oled显示器是怎样构成的?
oled显示屏是有机电激发光二极管同时具备自发光,不需背光源、对比度高、厚度雹视角广、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。
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好的,OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)显示器的核心结构是由多层薄膜堆叠而成,主要可以分为以下几个关键部分(自下而上):
-
基板:
- 这是整个显示器的物理基础,通常由玻璃制成(如柔性OLED则使用塑料基板,如聚酰亚胺PI)。
- 提供机械支撑,并作为后续各层沉积的起点。
-
薄膜晶体管层:
- 位于基板之上。
- TFT阵列:由无数微小的薄膜晶体管组成,每个TFT对应屏幕上的一个子像素。
- 作用:如同每个像素的独立开关,接收来自驱动电路的信号,精确控制流经对应OLED像素的电流大小,从而决定每个像素点的亮度和灰阶。
-
阳极:
- 位于TFT层之上。
- 通常是透明的铟锡氧化物薄膜。
- 作用:连接TFT,在显示器工作时带正电(空穴注入层),接受来自电源正极的空穴。
-
有机功能层(核心发光层):
- 位于阳极之上。这是OLED区别于其他显示技术的核心部分,由多种精细沉积的有机化合物薄膜组成,典型的顺序和功能是(不同结构的OLED层数可能简化):
- 空穴注入层: 帮助阳极的空穴有效地注入到有机层。
- 空穴传输层: 将来自阳极的空穴传输到发光层。
- 发光层: 最关键的部分!由有机发光材料构成。当来自阳极的空穴(带正电)与来自阴极的电子(带负电)在此层相遇时,会复合并释放能量,其中一部分能量以可见光的形式发射出来。红(R)、绿(G)、蓝(B) 三个子像素各自拥有不同发光材料的独立发光层(对于RGB OLED)。
- 电子传输层: 将来自阴极的电子传输到发光层。
- 电子注入层: 帮助阴极的电子有效地注入到有机层。
-
阴极:
- 位于有机功能层之上。
- 通常是金属薄膜(如镁银合金、铝等)。在顶部发光OLED中需要是半透明或透明的。
- 作用:连接电路负极,在显示器工作时带负电(电子注入层),提供电子。
-
封装层:
- 覆盖在整个器件结构(特别是极其脆弱的有机功能层)的最外层。
- 通常由玻璃盖板和粘合密封剂(如环氧树脂)构成,或在柔性OLED中使用薄膜封装。
- 作用:绝对关键!有机材料非常怕水汽和氧气,一旦接触会快速降解失效。封装层提供坚固的屏障保护,隔绝外界环境,确保显示器长期稳定工作。
额外的常见组成部分:
- 偏光片: 位于封装层或基板外侧(根据结构),用于减少环境光反射,提高在明亮环境下的可视性(因为OLED在不通电时大部分像素是暗的,反射光少,所以对偏光片的需求通常弱于LCD)。
- 触摸感应层: 如果是有触控功能的OLED屏幕,会整合一层或多层透明薄膜实现触摸信号感应(如电容式触控)。
- 盖板玻璃/保护玻璃: 在屏幕最外层提供物理保护(如康宁大猩猩玻璃)。对于某些结构,封装层本身就用作最外层盖板。
- 驱动电路:
- 行列驱动IC: 位于屏幕边缘的芯片,接收来自主板的图像信号,生成精确的电压/电流信号来控制TFT栅极和数据线,决定每个像素的开关和亮度。
- 时序控制器: 通常是主板上的核心芯片,协调整个显示器的工作节奏和数据流。
- 柔性电路板: 连接驱动IC、时序控制器和主板。
关键特点与优势(从结构引申):
- 自发光: 每个像素点本身就是一个独立的微小光源(有机层在电流下发光),无需LCD所必需的背光模组。这使得OLED可以做到极致纤薄、柔性可弯曲,并实现纯黑显示(像素彻底关闭时绝对不发光)。
- 像素独立控制: 每个子像素由TFT和独立的有机发光层组成,可以精确控制其亮灭和颜色,实现超高对比度、快速响应速度、宽视角。
- 简化结构: 相比LCD,去掉了液晶层、彩色滤光片(RGB OLED直接由发光层产生RGB光)、导光板、增亮膜等复杂背光结构。
不同类型OLED的结构差异:
- RGB OLED: 红绿蓝三种发光材料直接以子像素形式沉积(蒸镀)在阳极上,最常见也最成熟,但制造精度要求极高。
- WRGB OLED / WOLED: 白色发光层+彩色滤光片。发光层发出白光(可由RGB材料叠加或特殊蓝光材料+光转换层形成白光),然后通过类似LCD的RGBW子像素滤光片来获得颜色。这种结构在某些方面(如亮度、可靠性)可能更有优势,但滤光片会损失部分光效。
- 光色转换OLED: 使用蓝色发光层激发不同颜色的光色转换材料产生RGB光,结构相对复杂,仍在发展中。
总而言之,OLED显示器是通过在基板上精密沉积功能薄膜(尤其是核心的有机发光层)、利用TFT进行独立像素控制、并通过封装严密保护而成,其自发光特性和分层结构是其卓越显示性能和形态多样性的基础。
如何在Raspberry Pi Pico中使用OLED显示器
电子发烧友网站提供《如何在Raspberry Pi Pico中使用OLED显示器.zip》资料免费下载
资料下载
陈勇
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