oled显示技术,oled显示技术工程师?
OLED显示屏正在以不可逆转的趋势取代传统的LCD显示屏。当我们享受着OLED显示技术带来的高色域、低延时视觉盛宴的时候,您可曾经想过,一个光子,是如何从OLED像素中产生,然后到达我们的眼睛,并最终在我们的大脑中形成图像的呢?下面我们来简单分析一下。
OLED像素结构图(图片来自百度百科)
在OLED的像素中,存在着电子和“电子窝”(空穴)两种导电结构。通电后,电子被加速朝着“电子窝”运动,并有一部分电子落入到“窝”里。在回到“快乐老窝”的过程中,电子因为加速而带来的能量,会冲击“电子窝”,从而导致空间电场的突变。这个电场突变,犹如时空中的一根弦被拨动,开始了电场-磁场的交变,一个光子在时空中产生了。不同的有机发光材料,“电子窝”的深度不同,这一复合过程产生的光子的波长也不同,就像拨动不同的琴弦会产生不同的音色。
光子的产生(想象图)
从OLED发出的光子,美妙地划过时空,飞入我们的视网膜感光细胞,并在这里进行一次更神奇的物理过程。光子会激发我们视网膜细胞中的电子,让电子获得能量,从电子窝中“挣脱”,成为电信号,这就是光电效应。爱因斯坦因为解释了这个现象而获得诺贝尔物理学奖。这个电信号通过我们的视网膜神经传递至大脑,从而让我们的大脑“看到”对应颜色的光。通过这个神奇的过程,调配好的有机发光材料,可以把R,G,B三种不同的光子,发射到我们的眼睛。但是,这并不是全部。因为我们需要看到的,可不仅仅是红,绿,蓝。
OLED显示面板的光谱图(来源:和辉光电)
我们希望看到上亿种颜色。于是,就需要把三种不同波长的光拿来进行按比例混合。如何知道混合后的效果如何呢?人们使用了马蹄形的色域图来表示。
CIE1931色彩空间
这就是大家经常能够看到的标准色域图。很多消费者会表示,这个图看不懂。小编试试为大家简单解说一下。想要看懂标准色域图,大家先把注意力集中在马蹄的外围线上。马蹄线上面有数字,380,460,470,480一直到600,620,700。这些数字,代表的是光的波长。跟我们上一个图中,OLED的三原色波长是对应的。只是把这个波长横坐标给弄弯成了马蹄状。好好的直线光谱图,为啥弄成马蹄状呢?
大家观察一下就会发现,弄成马蹄状有个好处。马蹄的三个顶点区域,分别代表了3原色。从380nm到480nm这个区域,代表的是蓝(紫)色,520nm附近是绿色,600nm到700nm附近是红色。只需要把我们刚才OLED光谱中的三个颜色的光谱峰值,在这条线上分别找出来。然后用直线,把这三个点连接起来。那么,在这个三角形内的任何一种颜色,我们都可以通过三顶点到该颜色点的距离的倒数,作为各自的混合比例得到。这个三角形区域就是显示器最终能够表达的色域了。OLED显示器的色域相对于LCD来说,更容易调配。这是因为OLED是自发光器件。
调整OLED显示器的光谱,只需要调整有机材料中的掺杂物即可形成不同深度的“电子窝”,从而控制出射光的光谱。而LCD显示器,则需要同时调整背光的光谱成分以及液晶滤色材料的透射波长,相对来说更复杂。因此,相较于LCD显示面板,OLED显示器几乎是天生自带宽色域效果。
OLED的像素,是如何成为OLED面板的呢?这个过程其实充满了想象空间。OLED所使用的有机材料,在特定条件下,可以是液态甚至气态的方式存在。因此,印刷,喷涂,蒸镀都是制造OLED面板的可选方式。而面板所使用的基底材料,则决定了最终显示面板是柔性的还是刚性的。目前来说,业界最常用的制造方法是蒸镀。设想一下,在一块玻璃上面,刻蚀出整齐排列的“小坑”,然后给玻璃的刻蚀面通入有机材料的气体,让有机材料分子在每个小坑里面根据材料功能一层一层的沉淀下来,就形成了具有密集像素的OLED面板。
OLED面板蒸镀过程示意图
当然,具体的工业过程是非常复杂的,目前全球能够生产OLED显示面板的企业也是屈指可数。幸运的是,我们国家一直非常重视OLED产业的发展,相关的研究和产业化进程,在20多年前就开始了。
笔者也有幸在2001年就参与了中国科学院院士曹镛教授主导的OLED材料和产业化相关研究课题,研究生学习期间的OLED驱动芯片研究项目,也一直得到了国家863项目的资助。如今,国内的京东方、和辉光电、维信诺、华星光电等OLED面板厂商都在积极地抢占全球的OLED面板市场。预计三年内,国产OLED显示面板的出货量,有望超过国外的显示巨头。
无需底座即可开启Switch TV模式的CF015Next OLED便携屏
作为国内最早一批OLED显示技术学习和研究者,看到OLED终于能够服务于每个人的生活,笔者的心情难以言表。
我们把15.6寸,4K分辨率,100% DCI-P3色域OLED显示面板,用最朴素的驱动和外观做成了CF015 Next便携显示屏。出于对OLED发光效率的珍惜,我们没有在OLED面板上覆盖任何触控或者贴合玻璃层,而是让OLED面板,以最原始的形态呈现最丰富的色彩给消费者。
笔者本身作为一个游戏迷,也深深地被CF015Next OLED显示器所展现出来的更丰富的画面细节所吸引,惊叹于OLED自然天成的HDR效果。 而消费者评论区里面,诸多消费者对OLED发自肺腑的好评,更加是让我们感到非常的欣慰。让消费者不多花一分钱,享受到最值得珍惜的技术创新,就是我们的初衷吧。