光電顯示技術-發(fā)光二極管(LED)顯示技術

目錄1.緒論2.陰極射線管(CRT)顯示技術3.液晶顯示器件4.發(fā)光二極管(LED)顯示技術5.等離子顯示器件6.激光顯示技術7.新型光電顯示技術8.大屏幕顯示技術

光電顯示技術第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術4.1發(fā)光二極管基本知識4.2發(fā)光二極管顯示器件4.3有機發(fā)光二極管（OLED）顯示技術

習題四現(xiàn)代顯示技術4.1發(fā)光二極管基本知識

4.1.1半導體光源的物理基礎

LED（LightEmittingDiode）發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導體器件，它可以直接把電轉化為光。LED的心臟是一個半導體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導體，在它里面空穴占主導地位，另一端是N型半導體，電子占主導地位。但這兩種半導體連接起來的時候，它們之間就形成一個P-N結。當電流通過導線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長也就是光的顏色，是由形成P-N結的材料決定的。

第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術圖4.1半導體光源的物理基礎光電顯示技術圖4.2半導體LED的構造圖

晶片的發(fā)光顏色取決于波長，常見可見光的分類大致為：暗紅色（700nm）、深紅色（640-660nm）、桔紅色（615-635nm）、琥珀色（600-610nm）、黃色（580---595nm）、黃綠色（565-575nm）、純綠色（500-540nm）、藍色（435-490nm）、紫色(380-430nm)。白光和粉紅光是一種光的混合效果。最常見的是由藍光+黃色熒光粉和藍光+紅色熒光粉混合而成。晶片的作用：晶片是Lamp的主要組成物料，是發(fā)光的半導體材料。晶片的組成：晶片是采用磷化鎵（GaP）、鎵鋁砷（GaAlAs）或砷化鎵（GaAs）、氮化鎵GaN）等材料組成，其內(nèi)部結構具有單向導電性。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術

品質優(yōu)良的LED要求向外輻射的光能量大，向外發(fā)出的光盡可能多，即外部效率要高。事實上，LED向外發(fā)光僅是內(nèi)部發(fā)光的一部分，總的發(fā)光效率應為，式中向為p、n結區(qū)少子注入效率，為在勢壘區(qū)少子與多子復合效率，為外部出光（光取出效率）效率。由于LED材料折射率很高。當芯片發(fā)出光在晶體材料與空氣界面時（無環(huán)氧封裝）若垂直入射，被空氣反射，反射率為，反射出的占32%，鑒于晶體本身對光有相當一部分的吸收，于是大大降低了外部出光效率。

第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術為了進一步提高外部出光效率可采取以下措施：①用折射率較高的透明材料（環(huán)氧樹脂n=1.55并不理想）覆蓋在芯片表面；②把芯片晶體表面加工成半球形。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術

4.1.2發(fā)光二極管的結構

發(fā)光二極管是指當在其整流方向施加電壓（稱為順方向）時，有電流注入，電子與空穴符合，其一部分能量變換為光并發(fā)射的二極管。這種LED由半導體制成，屬于固體元件，工作狀態(tài)穩(wěn)定、可靠性高，其連續(xù)通電時間（壽命）可達105h以上。

LED的發(fā)光來源于電子與空穴發(fā)生復合時放出的能量。作為LED用材料，一是要求電子與空穴的輸運效率要高；二是要求電子與空穴復合時放出的能量應與所需要的發(fā)光波長相對應，一般多采用化合物半導體單晶材料。

第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術4.1.3發(fā)光二極管的驅動

驅動電路是LED(發(fā)光二極管)產(chǎn)品的重要組成部分，其技術成熟度正隨著LED市場的擴張而逐步增強。無論在照明、背光源還是顯示板領域，驅動電路技術架構的選擇都應與具體的應用相匹配。作為LCD（液晶顯示器）的背光源，LED在便攜產(chǎn)品中的地位不可動搖，即便是在大尺寸LCD的背光源當中，LED也開始挑戰(zhàn)CCFL(冷陰極熒光燈)的主流地位；而在照明領域，LED作為半導體照明最關鍵的部件，更是因為它節(jié)能、環(huán)保、長壽命、免維護等優(yōu)點而受到市場的追捧。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術

