OLED車載應用基礎技術介紹
OLED意為有機發光二極管。目前主要應用于顯示以及照明領域,其中與OLED顯示不同,OLED照明技術目前主要用于通用照明和汽車應用。就這些應用領域而言,OLED具備發光均勻、外形超薄、可柔性、可分區控制等優勢。本文將從OLED發展背景、OLED制備工藝、OLED光源在汽車應用中的優勢三個方面來介紹OLED車載應用基礎技術。
OLED發展背景
目前OLED技術已經應用在顯示及照明行業上,不僅成為繼顯像管(CRT)、液晶(LCD)之后的新一代顯示技術。而且由于其面光源、輕薄、光品質高等特點成為繼白熾燈、熒光燈、LED之后的新一代照明光源。
有機發光二極管(Organic Light-Emitting Diode,OLED ),是利用有機半導體材料在電場作用下發光的技術。由于有機發光各層材料及器件制備特性,OLED器件為多層二維面型結構。OLED器件每層材料層的厚度極薄(一般小于500nm),因此OLED器件可以制作的非常輕薄。OLED產品形態取決于基板的形態,采取不同基板,OLED可實現透明、彎曲、卷折等特殊形態。
OLED器件結構圖
3. OLED結構簡介
基板:采用玻璃材質或者聚合物薄膜材料,其主要作為整個OLED的載體。
陽極:采用ITO(氧化銦錫)等透明導電氧化物,通過物理濺射的方式沉積而成。
有機功能材料:采用小分子有機材料,通過不同材料的搭配(十余種有機材料)調整OLED的發光顏色、壽命等。一般通過熱蒸鍍的方式逐層沉積而成。
陰極:采用鋁、銀等金屬導電材料,通過熱蒸鍍的方式形成。
封裝層:通常采用玻璃材質或者金屬箔,對有機功能材料進行封裝保護,避免外界水氧的侵蝕。
主體結構示意圖-屏體整體厚度小于2mm
4. OLED發光原理
OLED (organic light emitting diode):有機發光二極管,是一種基于有機材料的電致發光器件。其發光原理如下:
OLED發光原理
有機材料一般分為熒光材料和磷光材料
熒光材料受激輻射會由單重激發態躍遷到基態,從而形成熒光發射。但基于泡利不相容原理以及量子力學的選擇定則,在熒光材料中從三重激發態躍遷到基態的過程是自選禁止的,且由于在器件中形成單重激發態和三重激發態的比例為1:3,所以在一般熒光材料體系最高內量子效率只有25%。為了突破25%的效率限制,在有機材料基礎上引入重金屬元素(如Ir、Pt等),通過重原子效應可以使電子三重激發態躍遷到基態,從而發射出磷光,且最高內量子效率可以達到100%。
發光材料單重與三重態發光狀態途徑示意圖
發光的顏色取決于發射光子的能量,即激發態和基態的能量差,能量差越大,發射的光子能量越大,發光顏色越往短波方向移動。
要想改變發光的顏色,可以用不同的有機分子作為發光體,或者通過設計有機材料的激發態和基態的能量差來實現。
6. LED與OLED的制造差異
LED芯片需要在晶圓上外延生長
OLED發光層可以玻璃、塑料等基板上蒸鍍
OLED發光層可以玻璃、塑料等基板上蒸鍍
7. OLED的制造流程
有機發光二極管OLED制備工序更少,結構更簡單。
OLED制備工藝
光刻工藝
蒸鍍工藝
封裝工藝
切割
邦定
通過ACF各項異形導電膠通過綁定設備將柔性電路板(FPC)綁定到屏體引線區,從而實現與外部的電連接。
控制方案
控制方式:OLED為直流驅動器件(電流與單個發光面積成正比,電壓4V-12V),需采用共陰極恒流驅動芯片控制。
OLED光源在汽車應用中的優勢
光源作為車燈的重要設計元素,其特征、形態一定程度上提升了車燈的外觀與功能。OLED光源是一種面光源,其發光均勻、無熱量集中點、發光區可分區控制、對比度高、分區之間的間隙極小,可實現弱顯示功能。OLED還具有輕薄、易集成的特性,屏體厚度小于2mm,質量更輕,重量相較其他光源減輕50%且無需勻光板,組裝更為簡單,空間占用減少80%。
數字化OLED技術
OLED屏體圖形化是采用光刻技術實現的,通過mask設計在一片OLED屏體上可以實現任意圖形及數量的設計(精度﹤10um)。
[1]Audi MediaInfo Technology Ingolstadt(08/29/19)
OLED 2.0 數字化OLED技術
特定的圖形可以直接設計,而無需控制大量的規則小像素實現。非掃描模式,屏體亮度可達到2000cd/m²,滿足法規要求。
[2]Audi MediaInfo Technology Ingolstadt(08/29/19)
如奧迪Q5數字化OLED尾燈提供了Singnature1~3種預設發光模式,每組模式都有專屬的Leaving home與Coming home的發光顯示。
DIGITAL OLED=Most flexible Display Technology for Personalisation and Car-to-X communication in Taillighting
數字化OLED是目前在尾燈中體現個性化以及實現車聯網通信最靈活的顯示技術。