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AMOLED显示屏
Application case

OLED显示屏原理解析

通过控制每个像素中红、绿、蓝三种颜色的 OLED 发光强度,就可以混合出各种不同的颜色,从而实现全彩显示。在显示图像时,根据图像信号控制每个像素的电压或电流,进而控制像素的发光亮度和颜色,最终形成各种丰富多彩的图像和视频画面。

OLED显示屏以其自发光的独特原理,展现出高对比度、快速响应、轻薄便携、广视角等诸多令人瞩目的特性。


工作过程

电荷注入:当给 OLED 显示屏施加电压时,阳极会注入空穴,阴极会注入电子。阳极通常采用具有高功函数的金属或透明导电氧化物,如氧化铟锡(ITO),其能够有效地将空穴注入到有机功能层中;阴极则采用低功函数的金属,便于电子的注入。

电荷传输:注入的空穴和电子分别在空穴传输层和电子传输层中传输,它们会向发光层移动。空穴传输层的作用是将阳极注入的空穴快速传输到发光层,同时阻止电子向阳极方向扩散;电子传输层则负责将阴极注入的电子传输到发光层,并防止空穴向阴极方向扩散。

激子形成:当空穴和电子在发光层中相遇时,它们会结合形成激子。激子是一种处于激发态的电子 - 空穴对,具有一定的能量。

发光:激子从激发态跃迁回基态时,会释放出能量,这些能量以光子的形式发射出来,从而产生发光现象。发光的颜色取决于发光层中有机材料的分子结构和能级特性,通过选择不同的有机发光材料,可以实现红、绿、蓝等不同颜色的发光。

OLED显示屏的神秘面纱

OLED,即有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode),其神奇之处在于采用了有机材料,具备自发光的特性。当电流通过这些有机材料时,它们能够直接发出绚丽多彩的光芒,不需要像传统 LCD 显示屏那样依靠背光模组来照亮画面。

它的每个像素点都能独立发光和控制亮度。这就像是每个像素点都自带一个小电灯泡,需要亮的时候就发光,需要暗的时候就熄灭,完全不受其他像素点的影响。这种独特的自发光原理,使得 OLED 显示屏在显示黑色时,能够真正做到完全关闭像素点,呈现出深邃的纯黑色,从而大幅提升了对比度,让画面的亮部更亮,暗部更暗,细节更加清晰可见。同时,自发光特性也使得 OLED 显示屏在色彩表现上更加出色,能够呈现出更加鲜艳、丰富、逼真的色彩,给用户带来更加震撼的视觉享受。

OLED 显示屏的寿命受多种因素影响,一般来说其正常使用寿命在 3 到 5 年左右

OLED显示屏的丰富分类

被动矩阵OLED(PMOLED),其构造相对简约,借助外部电路操控阴极与阳极交叉点的像素发光。它的优势在于成本低廉、制造工艺简便,然而缺点是亮度有限、刷新率较低且功耗较大 。因此,PMOLED 多应用于对显示要求不高、屏幕尺寸较小的设备,如电子手表、计算器、小型工业控制器等。在电子手表中,它能清晰呈现时间、日期等基本信息,满足日常使用需求。

主动矩阵 OLED(AMOLED),在阳极层设有薄膜晶体管(TFT)阵列,能够独立控制每个像素的发光,具备高亮度、高刷新率、快速响应以及低功耗的特性。AMOLED 被广泛应用于对显示性能要求较高的设备,像智能手机、平板电脑、电脑显示器、电视等。如今市面上的高端智能手机,大多采用 AMOLED 屏幕,以提供卓越的视觉体验,无论是色彩的鲜艳度、对比度,还是触摸操作的响应速度,都表现出色。

顶部发光OLED(TOLED),光线从屏幕顶部射出,基层不透明或具有反射性,通常搭配主动矩阵技术使用。TOLED 的发光效率较高,对比度出色,常用于制作智能卡、微型显示器等设备。在智能卡中,TOLED 能够清晰显示卡内信息,方便用户读取。