直流驅動是最簡單的驅動方式。當前很多廠家生產(chǎn)的LED燈類產(chǎn)品都采用這種驅動方式，即采用阻、容降壓，然后加上一個穩(wěn)壓二極管，向LED供電，如圖4.3（a）所示。由于LED器件的正向特性比較陡，以及器件的分散性，使得在電壓和限流電阻相同的情況下，各器件的正向電流并不相同，從而引起發(fā)光強度的差異。以白光LED為例，白光LED需要大約3.6V的供電電壓才能實現(xiàn)合適的亮度控制。

第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術

大多數(shù)便攜式電子產(chǎn)品都采用鋰離子電池作電源，它們在充滿電之后約為4.2V，安全放完電后約為2.8V，顯然白光LED不能由電池直接驅動。如果能夠對LED的正向電流直接進行恒流驅動的話，只要恒流值相同，各LED的發(fā)光強度就比較相近?？紤]到晶體管的輸出特性具有恒流的性質，所以可以用晶體管來驅動LED，如圖4.3（b）所示。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術

此外，利用人眼的視覺暫留特性，采用反復通斷電的方式使LED器件點燃的方法就是脈沖驅動法，如圖4.3（c）所示。脈寬調(diào)制（Pulse-WidthModulation，PWM）技術是一種傳統(tǒng)的調(diào)光方式，它利用簡單的數(shù)字脈沖，反復開關LED驅動器，系統(tǒng)只需要提供寬窄不同的數(shù)字式脈沖，即可簡單地實現(xiàn)改變輸出電流，從而調(diào)節(jié)LED的亮度。該技術的優(yōu)點在于：能夠提供高質量的白光、應用簡單、效率高。但有一個致命的缺點是容易產(chǎn)生電磁干擾，有時甚至會產(chǎn)生人耳能聽見的噪聲。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術光電顯示技術圖4.3LED的3種不同驅動方式4.1.4發(fā)光二極管的特點及應用

1.LED的主要特點：

(1)LED為非相干光，光譜較寬，發(fā)散角大；

(2)LED的發(fā)光顏色非常豐富；紅色：GaP:ZnO或GaAaP材料橙色、黃色：GaAaP材料藍色：GaN材料通過紅、綠、藍三原色的組合，可以實現(xiàn)全色化。

(3)LED的輝度高，即使在日光下，也能視認；

(4)LED的單元體積小；

(5)壽命長，基本上不需要維修。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術LED的其他特點：機械強度大，耐振動和耐沖擊能力；使用低壓電源，供電電壓在6-24V之間，特別適用于公共場所；功耗低，易于實現(xiàn)低壓驅動；體積小，重量輕，適用性強；壽命長達10萬小時，響應時間為納秒級；無有害金屬汞，對環(huán)境無污染；改變電流可以變色，發(fā)光二極管方便地通過化學修飾方法，調(diào)整材料的能帶結構和帶隙，實現(xiàn)紅黃綠蘭橙多色發(fā)光；LED的價格比較昂貴，較之于白熾燈，幾只LED的價格就可以與一只白熾燈的價格相當，而通常每組信號燈需由300~500只二極管構成。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術2.LED的主要應用:

LED顯示屏是八十年代后期在全球迅速發(fā)展起來的新型信息顯示媒體，早期開發(fā)的為普通型LED，是中、低亮度的紅、橙、黃、綠LED已獲廣泛使用。近期開發(fā)的為新型LED，是指藍光LED和高亮度、超高亮度LED。它利用發(fā)光二極管構成的點陣模塊或像素單元組成在面積顯示屏幕，使用壽命長、環(huán)境適應能力強、價格性能比高、使用成本低等特點，在短短的十來年中，迅速成長為平板顯示的主流產(chǎn)品，在信息顯示領域得到了廣泛的應用。

第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術指示燈：LED正在成為指示燈的主要光源數(shù)字顯示用顯示器：點矩陣型和字段型兩種方式平面顯示器：可進行電視畫面顯示光源：電視機、空調(diào)等的遙控器的光源干涉儀的光源低速率、短距離光纖通信系統(tǒng)的光源。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術4.2發(fā)光二極管顯示器件

