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新型电极有助生产大面积、可弯曲OLED显示屏

行业聚焦点中国仪表网2007年06月06日 09:23人气:4464

现在,有机发光二极管(OLED)显示器正变得越来越流行,因为它们明亮、性能强而且很轻薄可以弯曲。但是现在它们主要被用作小显示屏比如手机显示屏。 部分原因是由于用来照亮整个显示屏的透明电极无法连接成一个整体所致。 现在密歇根大学的研究员们已经开发出了一款新型电极,利用这种电极也许可以生产出面积较大的、可弯曲的OLED显示屏。

OLED显示屏是由两个电极层夹住一个有机半导体层构成,其中一个电极层必须是透明的,以便让光学透过。如今的OLED显示屏使用了一种由氧化铟锡制成的透明膜,但是这种材料的造价很昂贵,而且材质硬而脆,不适合用来生产大尺寸可弯曲显示屏。 而且它还会损害有机发光层。

新型电极层是由高传导率的金属线编织而成的网格组成,这样就保证了它的透明度。 电机工程与计算机科学教授Jay Guo说,这种电极层的柔韧性比氧化铟锡电极层的柔韧性要强一些,而且成本造价也相对低廉一些,而且它也不会损害有机材质。研究员们将网格植入OLED作为顶部电极层后发现它在发光方面与原先采用氧化铟锡材质生产的OLED显示屏相比没有明显的亮度差,Guo表示,他和他的同事们还要进一步检测新型显示屏的光学特性并弄清楚两者的差距到底有多少。 《高级材料》杂志的网站上登出了一篇关于这项工作的论文。

研究员们在制作金属网的时候,分别尝试使用了铜、金和银等不同材质的金属线,金属线的直径也分别从120纳米导200纳米不等,金属线之间的横向间距是500纳米,纵向间距是10mm。由于这些金属的传导率非常优秀,因此电阻只有5欧姆,比使用氧化铟锡电极层的电阻要小一些。

研究员们使用了一种名为纳米压印光刻技术(nanoimprint lithography)的生产工艺,确保可以将金属网层植入任何表面。

如果改变金属网的宽度和高度,就可以改变金属网电极层的透明度和传导率。 金属线越细,电极层的透明度就越高,但是同时电极层的电阻也会增加。因此研究员们用加大金属线高度的方式将电极层电阻降低了三分之一,而透明度只降低了5%。 他补充说:“这些参数的组合很多,因此这种新产品的优化空间也很大。”

平面显示器厂商顾问Jorma Peltola指出,虽然发行一种比氧化铟锡更好的替代材料对于OLED显示器业界来说是个好消息,但是也对生产新型OLED显示器所用的有机材料和生产方法提出了新的要求。

另外,这种新工艺还有一个竞争对手,那就是碳纳米管。研究员们也在开发利用碳纳米管薄膜来代替氧化铟锡。 佛罗里达大学的物理学教授Andrew Rinzler说,虽然在相同透明度条件下碳纳米管薄膜的电阻是新金属网电极层电阻的3倍,但是随着科技的进步,两者之间的差距正在逐步缩小。而且碳纳米管与金属网电极层不同,它可以与有机半导体层完全贴合,这样整个显示屏的效率就会更高。什么是OLED显示屏?

有机电致发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)由于同时具备自发光,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、构造及制程较简单等优异之特性,被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术。对于有机电致发光器件,我们可按发光材料将其分为两种:小分子OLED和高分子OLED(也可称为PLED)。它们的差异主要表现在器件的制备工艺不同:小分子器件主要采用真空热蒸发工艺,高分子器件则采用旋转涂覆或喷墨工艺。

OLED的发光原理

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最佳方式而且对相机的设计造成的限制较少。

OLED的特点

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。
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