OLED背光源技术研究进展[1]

　　引言

　　液晶显示器( LCD ) 以其平板化、低功耗、无电磁辐射、高分辨率、高对比度、数字式接口、易集成和轻巧便携等优点, 大量应用于电脑显示器、电视机等显示领域, 在平板显示器中处于主流地位[ 1] 。液晶显示器作为一种被动显示器件, 由于液晶本身并不发光, LCD 需要通过外部光源实现透射或反射来显示。背光源是TFT􀀁 LCD (薄膜液晶体显示器) 光源的提供者, 背光源的表现便决定了液晶显示器表现在外的视觉感, 因而背光源是液晶显示器件不可或缺的重要组件[ 2] 。

　　目前, 液晶TV 的背光源主要是冷阴极管( CCFL)光源, 由于CCFL 光效低、寿命时间短、色域表现差、亮度调整范围小、能耗大、响应时间长、安全系数低、含汞有害气体不环保等缺陷, 2006年欧盟的环保法规将导致目前的LCD 主流光源CCFL逐渐遭到停用[ 3 ] 。背光源占液晶显示器所有材料成本的20% ~ 30% , 液晶显示器为保持在未来市场的竞争力, 开发设计新型的背光源新技术成为一个重要的课题。

　　高亮度白光LED 光源不仅使电视厚度和重量均实现大幅度减少, 同时还拥有更高的可靠性和稳

　　定性; 节能方面, LED 的亮度可以随着画面的亮度进行主动调节, 相比液晶电视有效节能可以达到30%以上; 环保方面, LED 背光源其优势在于完全不含铅和汞等有毒有害物质, 是真正的绿色环保光源。LCD产业即将进入由LED 取代CCFL 的革命时期[ 4] 。

　　有机白光OLED 除了具有无机LED 上述优点以外, 相较于无机LED, 有机蓝光可以轻易的获得, 并且只要在有机发光主体层中掺杂红、黄色的染料( dopant) 后, 就可以轻易得到白光, 或是利用多层发光层来组成白光[ 5] 。另外﹐由于OLED 是利用真空热蒸镀法及印刷、旋转涂布法来沉积薄膜, 因此, 大面积制程较简单且制造成本较低, 较易达到降低成品以与日光灯竞争之目标。由于OLED 属于面光源, 相较于LED的点光源, 更适合液晶显示器的背光源, 因此OLED有机会成为新时代液晶显示器背光源的主角。

　　1 背光源技术概况

　　液晶显示器件( LCD) 是一种被动式的平板显示器件, 由于液晶材料本身不具发光特性, 因此,必须在LCD面板后加上一个发光源才能达到显示效果, 背光模块即是提供LCD显示器背面光源的关键组件。一个好的LCD 器件背光源, 一般应具有亮度高、发光均匀、成本低、可调、功耗低、轻薄且不易损坏等性能且最好是面光源[ 6] 。

　　采用CCFL做液晶显示屏的背光源时, 其显示品质有很多不足, 例如: ( 1) 显示清晰度不高:CCFL总在带电状态照亮屏幕, 即使所显示图像的部分内容应该是黑色时CCFL还是处于点亮状态。缺少深黑效果影响了图像的视觉清晰度。( 2) 色彩饱和度有限: 由于荧光物体现的颜色有限, 因而显示器色彩饱和度也有限。而采用LED 作为液晶显示屏的背光源时, 驱动电路复杂, 背光整体结构复杂和制备成本高等不足。

　　2  OLED背光源关键技术及其进展

　　OLED 和LED一样都是一种半导体电- 光转换型器件, 上述开发出的LED背光源技术同样适合于OLED 背光源。二者也有区别: OLED 是有机面光源, 采用低成本的真空蒸镀、旋转涂布以及喷墨打印等技术制备; 而LED 是无机点光源, 采用昂贵的MOCVD技术制备。

　　由OLED背光源是一种具有高亮度、广色域、耐冲压、低电压、轻薄和功耗低等特性的反射式二维面光源, 其阴极金属层是高反射率的镜面反射层, 因此OLED 背光源不需要导光板、散光板等导光、匀光辅助光学配件, 就可以将光发射层发出的光直接反射到LCD, 很好地符合了LCD 对背光源的要求。

　　OLED背光源发展虽然不足10 年, 但是已经取得了长足的进步。经过最近几年的发展, OLED背光源已克服了初期的寿命与光效方面的问题, 进入了试验性使用阶段, 世界上许多相关厂家已在制定生产LCD 用的OLED 背光源计划。

　　2.1 白光OLED发光效率的提高白光OLED 经过10 多年的研究, 发光效率一直在不断提升, 尤其近两年, 器件的发光效率更是突飞猛进。

　　2004年, GE 公司展示了16 块小面板拼成的白光OLED 光源, 每块小面板尺寸为50 mm 􀀁50mm, 色温为4 000 K, 显色指数(CR I ) 为88;功率效率为15 lm /W[ 7] 。

　　2006 年, Philips􀀁Nova led 联合开发出了在1 000 cd /m2亮度下效率为32 lm /W、显色指数为88、寿命为2 􀀁 104 h的白光OLED; Konica M inolta公司展示了亮度1 000 cd /m2、功率效率为64 lm /W、寿命达2 􀀁 104 h的白光OLED[ 8 ] 。