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        透明 OLED 顯示發展現狀及技術分析

        透明 OLED 顯示發展現狀及技術分析

        • 分類:新聞中心
        • 作者:wanguo
        • 來源:萬國電器
        • 發布時間:2022-03-22 13:56
        • 訪問量:

        透明 OLED 顯示發展現狀及技術分析

        • 分類:新聞中心
        • 作者:wanguo
        • 來源:萬國電器
        • 發布時間:2022-03-22 13:56
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        詳情
        透明 OLED 顯示發展現狀及技術分析
         
        引言
        1987 年鄧青云教授實現低電壓下驅動雙層有機電
        致發光器件以來,
        OLED(有機發光二極管)得到了長足的
        發展,在顯示面板領域呈現出勢如破竹的發展之勢。與傳
        統的液晶顯示相比,
        OLED 屬于自發光的顯示技術,不需要
        背光源,因此具有外形輕薄、視角寬廣、對比度高的特點。
        另外,
        OLED 采用固態的有機材料作為發光層,其反射型陽
        極和半透明陰極構成一個光學微腔,利用微腔效應可使出
        射光的半峰寬控制在 35nm 以內,因而 OLED 面板色純度
        高、色域廣。每個 OLED
         
         
        特性受到面板廠商和消費者的青睞,迅速占領了穿戴、手
        機、電視和車載顯示市場,其面板出貨量逐年攀升,預計市
        場滲透率在 2025 年將提升至 73%。
        近年來,由三星引領了一場面板行業的外形革命,柔
        性屏的出現讓消費者第一次意識到屏幕還可以由直變彎、
        由彎到卷。柔性顯示屏采用 PI(聚酰亞胺)薄膜作為基底,
        上面制作 TFT 驅動電路以及沉積 OLED 材料,最后使用
        TFE 薄膜封裝技術達到隔絕水氧的目的。柔性屏的應用領
        域十分廣泛,隨著技術瓶頸的突破,良率將會得到進一步
        的提升。
        值得一提的是,
        OLED 的器件結構非常適合用于制作
        透明顯示屏,關于這方面的研究一直是行業內的熱點。
        OLED 透明屏的應用前景廣闊,可用于櫥窗展示、戶外廣告
        牌、平板顯示,甚至可用作玻璃窗戶,頗有科幻的感覺。目
        前市場上已經發布了相關的產品,小尺寸的以 Kairos 的透
        明顯示智能手表為代表、大尺寸的以三星 55 寸的透明
        OLED 電視為代表。韓國的 LG Display 已經掌握了量產大
        尺寸透明 OLED 顯示器的技術,相信未來會有更多的產品
        推入市場。 面對競爭愈激烈的顯示市場,曲、全面、 折疊屏新概念出不窮,說面板廠商圍而, 實現產品差化。透明顯示可作的技術,目前來,相對于 LCD、Micro LED 技術,OLED
        在透明屏產品的生產可行性方面技術最為成熟、最為適
        合。
        1 透明顯示技術分類
        透明面板,就是在關閉時像普通的玻璃一樣透明,而
        工作時不僅能讓我們看到面板上顯示的圖像,還能夠看到
        顯示屏背后的物體。在目前已報道的案例中,
        PDP、
        LCD、
        Micro-LED、OLED 等技術都可以實現透明顯示,下面我們
        來進行簡單介紹:
        1.1 PDP 透明顯示
        如今 PDP 顯示屏的產品已非常少見,它的工作原理與
        摘 要
        OLED 顯示技術的出現打破了人們對顯示屏的固有認識,利用這項技術做出來的顯示產品可以輕薄易攜、色彩艷麗,產品
        外形上除了有常規的平面狀,還可以做成曲面、甚至折疊,給人一種無與倫比的視覺沉浸感。結合 OLED 技術,我們可以把顯示面板做
        成透明,與 LCD 依靠外界光進行顯示的透明技術不同,透明 OLED 顯示屬于自發光的技術,且透明度高,一般在 40%以上。透明 OLED
        顯示技術給予我們不同的呈現形式與視覺沖擊,結合現代物聯網的普及,相信將會推動“泛在屏”顯示時代的發展。文章基于透明
        OLED 闡述其發展由來并進行技術分析。
        關鍵詞
        OLED
        ;透明
        顯示;透明
        陰極
        中圖分類號
        TN
        873
        獻標志碼A
        文章編號2095-2945202008-0135-03
        Abstract: The emergence of OLED display technology has broken people's inherent understanding of the display screen. The
