度 | 150cd /m2 | 55 cd /m2 |
對(duì)比度 | 1000 : 1 | 100 : 1 |
色彩 | 262, 144 色 | (相同) |
響應(yīng)時(shí)間 | 0.01毫秒 | 16毫秒 |
觀測(cè)角度 | 垂直： 約180度 水平：約180度 | 垂直：約130度 水平：約125度 |
OLED由于先天不足而無法滿足大屏幕輸出的需求。不過這種情況即將被改變，三星在今年1月已經(jīng)研制出了全球最大的電視機(jī)用OLED顯示面板。
三星給出了這款產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)：
·尺寸：21英寸
·分辨率：1920×1200
·亮度：1000nits
·對(duì)比度：5000：1
據(jù)三星電子稱，該款OLED顯示面板的尺寸為21英寸(53.34厘米)，在亮度、薄度和節(jié)能方面均優(yōu)于當(dāng)前的LCD顯示面板。
三星公司還表示，該款OLED顯示面板不但可用于高清晰電視機(jī)的屏幕，還可以作為計(jì)算機(jī)顯示器使用。而且，這種顯示面板還可以在當(dāng)前的LCD生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
三星LCD研發(fā)中心副總裁Jun-Hyung Souk表示：“這款OLED顯示面板的問世表明三星公司已經(jīng)走在該市場(chǎng)的最前沿，同時(shí)也將成為大尺寸OLED電視市場(chǎng)的領(lǐng)頭羊。”
三洋電機(jī)和柯達(dá)聯(lián)合開發(fā)出了一種耗電量比原來減小一半左右、色度對(duì)視角依賴性更小的2.16英寸彩色OLED面板，它以230cd/m2的亮度顯示圖像時(shí)耗電量?jī)H為200mW～300mW。
為了降低耗電量，每個(gè)像素在RGB三個(gè)子像素的基礎(chǔ)上追加了一個(gè)白色（W）子像素，也就是說由總計(jì)4個(gè)子像素構(gòu)成一個(gè)像素。使用時(shí)則是將3種子像素結(jié)合起來進(jìn)行色彩顯示，這樣一來在這些子像素中就一定會(huì)用到W子像素。也就是說以GBW、BRW、RGW這樣的組合方式來使用。W子像素的發(fā)光效率高達(dá)12.5cd/A，分別約為R的5倍、G的2倍、B的11倍，所以與只使用RGB相比，電源利用效率就得到了提高。
精工愛普生展出了色彩表現(xiàn)性更高的最新OLED面板。一般來講，OLED面板的色彩表現(xiàn)性提高以后，壽命會(huì)縮短。而此次通過對(duì)材料、元件結(jié)構(gòu)，以及光線照射方法進(jìn)行全面改進(jìn)，從而在維持原壽命的基礎(chǔ)上擴(kuò)大了色彩表現(xiàn)范圍。該公司沒有公布色彩表現(xiàn)范圍的具體數(shù)字，不過與原有色彩表現(xiàn)性的OLED面板相比，色彩更鮮艷了。
此次展出的色彩表現(xiàn)性更高的OLED面板的畫面尺寸為6.5英寸，分辨率為560×480像素。亮度為100cd/m2，對(duì)比度為500:1。使用圓形偏光板。為高分子方式，OLED工藝中使用了噴墨法。壽命正在檢測(cè)，約為2000至3000小時(shí)。該公司希望2007年投產(chǎn)，其中最大的課題是產(chǎn)品壽命。目前EPSON的開發(fā)目標(biāo)是面板亮度保持在200cd/m2，而壽命則延長(zhǎng)到1萬個(gè)小時(shí)，這也使OLED的應(yīng)用前景更加明朗。
04年5月，精工愛普生向外界展示了其40英寸的OLED顯示原型，并且宣稱將在2007年此類電視將會(huì)正式上市。該顯示器使用了4個(gè)20英寸低溫LCD面板組成，具備1280×768像素，能夠顯示26萬色。精工愛普生表示，目前面臨的最大挑戰(zhàn)是OLED TV的壽命和尺寸擴(kuò)大問題，公司表示他們的產(chǎn)品將可以使用10000小時(shí)以上，這與最開始的等離子面板TV的壽命處于同一水平。
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