4.2.1LED顯示器件的顯示原理

LED顯示屏是通過一定的控制方式，用于顯示文字、文本、圖像、圖形和行情等各種信息以及電視、錄像信號并由LED器件陣列組成的顯示屏幕。

LED顯示屏按使用環(huán)境分為室內(nèi)屏和室外屏，室內(nèi)屏基本發(fā)光點按采用的LED單點直徑有Ф3、Ф3.75、Ф5、Ф8和Ф10等幾種規(guī)格，室外屏按采用的像素直徑有Ф19、Ф22、Ф26等規(guī)格。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術LED顯示屏按顯色分為單基色屏（含偽色彩屏，幾在不通的區(qū)域安裝不同顏色）屏；按灰度級又可分為16、32、64、128、256級灰度屏等。LED顯示屏按顯示性能分為文本屏、圖文屏、計算機視頻屏、電視視頻LED顯示屏和行情LED顯示屏等，行情LED顯示屏一般包括證券、利率、期貨等用途的LED顯示屏。

第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術圖4.3LED顯示系統(tǒng)原理圖

典型的LED顯示系統(tǒng)一般由信號控制系統(tǒng)、掃描和驅動電路以及LED陣列組成,如圖4.3所示。信號控制系統(tǒng)可以是嵌入式LED顯示屏的單片機系統(tǒng)、獨立的微機系統(tǒng)、傳呼接收與控制系統(tǒng)等。其任務是生成或接收LED顯示所需要的數(shù)字信號，并控制整個LED顯示系統(tǒng)的各個不同部件按一定的分工和時序協(xié)調(diào)工作。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術

行掃描電路主要由譯碼器組成，用于循環(huán)選通LED陣列行。列驅動電路多分為三級管陣列，給LED提供大電流。移位寄存器/鎖存器由傳入并出寄存器和鎖存器（或帶所存功能的移位寄存器）構成。待顯示數(shù)據(jù)就緒后，控制系統(tǒng)首先將第一行數(shù)據(jù)打入移位寄存器并鎖存，然后由行掃描電路選通LED陣列的第一行，持續(xù)一定時間后，在用同樣方法顯示后續(xù)行，直至完成一幀顯示，如此循環(huán)往復。光電顯示技術第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術

根據(jù)人眼視覺暫留時間，屏幕刷新速率每秒25幀以上就沒有閃爍感。當LED顯示屏面積很大時以提高視覺效果，可以分區(qū)并行顯示。在高速動態(tài)顯示時，LED的發(fā)光亮度與掃描周期內(nèi)的發(fā)光時間成正比，所以，通過調(diào)制LED的發(fā)光時間與掃描周期的比值（幾占空比）可實現(xiàn)灰度顯示，不同基色LED灰度組合后便調(diào)配出多種色彩。光電顯示技術第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術4.2.2LED顯示器件的掃描驅動電路

LED顯示器件掃描驅動電路實現(xiàn)對顯示屏所要顯示的信息內(nèi)容的接收、轉換及處理功能。一般地說，顯示屏的控制系統(tǒng)包括了輸入接口電路、信號的控制、轉換和數(shù)字化處理電路、輸出接口電路等，涉及的具體技術很多。