        display products made by this technology can be light, easy to carry and colorful. Besides the conventional plane shape, the products
        can also be made into curved surfaces or even folded, giving people an unparalleled sense of visual immersion. Combined with OLED
        technology, we can make the display panel transparent. Different from the transparent technology that LCD relies on external light for
        display, transparent OLED display belongs to self-luminous technology, and the transparency is generally more than 40%. Transparent
        OLED display technology gives us different presentation forms and visual impact, combined with the popularity of the modern Internet
        of things, it is believed that it will promote the development of the "ubiquitous screen" display era. This paper describes the origin
        of its deve
        lopm
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        rent OLED.
        Key
        words
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        科技創新與應用
        Technology Innovation and Application
        常見的日光燈類似,是一種利用氣體產生等離子體放電,
        然后激發熒光粉發出可見光的顯示技術。由于 PDP 不需要
        TFT 驅動電路,因此只要把面板中不透明的電極、熒光粉、
        阻隔層替換掉就可以實現透明顯示。2011 年,韓國大田科
        學技術院使用透明度很高的二氧化硅溶膠凝膠作為絕緣
        層、
        SU-8 光刻膠作為阻隔層,得到了
        透過率接近 63%
        PDP 顯示屏,取得了良好的視覺效果
        。
        1.2 液晶透明顯示
        LCD 屬于非自發光的顯示技術,它依靠背光源發出的
        光通過紅綠藍彩色膜來顯示不同的顏色。要用 LCD
        技術實
        現透明顯示,一般來說有兩種方法,第一種是去
        除背光源
        ,
        利用外界光作為光源來實現透明的效果,第二種是對背光
        模組進行重排,將背光源放置在顯示屏的邊側。前者適合
        做大尺寸面板,而后者適合用于小尺寸產品。
        2012 年,京東
        方展示的國內首款 32 寸透明液晶顯示屏就是采用第一種
        方法,該顯示屏具有全高清、功耗低、寬視角、對比度高的
        特點,成為當時展會上的焦點。
        1.3 Micro-LED 透明顯示
        Micro-LED 是微發光二極體顯示器,屬于自發光的顯
        示技術,由尺寸在 10 微米以下的 LED 晶粒組成發光像素。
        由于發光像素尺寸極小,因此具有制作透明顯示器的先天
        優勢。2019 年,天馬在 SID 會議上展示了與 PlayNitride
        作完成的 7.56 寸透明度達 60%Micro-LED 顯示產品,
        該樣機分辨率達 114PPI,邊框小于 0.8mm,可用于車載顯
        示器。但 Micro-LED 技術至今仍未成熟,在巨量轉移、晶粒
        良率、三基色顯示化等方面仍需要一段時間的技術沉淀。
        1.4 OLED 透明顯示
        OLED 常見的微結構有底發光與頂發光兩種器件,它
        們的電極設計都是采用一面為全反射、另一面用于透光的
        方式,這就是所謂的單面顯示 OLED。其中頂發光器件發出
        的光線不穿過 TFT 層,所以比底發光器件具有更高的開口
        率。如果我們使用透明陽極和半透明陰極制作成 OLED
        件,則會得到雙面顯示 OLED,美中不足的是這種做法會使
        OLED 器件效率降至 25%、色彩飽和度小于 50%,難以滿足
        用戶的使用需求。OLED 透明顯示利用其自發光、輕薄的特
        性,厚度能控制在 1mm 左右,用該技術做出來的手表、電
        視、櫥窗等產品具有獨特的魅力,三星、
