OLED主要可以分为哪些类型?
随着OLED显示器的彩色化、高分辨率和大面积化,金属荫罩刻蚀技术直接影响着显示板画面的质量,所以对金属荫罩图形尺寸精度及定位精度提出了更加苛刻的要求。
OLED(有机发光二极管)主要可以根据以下几种方式进行分类:
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按照驱动方式 (这是最核心和常见的分类):
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PMOLED(Passive Matrix OLED - 无源矩阵 OLED):
- 原理: 使用简单的行列驱动矩阵。阴极带和阳极带相互垂直交叉,形成像素点(交叉点)。需要发光的像素点通过向对应的行和列施加电压来点亮。
- 特点:
- 优点: 结构相对简单,制造成本较低。
- 缺点: 功耗较高(特别是显示较大或复杂画面时),亮度较低,响应时间较慢,在高分辨率或大尺寸屏幕上难以实现。
- 应用: 主要用于小尺寸、分辨率要求不高的显示器件,如早期的MP3播放器、汽车音响显示屏、部分智能穿戴设备的副屏或简单主屏、工业控制屏等。
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AMOLED(Active Matrix OLED - 有源矩阵 OLED):
- 原理: 在OLED像素的下方集成薄膜晶体管(TFT)作为开关电路(每个像素至少对应一个TFT)。TFT阵列构成驱动背板(通常为LTPS或LTPO TFT),控制每个像素的电流通断和大小,实现精确、独立的像素控制。
- 特点:
- 优点: 功耗更低(特别是显示深色画面时),亮度更高且更均匀,响应速度极快,对比度极高,视角广,非常适合制作高分辨率、大尺寸显示器和柔性/可折叠屏幕。
- 缺点: 结构更复杂,制造成本更高。
- 应用: 是现代消费电子产品的主力显示技术,广泛应用于智能手机主屏、智能手表、平板电脑、高端电视、笔记本电脑、柔性/可折叠设备屏幕、VR/AR头显等。
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按照发光材料基材类型:
- 小分子 OLED(SM-OLED):
- 特点: 通常采用真空蒸镀工艺制备,技术成熟度高,材料纯度和成膜质量较好,效率高,寿命相对稳定。是目前主流商业化OLED采用的材料体系(尤其是AMOLED)。
- 代表厂商: 三星显示(Samsung Display)、LG显示(LG Display)、京东方(BOE)、TCL华星(CSOT)、维信诺(Visionox)等。
- 聚合物/高分子 OLED(Polymer OLED / PLED / LEC):
- 特点: 通常采用溶液加工工艺(如旋涂、喷墨印刷)制备,工艺相对简单,成本潜力低。但对材料分子量控制、溶液稳定性、成膜均匀性等要求高。其效率和寿命目前普遍略低于小分子OLED,但喷墨印刷是未来大尺寸OLED经济化生产的重要技术路线。
- 代表厂商: JDI旗下的JOLED曾尝试喷墨印刷路线(现已申请破产),京东方、TCL华星、三星、LG等也在积极研发印刷OLED技术。
- 小分子 OLED(SM-OLED):
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按照面板的构成和发光方式:
- 白光OLED + 彩色滤光片(WOLED + CF):
- 原理: OLED层只发出白光,然后在每个像素点上方覆盖红(R)、绿(G)、蓝(B)的彩色滤光片来获得彩色显示。白光可以通过蓝色OLED激发黄色磷光材料混合而成,或堆叠RGB发光层等方式产生。
- 特点: 制造工艺相对简单,色彩纯度易控制,但滤光片会吸收部分光,导致亮度效率和色彩饱和度较低。
- 应用: LG显示用于其大尺寸OLED电视的主要技术路线。
- RGB OLED:
- 原理: 通过精细的图形化工艺(如精密金属掩膜版)或喷墨打印技术,直接在像素位置上分别蒸镀或沉积红(R)、绿(G)、蓝(B)三种不同发光材料的OLED子像素。
- 特点: 理论亮度和效率更高,色彩更鲜艳饱满,但生产工艺复杂,对材料和精度要求高,大尺寸化和高PPI良率挑战大。
- 应用: 中小尺寸AMOLED屏幕的主流技术路线(如手机屏)。
- 其他变种:
- RG/WGB OLED (如 WRGB): 在RGB基础上增加白色(White)子像素,用于提升整体亮度和降低功耗。
- Pentile: 一种特殊的子像素排列方式(如RG-BG),通过共享子像素来达到更高的像素密度,常用于高PPI的AMOLED屏幕,视觉上与标准RGB相比有时会有些差异。
- 白光OLED + 彩色滤光片(WOLED + CF):
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按照基板类型和应用:
- 硅基 OLED(OLED on Silicon / PSiF - Panel on Silicon FPD):
- 原理: 将OLED直接制备在单晶硅芯片上(利用CMOS工艺),而不是传统的玻璃或塑料基板。
- 特点: 像素密度极高(PPI可达数千甚至上万)、超小尺寸、高亮度、快响应、低功耗、集成度高。但对硅晶圆洁净度和工艺要求严苛,目前尺寸难以做大(通常<2英寸),成本很高。
- 应用: 主要面向近眼显示的微型显示器应用,如VR/AR头盔、电子取景器(EVF)、热成像仪瞄具等。
- 透明OLED (TOLED): 面板具有高透明度(通常>70%),不显示时可透光。常用于显示橱窗、汽车HUD等。
- 顶部发光OLED (Top Emission OLED): 光线从封装基板的顶部(而不是底部)发射出来。允许使用不透明的背板(如金属),更利于提高开口率和亮度/效率。是现代高性能AMOLED常用结构。
- 硅基 OLED(OLED on Silicon / PSiF - Panel on Silicon FPD):
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按照面板物理形态:
- 刚性 OLED: 基板为不可弯曲的玻璃。
- 柔性 OLED:
- 可弯曲/固定曲面 OLED (Curved OLED): 基板使用柔性塑料(如聚酰亚胺PI),在制造过程后期或之后永久塑形为曲面(手机曲面屏)。
- 可折叠 OLED (Foldable OLED): 可在固定位置反复弯折,用于折叠屏手机/平板。
- 可卷曲 OLED (Rollable OLED): 屏幕可像卷轴一样伸缩收纳。
- 可拉伸 OLED: 未来潜在方向,屏幕可拉伸变形。
总结来说,OLED最核心的分类是基于驱动方式(PMOLED vs AMOLED)和主流技术路线下的材料体系(小分子 vs 聚合物)以及发光方式(RGB像素化 vs WOLED+CF)。 其他分类则根据具体结构、基板、形态和应用场景进行细分。其中,AMOLED凭借其卓越的综合性能已成为消费电子显示领域的绝对主流技术。
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