光電顯示技術第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術1.串行傳輸與并行傳輸。

LED顯示屏上數(shù)據(jù)的傳輸方式主要有串行和并行兩種，目前廣為采用的主要為串行控制技術。這種控制方式的顯示屏的每一個單元內(nèi)部的不同驅動電路、各級聯(lián)單元之間每個時鐘僅傳送一個位(具體實現(xiàn)時每種顏色各一位)的數(shù)據(jù)。采用這種方式，可采用的驅動IC種類較多，不同顯示單元之間的聯(lián)線較少，可減少顯示單元上的數(shù)據(jù)傳輸驅動元件，從而提高整個系統(tǒng)的可靠性和具體工程實現(xiàn)的容易程度。光電顯示技術第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術2.動態(tài)掃描與靜態(tài)鎖存。從系統(tǒng)控制實現(xiàn)顯示信息的刷新原理有動態(tài)掃描技術和靜態(tài)鎖存技術，一般室內(nèi)顯示屏多采用動態(tài)掃描技術，若干行發(fā)光二極管共用一行驅動寄存器，根據(jù)共用一行驅動寄存器的發(fā)光二極管像素數(shù)目，具體有1/4、1/16掃描等。室外顯示屏基本上采用的是靜態(tài)鎖存技術，即每一個發(fā)光二極管都對應有一個驅動寄存器。相對于掃描而言，靜態(tài)鎖存控制的驅動寄存器無需時分工作，從而保證了每一個發(fā)光二極管的亮度占空比為100%。光電顯示技術第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術3.Υ校正技術(GAMMACORRECTION)。由于LED顯示屏本身不具有CRT的T特性，因此，在全彩色顯示屏的控制技術上，通常對輸入的視頻信號進行Υ校正處理。所謂Υ校正就是對色度曲線的選擇，色度曲線的不同對圖像顏色、亮度、對比及色度有極大影響。在不同情況下適度調(diào)整色度曲線可以達到最佳質量畫面。Υ校正一般有模擬校正和數(shù)字校正兩種處理方法。目前有些廠家在全彩屏的每一控制板內(nèi)都嵌入了Υ校正功能，可以靈活選擇所要的色度，其曲線數(shù)值在控制板上存儲，且對紅、綠、藍每色的曲線數(shù)值分別單獨存儲。光電顯示技術第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術4.輸入接口技術。目前在信號輸入接口上可以滿足全數(shù)字化信號輸入、模擬信號輸入、全數(shù)字化信號和模擬信號二者兼容的輸入以及高清晰度電視信號輸入等多種方式。全數(shù)字化信號輸入方式接受外部全數(shù)字化輸入信號，在使用多媒體卡的顯示屏系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)的輸入接口即為全數(shù)字化信號輸入方式。多媒體卡將視頻模擬信號及計算機自身的信號轉換成符合控制系統(tǒng)輸入要求的數(shù)字信號，這種形式顯示計算機信息時效果很好。

光電顯示技術第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術

在顯示視頻圖像時，如果由于計算機本身及軟件的性能不好，容易出現(xiàn)圖像模糊以及馬賽克等現(xiàn)象。模擬信號輸入方式只能接受外部模擬輸入信號。這種輸入方式的顯示屏增加了模數(shù)轉換電路，將視頻信號或來自計算機顯卡的模擬信號轉換為全數(shù)字信號后進行處理。在顯示視頻圖像時效果很好，但顯示計算機信息有時會出現(xiàn)局部拖尾。全數(shù)字化信號和模擬信號二者兼容的輸入方式是優(yōu)勢二種輸入方式的有機結合，能接受模擬輸入信號以及全數(shù)字化輸入信號，在顯示視頻圖像和計算機信息時均能達到理想的顯示效果。在此基礎上，增加部分轉換電路，將高清晰度電視信號還原成紅、綠、藍三基色數(shù)字信號以及外同步信號，可顯示高清晰度電視(HDTV)的圖像。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術5.自動檢測、遠程控制技術LED顯示屏構成復雜，特別是室外顯示屏，供電、環(huán)境亮度、環(huán)境溫度條件等對顯示屏的正常運行都直接影響，在LED顯示屏的控制系統(tǒng)中可根據(jù)需要對溫度、亮度、電源等進行自動檢測控制。也可根據(jù)需要遠程實現(xiàn)對顯示屏的亮度調(diào)節(jié)、色度調(diào)節(jié)、圖像水平和垂直位置的調(diào)節(jié)、工作方式的轉換等等。繼灰階響應時間，動態(tài)對比度之后，2008年液晶顯示器的焦點技術將轉移到色域上，這一點已經(jīng)是所有業(yè)內(nèi)人士的共識。但是目前市場上可以購買到的廣色域產(chǎn)品還非常少，價格也相對較高一些，普通的消費者對于色域還不甚了解。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術

下面介紹各種控制機制●單片機控制單片機控制是LED顯示屏控制中的簡單的一種方式。待顯示信息固化在ROM里或來自傳感器等，由單片機讀取并控制LED顯示。多用于簡單固定文字或監(jiān)控數(shù)據(jù)顯示的條形屏等。這種控制方式簡單，靈活，成本低。但是，內(nèi)容和顯示方式的編輯、更改較麻煩，使用不方便。

