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题目:224.无源矩阵全彩OLED显示器的发展


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概要介绍汉字6000字
发布时间2023-3-9

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有机发光二极管(OLED)的显示器,其源于唐和Van Slyke在1987年的发明。其中一异质结器件,就像它的无机物,在电压低于10V产生了可衡量的发光。在此之前的发明,在100V电压下,OLED才有微弱的光产生。大多数有机材料中,空穴迁移率至少大于电子10-100倍。因此,在1987年,据报道双分子层OLED,移到重组区远离阴极,从而更好地提高设备的效率。但是,报告说[ 1 ]OLED 排放的绿色,而显示器需要的三原色通常是红色,蓝色和绿色。于1989年来自同一组[ 2 ]的另一份报告,掺杂在主原料中,使能量转移到后者的掺杂分子。那么,这样就可以在同一设备中调制不同的颜色了。
从这些设备中发出的荧光,这意味着,即使是理想的电致发光量子(内部)效率不能超过25 % ,尤其是在由有机小分子构成有机发光二极管。在这方面,另一个发展是在20世纪90年代末。福里斯特的研究小组[ 3 ],基于磷光器件[ 4 ] 铱配合,使量子效率接近100 %,而成功得到了三份电子空穴对。在显示器,更重要的是时间常数的三重辐射,这与微妙相当。与液晶显示器相比,OLED显示器的一个优势是,由于其响应速度快它可以显示快速移动的图像,这通常是在微秒的有机发光二极管和毫秒的液晶显示屏。磷光通常发射慢,但在快速的红外辐射联合设备保持了OLED设备的优点。
OLED设备是由两种类型的有机材料组成,-第一类是所谓的小分子和其他聚合物。OLED的早期的发展发生了小分子,其薄膜由热蒸发得到,并在微电子学的建立起的过程。早在90年代中期,Friedn和他的同事[ 5 ] 用非常不同的处理方法论证了基于聚合物OLED设备。
因为,大多数聚合物很难热蒸发,但可溶于许多挥发性溶剂,这就使得OLED附带高分子膜成为可能。解决办法是,由旋转涂层或喷墨打印,这为制备有机发光二极管开辟了一个潜在的更加便宜的路线。然而,缺乏发展步伐所需设备,并很容易获得的设备/进程的小分子,早期商品化的OLED显示器已通过小分子有机材料。然而,一些基于聚合物的小尺寸单色显示器也成为商用。
主要工业的里程碑的详细情况,导致OLED显示器商业化,请参阅网址:
http://www.oled-info.com/history 。
这里描述这些重大的事态发展使OLED显示器的可能性。 一般而言,显示器有两种类型--无源矩阵和有源矩阵。本文在描述两者之间的基本差别,我们讨论了我们努力的全彩色无源矩阵显示器原型。
一、        显示驱动
一个显示器包括了大量的像素,而当照耀在指定地方产生图像。从概念的角度来看,如果每个像素的显示驱动分开,这将是最简单的。考虑到一个小显示屏像素数量的是18432。每个像素就需要两个电极,因此,即使在这样一个小显示屏上,金属线的数目也将超过3.6万。这个建议提出了两个问题:第一,没有足够的空间装下这么多的线路;第二,更重要的是,电子驱动的费用将很昂贵。
用更有效的方式考虑在我们的例子中给出的18432像素,例如,以安排在一个矩阵, 288列和64行。所有栏可能有共同的电极(阳极) ,因为所有的行可以有共同的阴极,与有机层夹在阳极和阴极线之间。在这个排列中,行被选中为阴极方面,图像数据的行(即像素要点亮)通过电极柱被控制。在这行的部分图像显示后,接着选中下一行,并且该行同样通过列电极由发送的适当信号点亮。这个过程以连续的方式重复,如果显示行比较快,例如一秒扫描所有的行100次,人眼观察的顺序不会选择行显示的图像。这种驱动方案的优点是,要求电极的数量从288 × 64 × 2降低到以更现实一些的288 ×64。显示器驱动,这样可以属于两类中的一类:有源矩阵(AM)和无源矩阵(PM)。有源矩阵显示在每一个像素后内置微型电子电路,这样行扫描只是刷新显示信息。一旦刷新,当其他的行被扫描时,在像素后面的电子维持这种状态。与此相反,在无缘矩阵显示器中,没有像素电路。因此,只有选取列的像素转向上。这样,在任何时候只有一列仍然点亮,但行扫描这么快,人眼观察到的只有全面的形象。
显然,PM显示器将首选,因为它避免了像AM显示器像素电子额外费用。然而,PM显示器只局限于小尺寸,就像我们给出的288× 64的像素显示器。如果亮度充分显示(每个像素)需要100 cd/m2 ,每个像素点显示必须产生至少亮度为100 × 64(行数)= 6400 cd/m2,因为像素仍然是“关于”只有1 / 64的时间为一个完整的行扫描。而在M显示器虽然在整个行扫描,每个像素需要驱动的亮度就只有100 cd/m2。因此,PM显示器的OLED驱动是非常苛刻的。如果显示器的尺寸变大,行数也要相应增加,并据此要求OLED的峰值亮度,最终达成的实际限制。除这个尺寸外,显示器必须是AM的。
对于OLED显示屏,PM显示屏在一个1.5英寸的屏多达384(列)× 128(行)。在改革计划中,在更高的分辨率2.2英寸全彩色显示器,有可能将限制延伸到大约300行。
在本文中,我们努力建立一个1 -英寸原型无源矩阵全彩色OLED显示屏,这种规模普遍作为手机显示。

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