《OLED显示技术入门》课件

显示技术入门OLED（有机发光二极管）显示技术作为新一代显示技术的代表，正在深刻改OLED变着我们的视觉体验从智能手机到大尺寸电视，从可穿戴设备到车载显示，技术以其独特的自发光特性、超薄设计和卓越的显示效果，成为现代显OLED示技术发展的重要方向显示技术发展简史1时代（）CRT1897-2000s阴极射线管技术主导显示市场近百年，体积庞大但成像质量稳定，广泛应用于电视和计算机显示器2兴起（）LCD1970s-2010s液晶显示技术实现了平板化突破，大幅减少了显示设备的厚度和重量，成为主流显示技术3革命（至今）OLED1987什么是？OLED定义解析核心特征是具有自发光特性，无需背OLED OrganicLight-OLED的缩写，中文光源，能够实现真正的黑色显Emitting Diode名称为有机发光二极管它是一示，同时具备超薄、柔性、高对种利用有机半导体材料在电流作比度等显著优势用下发光的显示技术技术本质与、区别OLED LEDLCD自发光原理背光依赖OLED LCD每个像素都是独立的发光单元，通过有机材料电致发光直需要背光模组提供光源，液晶分子通过扭转控制光线通过OLED LCD接产生彩色光线无需额外的背光系统，能够实现真正的黑色显量来显示图像即使显示黑色，背光仍需工作，无法实现真正的示和无限对比度黑色这种自发光特性使得在显示黑色画面时完全不发光，从而OLED实现极佳的节能效果和视觉体验发展历程OLED年技术诞生1987柯达公司研发出第一个实用的器件，标志着有机发光显示技术的OLED正式问世，为后续发展奠定了理论和技术基础年消费应用2003开始在播放器、数码相机等小尺寸消费电子产品中应用，OLED MP3技术逐渐从实验室走向市场年手机普及2010智能手机大规模采用屏幕，技术迎来快速发展期，产AMOLED OLED业链逐步完善成熟年大屏突破2016发光原理OLED光子发射显示激子形成复合电子注入激发注入的电子和空穴在有机发光层中相遇结在外加电场作用下，电子从阴极注入到有合，形成激子（）这些激子处于exciton机材料的最低未占分子轨道（），激发态，含有额外的能量等待释放LUMO空穴从阳极注入到最高占据分子轨道（），形成载流子注入过程HOMO结构剖析OLED透明阳极通常采用材料，提供空穴注入1ITO空穴传输层2促进空穴向发光层移动有机发光层3核心功能层，产生电致发光电子传输层4辅助电子注入和传输金属阴极5有机材料详细分类小分子型材料高分子聚合物磷光材料采用真空蒸镀工艺制备，具有纯度可通过溶液法或印刷工艺加工，制高、性能稳定的特点代表材料包造成本低，适合大面积生产典型括、等，适用于高精度材料如、，在柔性Alq3NPB PPVMEH-PPV显示应用，但制造成本相对较高显示和大尺寸应用中具有优势单色与全彩OLED单色显示双色显示最早期的应用形式，通常为绿色或橙在单色基础上增加一种颜色，通常为绿色OLED+色单色显示，结构简单，制造成本低，广泛红色或绿色蓝色组合，可实现基本的彩色+12应用于指示灯和简单信息显示信息显示需求白光全彩显示OLED43发射白光后通过彩色滤光片获得颜通过红、绿、蓝三基色实现全彩色显示，可RGB色，制造工艺相对简单，是大尺寸面采用像素排列或白光加彩色滤OLED RGB