光電顯示技術第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術●微機控制微機控制LED顯示屏一般都需要專用的接口電路如LED專用顯示卡、LED專用多媒體卡等。此類控制中較多的是VGA同步技術。LED顯示屏的VGA同步控制技術是指LED顯示屏能夠實現(xiàn)跟蹤微機CRT窗口上的顯示信息，是LED顯示屏成為微機的大型顯示終端。一般是對顯示卡的RGB信號輸出進行采樣，或直接從VGA卡上的特征插座上取得RGB的數(shù)字信號，處理后用于驅動LED顯示屏電路。這種控制方式充分發(fā)揮了豐富強大的微機軟件功能，而且具有較強的編輯功能，內(nèi)容和顯示方式的更改、增刪簡單方法，便于顯示數(shù)據(jù)的保存、管理和打印輸出；但是成本較高，每個顯示屏都要附帶微機系統(tǒng)，對于一些室外、遠距離、分散的應用場合，工程施工和日常維護都有諸多不便。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術●主從控制采用微機（上位機）和單片機（下位機）分布管理和控制LED的顯示。上位機負責顯示數(shù)據(jù)處理與顯示任務分配，有時還要與其他系統(tǒng)進行通信；下位機作為控制器件，接收并執(zhí)行來自上位機的任務，指揮控制LED顯示屏上各部件協(xié)調(diào)工作。上位機與下位機一般通過RS232或RS422通信，一臺上位機可以管理、控制多個下位機同時顯示。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術紅外遙控在LED顯示屏控制板（一般為單片機系統(tǒng)）前端加入紅外遙控接收器編解碼電路，解碼電路先將紅外接收探頭解調(diào)后分離出的16位PCM串行碼值進行校驗，提取有效的8位數(shù)據(jù)碼值，提供給控制板驅動LED顯示屏。采用紅外遙控可以實現(xiàn)開關屏幕及文字編輯，無需專用計算機或其它外設配置，遙控距離可達十幾米。這種控制方式常與其它方式結合使用。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術通信傳輸和網(wǎng)絡控制根據(jù)對信息傳輸顯示的實時性，LED顯示屏的傳輸控制有通信傳輸和視頻傳輸。通信傳輸采用標準的RS-232或RS-485計算機數(shù)據(jù)串行通訊方式，通過串口按一定的通訊協(xié)議接收來自計算機串口或其它設備串口的信號，經(jīng)過處理后按一定的規(guī)律傳送到顯示屏上顯示。這種控制方式的顯示屏的功能比較單一，適用于簡單文字、圖形顯示，主要是單色及雙基色顯示屏控制使用，一般情況下直接傳輸距離可達千米。視頻傳輸方式則是把LED顯示屏與多媒體技術結合起來，實現(xiàn)了在LED顯示屏上實時顯示計算機監(jiān)視器上的內(nèi)容，也可播放錄像及電視節(jié)目，一般用于播放實時信息的顯示屏都采用視頻控制方式，具體傳輸是采用成對的專用長線傳輸接口電路。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術●GPRS/GSM無線控制

利用遍布全國的GPRS/GSM基站，通過GPRS/接收模塊遠程接收信號并通過單片機處理對各類遠端顯示屏實施控制。此類技術在城市群顯、銀行IC卡收費、系統(tǒng)掛失、卡號廣播、機動車輛防盜定位報警等方便已有應用。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術4.2.3LED顯示器件的技術指標1.室內(nèi)屏系列室內(nèi)屏面積一般在十幾平方米以下，點密度較高，在非陽光直射或燈光照明環(huán)境下使用，觀看距離在幾米以外，屏體不具備密封防水能力。

光電顯示技術第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術室內(nèi)全彩色視頻屏主要技術參數(shù)：基色RGB（全彩色）像素直徑（mm）5.008.00像素間距（mm）7.6210.00像素組成1R1G1B2R1G1B虛擬像素單元面板點數(shù)（點）32×3232×16單元面板尺寸（mm）245×245320×160單元面板質量（g）1100850物理像素密度（點/m2