        LG Display、松下等
        公司已經展出了相關樣機。雖然 OLED 厚度很薄,但它采
        用的 LTPS(低溫多晶硅)驅動電路和一些功能層的透過率
        卻很低,因此要實現透明顯示,需要對電路重新排布或者
        把不透明的功能層替換成透明材料,才能獲得更高的透過
        率,我們將在下文進行詳細闡述。
        2 透明 OLED 顯示技術分析
        目前常見的透明 OLED 面板透過率在 45%左右,利用
        OLED 輕薄、自發光的特點,要實現透明顯示并不困難,結
        合我們的生產經驗可分為以下三個方面進行技術介紹:
        2.1 透明基板技術
        市場上常見的 OLED 面板產品大多采用 LTPS 作為驅
        動電路,分辨率越高,電路排布越密集。而電路部分的光透
        過性不佳,尤其是用 ITO/Ag/ITO 作為陽極的全反射層完全
        不透光,因此,我們首先考慮到的是對 TFT 電路進行重新
        排布,通過讓發光像素和電路緊湊排列來騰出透光的區域
        (圖 1)。另外,我們嘗試以四個像素為一組,只保留
        個像
        素作為發光顯示區,其余三個像素為非顯示區
        ,去除
        示區
        極、平
        坦層
        和像
        義層
        ,
        此方
        到的
        透明開
        率達
        56%
        (圖
        2)。
        材料
        說,
        越深
        對光
        線吸收能力越強,目前平坦層、像素定義層所使用的材料
        透過率約為 70%,因此選用透明的材料替代它們可進一步
        提高基板的透過率。
        1 透明 OLED 顯示透明區域設置示意圖
        2 頂發光透明 OLED 顯示像素排布示意圖
        2.2 透明陰極技術
        頂發光 OLED 器件一般采用 CMM(普通金屬掩膜版)
        蒸鍍 15nm 的鎂銀合金作為半透明陰極,然而金屬對光的
        反射導致產品透過率只能達到 28%。為了解決這個問題,
        我們采用 FMM(精細金屬掩膜版)對顯示區的像素區域蒸
        鍍陰極,非顯示區不蒸鍍陰極材料,再對顯示區的陰極進
        行搭接,可使產品透過率提升至 42%。由于 FMM 價格昂
        貴,會給實際生產帶來較大的成本壓力,因此我們嘗試選
        用透明材料作為陰極。ITO(氧化銦錫)是透明度達 90%
        上的良導體,通過磁控濺射的方式將它沉積在有機薄膜表
        面充當陰極,可以在獲得良好透明性的同時減弱微腔效應
        帶來的視角色偏??紤]到濺射過程中產生的 Plasma 可能對
        OLED 器件性能產生不良影響,研究人員使用 PLD(脈沖激
        光沉積)技術實現了無損傷沉積 ITO 薄膜的效果。除了 ITO
        以外,納米銀線、石墨烯、金屬網格等都是在透明性和導電
        性方面表現出眾的材料,它們的存在推動了透明面板的發
        展。
        2.3 其他改善技術
        光損失機制中,我們將光在不同折射率材料界面存在
        的反射損失稱為菲涅爾損失。要提高透明度,必須想方設
        法將光線穿過顯示面板時的光損失降低。例如封裝玻璃與
        下轉 139
        -136-2020 8
        技術創新
        科技創新與應用
        Technology Innovation and Application
        蓋板玻璃之間存在一層空氣間隙,而玻璃與空氣之間存在
        光學不匹配導致光損失。如果使用透明消氣劑填充其間,
        那么不僅可以提高面板的透明度,還可以增強面板的抗壓
        強度。另外,常見的玻璃透過率一般為 91%,研究表明,在
        玻璃表面貼一層抗反光涂層來減少外界光的反射,可以使
        玻璃的透過率提高至 98%,對于改善透明度來說是一種簡
        單易行的方法。
        3 結束語
        OLED 顯示擁有其他傳統顯示技術無法比擬的優點,
        受益于上游的技術成熟、下游的需求增長,在生產成本逐
        漸降低以后 OLED 面板的市場滲透率會進一步擴大,目前
        世界各國的顯示面板廠商已經積極布局與投產。OLED
        件非常適合用于制作透明面板,同時透明 OLED 是具有視
        覺沖擊力的產品,相信它的出現會在消費市場掀起波瀾
        。
        當然,透明 OLED 面板目前還存在亮度不足、對比度低等
        飽受詬病的問題,但隨著透明基板技術、透明陰極技術的
        進一步完善,輔之以更多透明材料的出現,這些技術上的
        難題會逐一得到解決。
        參考文獻
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        1):
        245-248.
