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在过去的二十年中,有机发光二极管(oled)由于其良好的应用前景而引起了人们的极大兴趣。他们已经在手机显示器领域取得了进展,pda 和 OLED 电视也在市场上销售。不久,oled 将取代白炽灯和荧光灯。 图1: 显示常规 OLED 显示屏的图像 有机电致发光器件,基于电致发光技术,是一种能量转换设备。他们把电变成了光。电致发光是物质在电场中发出的光。1960年,马丁 · 波普和他的团队首次观察到在有机晶体中注入空穴。三年后,他们还观察到单晶蒽和一个杂质掺杂的直流电中的电致发光。尽管这种有机晶体具有很高的量子效率,但由于对可见光发射的工作电压要求很高(400 v 以上) ,因此没有应用。随后,Helfrich 和 Schneider 使用电子和空穴注入电极在单晶蒽中实现了双重注入复合电致发光,电压降低到60v 以获得可观察的发射。 1987年,伊士曼柯达公司的 Van Slyke 和 c. Tang 开发了一种新型的含有活性“小分子”的异质结构双层器件。这两层有机薄膜分别负责空穴和电子的传输。该装置具有良好的亮度(> 1000cd/m2)、低的工作电压(< 10V)和可观的发光效率(1.5 lm/w) ,研究取得了良好的效果。此外,该器件还具有整流特性,从而产生了术语 OLED (有机发光二极管)。这一发现促进了这一领域的爆炸性发展。 什么是 OLED? OLED 是一种发射技术,它们发光而不是扩散或反射次级光源。 是有机发光二极管的首字母缩写。OLED 是一种自发光技术,由夹在两个电极之间的多个半导体有机层组成,其中至少一个是透明的。透明电极由导电透明氧化铟锡(ITO)涂层玻璃基板构成。 图2: 显示 OLED 屏幕的半导体有机层的图片 图3: 显示 OLED 屏幕简化器件结构的图形图像 有机发光二极管非常薄,实际上是二维多层器件。所有有效层的厚度放在一起是一个100纳米的顺序。这在空间关键应用中非常有用,例如在飞机上。此外,这些设备可以在零下的温度下工作,因此对于军事应用也有重要意义。 OLED 器件在尺寸和形状上没有限制。所有能想到的形状,包括柔韧的,都可以提供。这些装置可以是纤维的形式,也可以是机织的。它们可以弯曲、卷成薄膜或者可以构成球体的表面。对于照明应用,薄玻璃基板可以使用。 OLED 聚合物基发光二极管(PLED)材料 有机发光二极管材料 有机电致发光器件由阴极、电子注入层、电子传输层、发射层、空穴传输层、空穴注入层和阳极组成。多层结构如下图所示 图4: 显示多层 OLED 屏幕的图像 使用一层极薄的氧化铟锡作为阳极; 薄层的使用是因为它必须是光学透明的。对于阴极,使用低功能金属,如锂、镁及其与银或铝的合金。 各种类型的有机材料被用于有机电致发光器件的功能层。由于所有的发射材料都不利于电子或空穴的传输,因此需要使用不同功能的材料。单一材料发射层的稳定性不好,染料掺杂剂用于稳定 OLED 发射和色彩调谐。 电子传输材料 最突出的 OLED 材料是 Alq3。它不仅是一种很好的发射材料,也是一种很好的电子传输材料。另一种电子传输材料是 ADN。 孔道运输材料 已有的空穴传输材料有很多,但是成熟的空穴传输材料有 NPD 和 TPD,这两种材料都用于 oled。 染料的主要用途是调色和稳色。 Rubrene 是用来涂抹 alq3的黄色排放物。用 DCM II 和 DCJTB 在 alq3中掺入红光发射剂。C545用于绿色稳定,Perlene 用于蓝色稳定。 基于有机电致发光器件中使用的两类电致发光材料,现在有两种类型的 oled 可供选择。电致发光在这两种类型中是相似的,不同之处在于有机薄膜的沉积 聚合物基发光二极管(PLED) 聚合物是较大的分子,因此不能被热沉积。聚合物有机电致发光器件是在环境条件下,通过喷墨打印工艺或其他溶液处理方法(也称为“湿法”)将聚合物材料沉积在基片上制成的。它们用于制造大尺寸屏幕。 聚合物 OLED 器件通常具有较少的层数。