OLED板的主流技术方案光片的技术路线白光原理OLED白光发射原理通过多层有机材料的组合或掺杂发光材料，实现覆盖可见光谱的白光发射通常采用蓝光黄光磷光体或三色材料混合的方式产生白光+RGB滤光片分色在白光上方放置红、绿、蓝三种彩色滤光片，通过选择性透过特定波长的光线来获得纯净的三基色显示效果OLED技术优势对比相比直接发射，白光工艺更简单统一，良率更高，特别适合大尺寸面板生产，但在能耗和色域方面稍有劣势RGBOLED电极材料及工艺透明阳极金属阴极工艺ITO氧化铟锡（）是最常用的透明导电材料，具有良好的透光性阴极通常采用低功函数金属如铝、银或镁银合金，通过真空热蒸ITO和导电性通过磁控溅射工艺沉积在基板上，厚度通常控制在发或电子束蒸发工艺制备厚度一般在纳米100-300纳米100-200为提高电子注入效率，常在金属阴极前沉积锂氟化物（）等LiF电极需要经过表面处理和退火工艺，以优化其表面形貌和功电子注入层，厚度仅几纳米但效果显著ITO函数，提高空穴注入效率和器件性能常用基板类型玻璃基板柔性塑料基板传统刚性基板材料，具有优异聚酰亚胺（）等高分子材料PI的化学稳定性、热稳定性和表制成，具有良好的柔韧性和耐面平整度常用厚度为温性厚度可控制在

0.4-25-毫米，适合高精度显示应微米，为可折叠、可弯

0.7125用，是目前面板的主流曲显示产品提供了基础支撑OLED基板选择金属箔基板不锈钢或钛合金薄片，厚度通常在微米，具有优异的机械强度10-50和导热性，适用于特殊环境下的显示应用需求像素驱动及矩阵OLED矩阵扫描原理通过行列交叉的电极网络控制每个像素点的发光状态驱动电路设计集成薄膜晶体管实现像素级精确控制信号传输优化通过时序控制和电压调节确保显示质量与区别AMOLED PMOLED主动矩阵被动矩阵AMOLED PMOLED每个像素配备独立的薄膜晶体管（）和储存电容，能够保持采用简单的行列扫描驱动方式，没有主动开关元件，通过逐行扫TFT像素状态直到下次刷新这种主动驱动方式支持高分辨率和大尺描点亮像素结构简单，制造成本低，但扫描频率限制了显示尺寸显示，响应速度快，适合复杂动态画面显示寸和分辨率技术广泛应用于智能手机、平板电脑和电视等产品，主要应用于小尺寸、低分辨率的单色或简单彩色显AMOLED PMOLED是目前主流的驱动方式，但制造工艺相对复杂，成本较示，如播放器显示屏、车载仪表盘等，在特定应用领域仍OLED MP3高有重要地位核心优势OLED自发光特性广视角显示每个像素独立发光，无需背光系统，实发光角度接近度，几乎不存在视角180现真正的黑色显示和无限对比度，带来色彩偏移问题，任何角度观看都能保持更加真实的视觉体验一致的显示效果超薄柔性设计超快响应速度整体厚度可控制在毫米级以下，支持弯响应时间可达纳秒级别，消除了液晶显曲和折叠，为创新产品形态提供了无限示中常见的拖影现象，特别适合快速运可能动画面显示节能原理剖析0W30%黑色像素功耗平均节能幅度显示黑色时像素完全不发光，功耗为相比背光方式平均节能效果LCD零50%深色模式优势深色界面下的额外节能潜力显示性能对比柔性可弯曲技术OLED/柔性基板技术采用聚酰亚胺等柔性材料替代传统玻璃基板可折叠应用实现手机平板二合一等创新产品形态可卷曲前景未来可收纳展开的大屏显示解决方案可穿戴集成与服装纺织品结合的智能显示织物面板制造流程OLED基板清洗预处理对玻璃或柔性基板进行超声清洗、等离子处理，确保表面洁净度达到制造要求，为后续工艺奠定基础有机层真空沉积在高真空环境下通过热蒸发工艺依次沉积有机功能层，包括空穴注入层、发光层、电子传输层等，厚度控制在纳米级精度封装防护处理采用玻璃盖板或薄膜封装技术隔绝水氧侵入，使用干燥剂和阻挡层确保器件长期稳定性和使用寿命屏封装技术OLED玻璃封装方案薄膜封装技术传统的玻璃盖板封装方式，使用通过多层无机有机薄膜交替沉/胶或热熔胶将玻璃盖板与基积形成阻挡层，厚度仅几微米UV板贴合，形成密闭腔体封装效具有良好的柔性和透明度，是柔果好但厚度较大，主要用于刚性性的首选封装方案OLED产品OLED封装性能指标水蒸气透过率需控制在以下，氧气透过率低于10^-6g/m²/day10^-，确保有机材料不被氧化降解3cc/m²/day显示色彩再现标准广色域sRGB DCI-P312覆盖率接近，满足基本显示需求覆盖率超过，达到电影级色彩标准100%95%色彩精度超广色域Rec.2020值小于，实现专业级色彩还原覆盖率达到，面向超高清应用ΔE285-90%8K43屏幕厚度与轻薄设计OLED