）1720010000虛擬像素密度（點/m2

）1638440000峰值功耗（W/m2

）850750平均功耗（W/m2

）350320重量（kg/m2

）<36<36水平可視角度150°；垂直可視角度150°最高亮度（cd/m2

）1700800光電顯示技術

室內(nèi)雙基色視頻屏主要技術參數(shù)：基色RG（紅、綠雙基色）像素直徑（mm）3.755.00像素間距（mm）4.757.62像素組成1R1G1R1G單元面板點數(shù)64×32（或80×32）80×32單元面板尺寸（mm）306×153（或382×153）612×245單元面板質量（g）800500像素密度（點/m2

）4300017200峰值功耗（W/m2

）700350平均功耗（W/m2

）300200可視角度150°通信距離（m）100（無中繼）光電顯示技術室內(nèi)單色屏主要技術參數(shù)：基色單色像素直徑（mm）3.03.755.00像素間距（mm）4.04.757.62像素組成1R1R1R單元面板點數(shù)64×3264×3280×32單元面板尺寸（mm）306×153612×245單元面板質量（g）7009001500像素密度（點/m2

）625004300017200峰值功耗（W/m2

）500350200平均功耗（W/m2

）350200100可視角度150°通信距離（m）100（無中繼）

光電顯示技術2.半室外屏系列半室外屏一般使用發(fā)光單燈組成發(fā)光點，適用于亮度較高又可以防水的環(huán)境，如房檐下、櫥窗內(nèi)、光線強烈的大廳等。點間距一般在7.62～10mm；發(fā)光顏色一般為單紅色或紅/綠雙基色；控制方式根據(jù)使用要求，有異步、同步圖文、視頻等。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術

半室外屏主要技術參數(shù)：基色單色/雙基色像素直徑（mm）5.005.00像素間距（mm）7.6210.00像素組成1R1R單元面板點數(shù)80×3232×16單元面板尺寸（mm）612×245320×160單元面板質量（g）17001000像素密度（點/m2）1720010000峰值功耗（W/m2

）400300平均功耗（W/m2

）250200水平可視角度60°～70°；垂直可視角度45°～60°最高亮度（cd/m2

）30001800

第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術3.室外屏系列室外屏面積一般在10m2以上，亮度較高，可以在陽光直射環(huán)境使用，觀看距離一般在十幾米以外，屏體具備密封防水能力。根據(jù)控制方式和顯示顏色，又可分為以下幾種。光電顯示技術第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術室外全彩色視頻屏主要技術參數(shù)：基色RGB（全彩色）像素直徑（mm）15.0018.00像素間距（mm）2025像素組成2R1G1B2R1G1B單元面板點數(shù)32×1632×16單元面板尺寸（mm）640×320800×400單元面板質量（g）15001000像素密度（點/m2）25001600峰值功耗（W/m2）1000800平均功耗（W/m2）380350重量（kg/m2）<42<40水平可視角度70°；垂直可視角度45°最高亮度（cd/m2）7000800光電顯示技術室外雙基色視頻屏主要技術參數(shù)：基色RG（雙基色）像素間距（mm）11.516.022.0像素組成2R1G2R1G2R4G單元面板點數(shù)32×1632×1632×16單元面板尺寸（mm）368×184512×256704×352單元面板質量（g）100015002300像素密度（點/m2）760040962048峰值功耗（W/m2）800600500平均功耗（W/m2）300250150可視角度70°通訊距離（m）100（無中繼）第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術4.3有機發(fā)光二極管顯示技術

4.3.1有機發(fā)光二極管顯示簡介有機發(fā)光二極管或有機發(fā)光顯示器（OrganicLightEmittingDiode，OLED）本質上屬于電致發(fā)光（EL）顯示器件。電致發(fā)光是在半導體、熒光粉為主體的材料上施加電而發(fā)光的一種現(xiàn)象。電致發(fā)光可分為本征型電致發(fā)光和電荷注入型電致發(fā)光兩大類。本征型電致發(fā)光是把ZnS等類型的熒光粉混入纖維素之類的電介質中，直接或間接地夾在兩電極之間，施加電壓后使之發(fā)光；注入型電致發(fā)光的典型器件是發(fā)光二極管，在外加電場作用下使P-N結產(chǎn)生電荷注入而發(fā)光。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術