电活性聚合物具有多种功能: 有的可以作为电子传输、电子注入甚至发射层,有的可以作为空穴传输和发光层。掺杂剂发射器通常用于颜色调谐。聚合物器件结构如下所示。它是由溶液制成的双层结构 聚合物 OLED 器件通常具有较少的层数。电活性聚合物具有多种功能: 有的可以作为电子传输、电子注入甚至发射层,有的可以作为空穴传输和发光层。掺杂剂发射器通常用于颜色调谐。聚合物器件结构如下所示。它是由溶液制成的双层结构 图5: 聚合有机发光二极管的各层结构 导电聚合物 . 聚苯胺(PANI: PSS) . 聚乙烯二氧噻吩(PDOT: PSS) 图6: 不同导电聚合物的分子结构 放射性聚合物 聚苯撑乙烯(R-PPV) 聚芴(PF) 图7: 放射性聚合物 小分子材料(SM-OLED) 小分子有机发光二极管是由真空蒸发(也称为“干法”小分子基板。由于小分子不具有任何定向性质,因此形成非晶态薄膜。 小分子器件结构如下图所示,它是一种全部在真空中制成的多层结构。 图8: 显示小分子有机电致发光器件结构的图像 空穴传输小分子 . 金属酞菁 . 芳基胺,星爆胺 图9: 空穴传输小分子的分子结构 放射性小分子 . 二苯乙烯金属螯合物 . 荧光染料 图9: 放射性小分子 转换材料、发光层材料和电极的选择是决定 OLED 器件质量的关键因素。 OLED-OLED 是如何工作的? 如前所述,OLED 由多层组成,每层负责一定的功能。 在电极上施加正向偏压时,虽然施加的电压很低,从2.5 v 到20v,但在有源层中产生的电场大约为105-107v/cm。这些高电场迫使电荷通过有源层界面注入。透明阳极注入空穴,阴极注入电子。有时,从无机接触面向有机层注入载体有困难。因此,为了便于电荷注入,在结构中采用了空穴注入层和电子注入层。 从阳极和阴极注入的空穴和电子在材料内部移动(通常是通过跳跃) ,然后在发射层中重新结合形成激子,之后发生电致发光。激子的辐射弛豫产生光子,其中一部分从有机电致发光器件的透明侧退出。 能级图示如下 图10: OLED 显示屏的能级图 由于载流子传输依赖于跳跃过程,有机半导体的电导率比无机半导体低几百万数量级。能带的概念也不适用于有机电子学。使用最高占用分子轨道和最低未占用电子(HOMO 和 LUMO)水平来代替原子价和导电带。 光子的颜色是电致发光分子 HOMO 和 LUMO 能级之间能量差的函数。因此,光发射的波长可以由分子或聚合物中的共轭程度来控制。 发射色是一种材料性质。因此,通过在一个器件中堆叠几个不同的发射层,总发射可以调谐到几乎每一种颜色,包括在任何颜色温度下的白色。 OLED 显示器-型号 OLED 显示器-不同类型的有机发光二极管 显示器通常分为有源矩阵和无源矩阵,OLED 也是如此 1. 无源矩阵 oled (PMOLED) 无源基质有机电致发光器件(PMOLEDs)由一排阴极条和一排阳极条组成。在两者之间的是有机层。所述阳极条与所述阴极条成直角排列,从而形成行和列基体。像素是在阴极和阳极的交叉处形成的; 像素是光子发射的点 为了照亮特定的像素,外部电路将电流应用于阳极的行线和阴极的列线。因此,可以打开和关闭所需的像素。像素的亮度取决于通过像素的电流量 图11: 无源矩阵有机电致发光器件的原理图 无源矩阵有机电致发光器件成本相对较低,易于制造。然而,由于外部电路的存在,与其他类型的有机发光二极管相比,它们的功耗较高。但其功耗比液晶显示器低。 PMOLED 的标准尺寸分别为0.95英寸和1.5英寸,最适用于手机、 pda、 mp3播放器等小型显示器。 有源矩阵有机发光二极管(AMOLED) 有源矩阵 oled (AMOLED) 无源矩阵有机电致发光器件需要大量的电流才能达到足够的亮度。这就需要使用大的驱动电压,从而增加功耗,增加闪烁,缩短寿命。 Amoled 使用有源矩阵寻址,每个像素由自己的电极定义,并由薄膜晶体管和电容器组成的电路驱动。然后将阳极放置在这个有源矩阵电路的顶部,没有图案化的对电极充当接地电极。在这种装置中,电容器的目的是在帧周期内保持信息。 TFT 数组决定开启或关闭哪个像素。通过控制通过 TFT 的电流量,亮度得到控制。 图12: 有源矩阵 oled 有机电致发光二极管耗电较少,因此适用于电视屏幕、电脑显示器等大型显示器。 Oled 显示器也分类如下