        頻譜分析,通過提取相應位置功率譜密度,得到信干比的
        值;另一方面,非線性調制方式的信號,通過測量基帶信號
        相位的模糊程度,也可得出所處頻點的質量。為此,需要引
        入非對等時分雙工的機制,在以幀為單位的時間內,絕大
        部分時間用于下行通信,留出小部分時間作為上行匯報,
        使被叫用戶能使主叫端獲知頻率質量,并建立對應鏈路的
        修正頻率表。
        針對敵方的無意干擾,可以不定時進行空閑信道掃
        描,分析并記錄所截獲的信號的頻率,周期等信息,在后續
        的通信中對重復的波段進行陷波處理,以降敵臺無意對我
        方干擾造成的危害。
        3.4 跳頻功率自適應
        跳頻功率自適應技術是在跳頻通信已面臨敵方跟蹤
        式或阻塞式干擾等干擾的情況下,采用類似于定頻通信提
        高功率抵抗瞄準干擾的方式,自動增大發射功率,對抗雙
        方轉而在功率域進行較量。
        3.5 混合式抗干擾
        跳頻技術并不能有效對抗各種干擾,通過跳頻技術與
        其它抗干擾技術的結合,可以更有效地提高超短波跳頻戰
        術電臺的抗干擾性能。
        1FH MDS(多進制直接序列整合)。MDS 具有窄
        帶直擴功能,MDS 與跳頻相結合,通過多進制處理,使直擴
        保留抗干擾容限,同時占用窄帶的頻譜。在超短波內擁有
        更高的實用價值。
        2FH FCS(空閑信道掃描)。FCS 方式能較好地對
        付局部阻塞干擾,將敵臺的干擾信號排除在外。而跳頻方
        式又能夠較好地對抗跟蹤干擾,二者結合各取所長,具有
        綜合抗干擾能力。
        3.6 網絡級抗干擾
        Adhoc 網絡是一種用于無線電通信的特殊對等網絡,
        通過實現多跳轉發而形成的無線自組織網絡架構,屬于網
        絡級抗干擾通信的一種手段。網絡結構上可采用分級結
        構,媒體訪問控制上可考慮碰撞避免多路訪問協議與同步
        正交跳頻組網相結合的方法。
        4 結束語
        跳頻通信系統由于抗干擾能力強、保密性強、通信頻
        帶利用率高、抗毀性好、入網快等優勢,非常符合現代信息
        戰條件下電子對抗的要求,因此在艦艇通信上得到了廣泛
        應用,尤其是在跳頻電臺方面應用最廣泛。
        論文分析了影響跳頻通信系統抗干擾性能的關鍵因
        素以及對跳頻通信系統的干擾方法和手段,從抗干擾的角
        度,給出了增強艦艇超短波跳通信抗干擾能力的技術途徑
        和相關技術的基本實現方法。但是為了更大范圍地提高跳
        頻通信的抗干擾能力,也為了通信能夠更加安全、可靠,多
        種手段的結合才能夠更為有效地提高綜合抗干擾能力。
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