0.3mm发光层厚度有机功能层总厚度控制在纳米以内

3000.8mm整体面板厚度包含基板和封装的完整面板厚度50%重量减轻相比传统显示模组的减重效果LCD2mm模组总厚度包含触控和保护玻璃的完整显示模组大尺寸进展OLED蒸镀技术突破印刷工艺前景大尺寸精密金属掩膜板（）技术的发展，使得英寸以上喷墨印刷技术正在快速发展，有望解决大尺寸制造的成本FMM55OLED面板的像素精确沉积成为可能第代和第和效率问题这种工艺不需要精密掩膜板，材料利用率更高，特OLED RGB

8.

510.5代生产线的建设为大尺寸奠定了产能基础别适合大面积生产OLED新型线性蒸发源和改进的蒸镀室设计提高了材料利用率，降低了主要厂商正在加大印刷的研发投入，预计在英寸以上OLED65大尺寸面板的制造成本，推动了电视市场的快速发展超大尺寸应用中将逐步替代蒸镀工艺，实现更好的成本控制OLED分辨率提升OLED超高清8K×像素密度，代表显示技术最高水准176804320标准4K2×分辨率，现阶段主流高端配置38402160增强QHD+3×等超高清手机屏幕规格29601440基础Full HD4×分辨率，普及型产品标配19201080背板技术的不断进步是分辨率提升的关键驱动力通过采用更先进的半导体工艺，阵列的开口率和电子迁移率得到显著改善，TFT OLEDTFT使得像素密度可以达到以上，满足近距离观看的超高清显示需求500PPI响应速度对比纳秒级响应的像素响应时间可达到毫秒以下，相比的毫秒有巨大优势这种超快响应消除了运动画面中的拖影和模糊现象OLED

0.1LCD16电竞优势快速响应特性使成为电竞显示器的理想选择，能够准确显示高速移动的游戏画面，提供更流畅的游戏体验和竞技优势OLED影像质量在播放高动态场景的电影和视频时，能够保持画面的清晰度和细节，避免了传统显示技术中常见的运动模糊问题OLED典型应用场景OLED手机行业应用案例苹果系列三星旗舰国产品牌创新iPhone Galaxy自开始全面采用屏作为技术的领导者，三星在小米、华为、等国产品牌积极采用iPhone X AMOLED OLEDGalaxy OPPO幕，配备显示技术和系列中率先应用曲面屏技术，推出了多款配备高刷新率Super RetinaXDR SNote AMOLED OLED支持和杜比视界，峰值亮度达幕技术提供了屏幕的产品，在中高端市场形成HDR10Dynamic AMOLED2XAMOLED尼特，为移动设备树立了显示质量出色的色彩还原和护眼功能了强有力的竞争态势1200新标杆电视与高端显示电视市场占有率高端市场定位OLED在大尺寸电视主要定位于LG Display OLED OLED2000面板市场占据以上份美元以上的高端市场，凭借优90%额，其技术已异的画质表现获得了专业评测WRGB OLED成为高端电视的标准配置机构和消费者的一致认可，在、松下等品牌积极采用画质敏感的用户群体中渗透率Sony的面板制造高端电不断提升LG OLED视产品增长趋势分析年全球电视出货量预计达到万台，同比增长2024OLED1000随着制造成本持续下降和技术进一步成熟，电视有望向15%OLED中端市场扩展车载及穿戴新风口车载显示应用可穿戴设备增长年全球车载面板出货量增长，主要应用于中控智能手表和健康手环是在可穿戴领域的主要应用圆形和2024OLED20%OLED屏、仪表盘和后排娱乐系统的高对比度和广视角特性在异形屏幕设计为智能手表提供了更多样化的产品形态选OLED