手持设备,如手机和掌上电脑,可以找到这种显示器的应用。它们也可以缝制成衣物,做成智能服装。 与荧光灯相比,白色有机发光二极管发出的光更明亮,更均匀,更节能。与白炽灯一样,白色 oled 也具有真彩色特性。 由于 oled 可以形成大片状,它们有可能取代家庭和建筑中使用的荧光灯。由于它们消耗较少的能量,使用它们可以降低能源成本。 OLED 的优缺点 OLED-PROS 有机发光二极管比液晶显示器和 led 有许多优点,包括: 有机发光二极管(OLED)的有机层比液晶显示器(lcd)和发光二极管(led)中使用的晶体层更薄,也更轻。目前,oled 的厚度小于2毫米,而 LCD 的厚度为4-6毫米。有机发光二极管的厚度可能会进一步下降。 由于 oled 使用塑料衬底而不是玻璃(用于 LCD) ,因此 oled 可以是灵活的/可折叠的。 液晶显示器的视角已经明显增加到170度左右,但是对比度很差。由于液晶显示器的工作原理是阻挡光线,所以它们从特定的方向观察障碍物。有机发光二极管是自发光的,所以它们有更宽的视角。有机发光二极管是近似朗伯表面发射器,这意味着从任何角度看,他们有相同的表观辐射。 快速响应时间 Oled 的响应时间大约为几十微秒,而 lcd 的响应时间为毫秒。这对高速视频来说很重要。 能量 在液晶显示器中,背光灯消耗大量电能。由于 oled 不需要背光照明,它们的功耗要低得多。低功耗对于像手机这样的手持设备来说是非常有用的。 发射技术 有机发光二极管不需要背光,它们是自发光的。液晶显示器通过选择性地阻挡背光区域来显示图像,而 oled 本身则发光。 易于制造 有机电致发光器件的制作相对比较容易。由于 oled 本质上是塑料的,它们可以形成更薄、更大的尺寸。液晶显示器很难生长和放置。 光-生物安全 就眼睛安全而言,OLED 发射是无害的。 OLED –CONS OLED-CONS 可能是显示器的完美技术,但是,它们确实存在一些问题,包括: .寿命: 红色有机发光二极管和绿色有机发光二极管薄膜寿命更长,一般为10000到40000小时。然而,蓝色有机物的寿命要短得多(大约1000小时)。 . 制造业: 现在的工艺成本很高。 .水: 水很容易破坏有机发光二极管。有机层必须防止空气,因为他们是敏感的水分和氧气和分解时,暴露。因此,它们需要适当的封装 OLED Products OLED 产品 1. 小分子被动矩阵显示产品 图13: 小分子被动矩阵显示产品阵列图 2. 小分子有源矩阵显示产品 图14: 小分子活性物质显示产物 3. 聚合物基活性矩阵显示产品 图15: 聚合物基有源矩阵显示产品 4. 聚合物基被动矩阵显示产品 图16: 聚合物基被动矩阵显示产品 OLED-未来 Oled 的研发活动正在快速发展,不久,oled 可能会出现在平视显示器(HUD)、汽车仪表板、家庭和办公室照明以及柔性显示器中。由于前面几节中列举的许多优点,这将是显示的首选技术。 此外,有机发光二极管提供了几个独特的功能,使他们区别于目前的传统光源。它们可以非常薄,重量非常轻,而且它们是一个非耀眼的区域光源。它们提供高质量的色彩,并且当电流被应用时能够立即打开。与通常的光源相反,OLED 照明模块提供了高彩色质量,使人眼赏心悦目。它们不含紫外线辐射,这意味着它们不会对眼睛安全构成任何风险。它们具有与荧光灯同样的效率和寿命,或者比荧光灯更好的潜力,而且100% 无汞。所有这些都暗示着 oled 在未来可能会成为最有效率的光源。 |
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这是汽车360全景控制器上的主板,请问圆圈中的原件是什么,起什么作用?
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