有機發(fā)光二極管是基于有機材料的一種電流型半導體發(fā)光器件，是自20世紀中期發(fā)展起來的一種新型顯示器技術，其原理是通過正負載流子注入有機半導體薄膜后復合產(chǎn)生發(fā)光。與液晶顯示器件相比，OLED具有全固態(tài)、主動發(fā)光、高亮度、高對比度、超薄、低成本、低功耗、快速響應、寬視角、工作溫度范圍寬、易于柔性顯示等諸多優(yōu)點。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術OLED器件的結構如圖4.5所示，在納米銦錫金屬氧化物（IndiumTinOxides，ITO）玻璃上制作一層幾十納米厚的有機發(fā)光材料作發(fā)光層，發(fā)光層上方有一層金屬電極。OLED屬于載流子雙注入型發(fā)光器件，其發(fā)光機理為：在外界電壓的驅動下，由電極注入的電子與空穴在有機材料中復合而釋放出能量，并將能量傳遞給有機發(fā)光物質的分子，后者受到激發(fā)，從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，當受激分子從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時輻射躍遷而產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。為增強電子和空穴的注入和傳輸能力，通常又在ITO和發(fā)光層間增加一層有機空穴傳輸材料或在發(fā)光層與金屬電極之間增加一層電子傳輸層，以提高發(fā)光效率。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術光電顯示技術圖4.5OLED器件的結構

為了形象說明OLED構造，可以做個簡單的比喻：每個OLED單元就好比一塊漢堡包，發(fā)光材料就是夾在中間的蔬菜。

發(fā)光過程通常由以下5個階段完成：（1）在外加電場的作用下載流子的注入：電子和空穴分別從陰極和陽極向夾在電極之間的有機功能薄膜注入。（2）載流子的遷移：注入的電子和空穴分別從電子輸送層和空穴輸送層向發(fā)光層遷移。（3）載流子的復合：電子和空穴復合產(chǎn)生激子。（4）激子的遷移：激子在電場作用下遷移，能量傳遞給發(fā)光分子，并激發(fā)電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。（5）電致發(fā)光：激發(fā)態(tài)能量通過輻射躍遷，產(chǎn)生光子，釋放出能量。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術

每個OLED的顯示單元都能受控制地產(chǎn)生3種不同顏色的光。OLED與LCD一樣，也有主動式和被動式之分，被動方式下由行列地址選中的單元被點亮。主動方式下，OLED單元后有一個薄膜晶體管（TFT），發(fā)光單元在TFT驅動下點亮；主動式的OLED比較省電，但被動式的OLED顯示性能更佳。與LCD比較，會發(fā)現(xiàn)OLED優(yōu)點不少，OLED可以自身發(fā)光，而LCD則不發(fā)光，所以OLED比LCD亮得多，對比度大，色彩效果好；OLED也沒有視角范圍的限制，視角一般可達到160°，這樣從側面也不會失真；LCD需要背景燈光點亮，OLED只需要點亮的單元才加電，并且電壓較低，所以更加省電；OLED的重量還比LCD輕得多；OLED所需材料很少，制造工藝簡單，大量生產(chǎn)時的成本要比LCD節(jié)省20%。不過現(xiàn)在OLED最主要的缺點是壽命比LCD短，目前只能達到5000h，而LCD可達10000h。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術4.3.2有機發(fā)光顯示器件的分類及特點按照組件所使用的載流子傳輸層和發(fā)光層有機薄膜材料的不同，OLED可分為兩種不同的技術類型：一是以有機染料和顏料等為發(fā)光材料的小分子基OLED，典型的小分子發(fā)光材料為Alq（8-羥基喹啉鋁）；另一種是以共軛高分子為發(fā)光材料的高分子基OLED，簡稱為PLED，典型的高分子發(fā)光材料為PPV（聚苯撐乙烯及其衍生物）。

第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術有機小分子OLED的原理是：從陰極注入電子，從陽極注入空穴，被注入的電子和空穴在有機層內(nèi)傳輸。第一層的作用是傳輸空穴和阻擋電子，使得沒有與空穴復合的電子不能進入正電極；第二層是電致發(fā)光層，被注入的電子