OLED车内复杂光线环境下具有显著优势择柔性技术使得车载显示可以贴合复杂的车内曲面设计，实低功耗特性使得特别适合电池容量有限的可穿戴设备OLED OLED现更加一体化和美观的内饰效果预计到年，高端汽车中功能可以在极低功耗下持续显示时间和基2026Always-On Display渗透率将超过本信息，提升用户体验OLED30%在医疗显示OLED医学影像需求高对比度和精确色彩还原满足放射科影像诊断要求市场增长趋势医用显示器年增长率达，应用范围不断扩大OLED25%专业认证标准符合医疗显示标准，获得等权威机构认证DICOM FDA在医疗显示领域的应用正在快速发展，其无限对比度和精确的灰阶表现为医学影像诊断提供了更可靠的技术支撑特别是在OLED、和光片的显示中，能够呈现出传统无法达到的细节层次，帮助医生做出更准确的诊断判断CT MRIX OLEDLCD在可穿戴设备OLED智能手表应用健康监测优势圆形和方形屏幕为智能手表提供OLED低功耗特性延长了设备续航时间，高精了清晰的显示效果，支持Always-On度显示确保健康数据的准确呈现，为用功能，在阳光下仍能保持良好Display户提供可靠的健康监测体验的可读性个性化表盘轻薄舒适设计丰富的色彩表现和柔性显示特性支持多超薄屏幕减少了设备厚度和重OLED样化的表盘设计，满足用户个性化定制量，提升了佩戴舒适度，特别适合需要需求，提升产品差异化竞争力长时间佩戴的健康监测设备产业链概览OLED上游材料供应有机发光材料、基板材料、封装材料等核心原材料供应，主要由日韩企业主导，中国企业正在加快追赶步伐设备制造环节蒸镀设备、激光设备、检测设备等专用制造装备，技术门槛较高，日本和韩国企业在高端设备领域优势明显面板生产制造面板的设计、制造和测试，韩国三星和占据主导地位，中国京东方、维信诺等快速崛起OLED LG终端品牌应用智能手机、电视、车载等终端产品制造商，苹果、三星、、小米等全球品牌积极采用技术LG OLED主要厂商与技术专利韩系厂商主导中国企业崛起专利竞争格局三星在中小尺京东方、维信诺、华星核心专利主要集DisplayOLED寸领域占据光电等中国面板厂商快中在材料配方、器件结AMOLED以上市场份额，速发展，在柔性构和制造工艺等方面，70%OLED在大尺寸和车载等细分领专利授权和交叉许可成LG DisplayOLED电视面板市场接域取得重要突破，正在为产业发展的重要影响OLED近垄断地位，两家企业挑战韩系企业的技术垄因素掌握了大量核心专利技断术面临的主要挑战OLED有机材料寿命限制制造成本压力有机发光材料在长期使用过程中精密蒸镀设备投资巨大，有机材会发生不可逆的化学降解，导致料成本较高，良率提升困难，使亮度衰减和色彩偏移蓝光材料得面板制造成本显著高于OLED的寿命问题尤为突出，成为制约传统技术，限制了市场普及LCD技术发展的关键瓶颈速度OLED烧屏风险隐患长时间显示静态图像可能导致像素不均匀老化，形成永久性的图像残留现象，影响用户体验和产品可靠性，需要通过技术优化和使用习惯改进来缓解寿命与烧屏现象OLED老化机理分析优化解决方案有机材料在电流和光照作用下发生分子结构变化，形成稳定的化通过像素偏移、亮度调节、自动检测等软件算法减少静态显示对学产物，导致发光效率逐渐降低不同颜色的有机材料老化速率特定像素的影响改进有机材料配方和器件结构设计，提高材料不同，蓝光材料最容易降解稳定性和寿命像素间的不均匀老化会造成亮度和色彩的差异，当差异达到人眼开发新型补偿算法，实时监测像素老化状态并进行动态调整，延可感知的程度时就形成了烧屏现象温度、湿度和电流密度都会长整体显示寿命用