透明 OLED(TOLED),拥有透明的基层、阳极和阴极,在不通电时具备较高的透明度,通电后可实现双向透光显示。这种独特的特性使其在商业展示、建筑设计、汽车等领域展现出巨大的应用潜力。在商业展示中,透明 OLED 可用于橱窗展示,将产品与动态广告相结合,吸引顾客的目光;在建筑设计中,可应用于玻璃幕墙,增添建筑的科技感与艺术感;在汽车领域,可用于制作车内的透明显示屏,如挡风玻璃上的抬头显示,为驾驶员提供直观的信息。

柔性 OLED(FOLED),以柔韧性良好的材料作为基层,如塑料或金属箔,使得屏幕能够实现弯曲、折叠。这一特性让它在可穿戴设备、折叠屏手机等领域大放异彩。在可穿戴设备中,柔性 OLED 可制成贴合人体曲线的显示屏,如智能手表的表带、智能手环的屏幕等,为用户带来舒适便捷的佩戴体验;在折叠屏手机中,柔性 OLED 使手机实现折叠与展开功能,既满足了便携性需求,又在展开时提供更大的屏幕显示面积,为用户带来全新的使用体验。

白光 OLED(WOLED),能够发出接近自然光的白光,具有亮度高、光色均匀、能效优异的特点。WOLED 常用于照明领域,可制成灯具、照明面板等,为室内外提供舒适的照明环境。同时,在一些需要高亮度白光显示的设备中,也可能会应用到 WOLED 技术。

不同类型的OLED屏应用场景有那些

基于发光材料分类

小分子OLED屏:

手机屏幕:小分子 OLED 材料发光效率高、色彩鲜艳、对比度高,能够呈现出清晰、细腻的图像和丰富的色彩,满足用户对手机屏幕高品质显示的需求。

高端显示器:在一些高端电脑显示器、专业绘图显示器中应用,小分子 OLED 屏可精准显示色彩,对于设计师、摄影师等对色彩要求较高的专业人士非常适用。

高分子OLED屏:

柔性显示产品:如可折叠手机、柔性平板电脑等,高分子 OLED 材料具有良好的柔韧性,能够适应不同的弯曲半径,不易在折叠过程中出现损坏,为柔性显示技术提供了理想的材料基础。

可穿戴设备:如智能手表、智能手环等,高分子 OLED 屏可以根据设备的形状进行弯曲和定制,提供更好的佩戴舒适度和视觉体验。

基于驱动方式分类

被动矩阵OLED屏(PMOLED):

小型显示设备:如电子词典、手持游戏机、智能手表等,这些设备屏幕尺寸较小,对显示分辨率和刷新率要求相对不高,PMOLED 屏具有成本低、功耗低等优势,能够满足其基本显示需求。

简单信息显示:如电梯显示屏、公交车站牌显示屏等,主要用于显示简单的文字、数字和图标信息,PMOLED 屏可以在较低的成本下实现稳定的显示效果。

主动矩阵 OLED 屏(AMOLED):

高端智能手机:AMOLED 屏具有快速的响应速度、高对比度、广视角等优点,能够为用户带来出色的视觉体验,因此在高端智能手机市场中得到了广泛应用。

电视:AMOLED 电视可以实现像素级的精准控光,呈现出深邃的黑色和明亮的色彩,提供沉浸式的观看体验。

车载显示:在汽车的中控显示屏、仪表盘显示屏等方面,AMOLED 屏能够在不同的光照条件下提供清晰的显示效果,并且可以实现多样化的显示功能和交互体验。

主动式OLED显示屏和被动式OLED屏显示屏有什么区别

结构与驱动方式

AMOLED:采用薄膜晶体管(TFT)阵列来控制每个像素的发光。每个像素都有独立的开关和驱动电路,能够精确控制像素的亮度和显示时间。这种结构使得 AMOLED 可以实现高分辨率、高刷新率的显示效果。

PMOLED:通过行列电极交叉来控制像素发光。在同一行或列的像素会同时被选中和驱动,像素的控制相对简单,不需要为每个像素配备复杂的驱动电路,因此结构相对简单。

显示性能

AMOLED:响应速度快,能够在短时间内完成像素的点亮和熄灭,在显示高速动态画面时,不易出现残影和拖影现象。同时具备高对比度,黑色显示更纯净,色彩更加鲜艳、逼真,可视角也比较广。