户教育和使用习惯优化也是重要的预防措影响老化速率施制程良率提升设备技术升级新一代蒸镀设备采用更精密的温度控制和真空系统，提高了有机材料沉积的均匀性和重复性激光退火和等离子处理技术优化了电极性能和界面质量在线检测系统集成光学检测、电学测试和缺陷识别系统，实现生产过程中的实时质量监控算法辅助的缺陷分类和预测系统提高了问题发现和解决的AI效率成本下降趋势随着技术成熟和产能扩大，面板制造成本年降幅达OLED15-良率从早期的提升至目前的以上，接近20%30-40%80%制造水平LCD环保与回收OLED材料可回收性环保优势有机发光材料可通过化学分解回收，玻制造过程不使用液晶和背光模OLED璃基板和金属电极具有很高的回收价组，减少了有害化学物质的使用，产品值，整体回收率可达以上废弃后的环境影响相对较小85%行业标准回收流程制定产品环保标准和回收规范，建立专业的面板回收处理体系，OLED OLED推动绿色制造和可持续发展，符合全球通过物理分离和化学提取技术回收有价环保法规要求值材料，实现循环利用下一代技术OLED印刷技术微型技术OLED OLED喷墨印刷工艺可以精确控制有采用硅基Micro OLED机材料的沉积位置和厚度，材背板技术，像素密度CMOS料利用率高达以上，显可达以上，主要应90%5000PPI著降低制造成本适合大尺寸用于头显设备具有VR/AR面板生产，是未来大屏高亮度、快响应、低功耗等优OLED的重要发展方向势量子点增强技术结合量子点和的优势，提供更广的色域和更高QD-OLED OLED的发光效率，是下一代高端显示技术的重要候选方案简介Micro OLED超高像素密度超过，达到视网膜级别显示1PPI5000硅基背板CMOS2采用成熟半导体工艺，集成度高核心器件VR/AR3英寸以下尺寸，专为近眼显示设计1高亮度低功耗4亮度可达尼特，功耗控制优异10000代表了技术在超小尺寸、超高精度显示领域的最新突破通过将发光层直接制作在硅基电路上，实现了前所Micro OLED OLEDOLEDCMOS未有的像素密度和集成度，为虚拟现实和增强现实设备提供了理想的显示解决方案前沿探讨QD-OLED量子点增强原理蓝光激发量子点材料，通过量子尺寸效应产生纯净的红光和绿光，实现更广的色域覆盖和更高的色彩纯度，突破传统的色彩表现限制OLEDOLED色彩性能优势能够覆盖超过的色域标准，色彩饱和度和准确性显著优于传统技术，为专业显示和高端消费市场提供卓越体验QD-OLED90%Rec.2020WOLED产业化进展三星已实现技术的量产，应用于英寸以上大尺寸电视产品索尼、戴尔等品牌推出了基于技术的高端显示器产品Display QD-OLED55QD-OLED与对比WOLED RGBOLED白光方案直发光方案WOLED RGB采用白光发射层配合彩色滤光片的技术路线，制造工艺相对简每个像素直接发射红、绿、蓝三色光，无需滤光片，理论上具有单，良率较高，适合大尺寸面板生产是这一技术更高的发光效率和更广的色域三星在中小尺寸产品中LG DisplayDisplay路线的主要推动者主要采用这一方案优势在于工艺成熟度高，制造成本相对较低，但在能效和色域方技术难点在于三种颜色材料的寿命匹配和精密图案化工艺，制造面存在一定劣势滤光片会吸收部分光线，影响整体发光效率和复杂度和成本较高，但在显示质量和能耗方面具有明显优势色彩纯度与对比OLED Mini/Micro LED显示前景展望OLED主流化趋势手机和电视市场渗透率持续提升，预计年智能手OLED2025机渗透率将超过OLED50%技术突破材料寿命、制造良率和成本控制三大核心问题逐步解决应用拓展车载、医疗、工业等新兴应用领域快速发展形态创新柔性、透明、可卷曲等创新形态推动产品差异化。