PMOLED:响应速度相对较慢,在显示动态画面时可能会出现一定程度的模糊和残影。对比度和色彩表现相对较弱,可视角相对较窄,从不同角度观看时,画面的亮度和色彩可能会有明显变化。

功耗与寿命

AMOLED:在显示黑色画面时,像素可以完全关闭,不消耗能量,因此在显示黑色较多的画面时功耗较低。但在显示白色或高亮度画面时,功耗相对较高。由于每个像素独立驱动,在长期使用过程中,可能会出现个别像素老化的问题。

PMOLED:功耗相对较高,因为在显示过程中,即使是不需要发光的像素,也会有一定的电流通过。其寿命相对较短,因为像素的驱动方式使得每个像素在单位时间内的发光次数相对较多,容易导致像素老化。

AM-OLED显示屏和PM-OLED显示屏区别

AM-OLED(主动矩阵有机发光二极管)显示屏和 PM-OLED(被动矩阵有机发光二极管)显示屏有以下区别:

驱动方式

AM-OLED:每个像素都有独立的薄膜晶体管(TFT)驱动电路,能够精确控制每个像素的发光时间和亮度,从而实现更高的分辨率和刷新率。

PM-OLED:采用行列扫描的方式来控制像素发光,同一行或列的像素会同时被选中和驱动,像素的控制相对简单,不需要为每个像素配备复杂的驱动电路。

显示性能

AM-OLED:响应速度快,能够快速地切换像素的亮灭状态,在显示高速动态画面时表现出色,不易出现残影和拖影现象。具有更高的对比度,黑色显示更纯净,色彩更加鲜艳、逼真,可视角也更广。

PM-OLED:响应速度相对较慢,在显示动态画面时可能会出现一定程度的模糊和残影。对比度和色彩表现相对较弱,可视角相对较窄,从不同角度观看时,画面的亮度和色彩可能会有明显变化。

功耗与寿命

AM-OLED:在显示黑色画面时,像素可以完全关闭,不消耗能量,因此在显示黑色较多的画面时功耗较低。但在显示白色或高亮度画面时,功耗相对较高。由于每个像素独立驱动,在长期使用过程中,可能会出现个别像素老化的问题。

PM-OLED:功耗相对较高,因为在显示过程中,即使是不需要发光的像素,也会有一定的电流通过。其寿命相对较短,因为像素的驱动方式使得每个像素在单位时间内的发光次数相对较多,容易导致像素老化。

成本与尺寸

AM-OLED:制造工艺复杂,需要高精度的技术和设备,成本较高。但随着技术的发展和规模效应的显现,成本逐渐降低。可以制作大尺寸的显示屏,如电视、电脑显示器等。

PM-OLED:结构简单,制造工艺相对容易,成本较低。通常用于小尺寸显示屏,如电子词典、手持游戏机、智能手表等。


OLED显示屏未来发展趋势市场规模预测

OLED显示屏从现有数据和行业趋势来看,未来市场规模增长势头强劲。根据 Omdia 数据,2022 年全球 OLED 面板市场规模达 424 亿美元,2023 年约为 472 亿美元,预计 2024 年将增至 490 亿美元 。随着 OLED 在各领域的广泛应用,尤其是在消费电子、车载显示、医疗设备等领域的不断渗透,市场规模有望持续扩大。

在消费电子领域,智能手机对 OLED 显示屏的需求持续增长。预计到 2025 年,全球智能手机 OLED 面板出货量将进一步提升,中国智能手机市场规模预计将突破 6 亿台,其中 OLED 屏占比将达到 55%。平板电脑和笔记本电脑搭载 OLED 屏幕的比例也将逐步提高,推动市场规模增长。

在电视领域,OLED 电视尽管目前在整体电视市场出货量占比相对传统液晶电视仍有差距,但在高端市场表现突出。预计未来大尺寸、高画质的 OLED 电视需求将逐渐增加,推动 OLED 电视市场规模扩大。

新兴领域方面,如虚拟现实、增强现实、医疗设备、智能家居、车载显示等,对 OLED 显示屏的需求正处于快速上升阶段。随着这些领域的技术发展和市场成熟,将为 OLED 显示屏带来广阔的市场空间。预计到 2030 年,中国 OLED 面板市场规模将突破 1000 亿美元,其中高端产品占比将进一步提高。

柔性OLED显示屏市场近年来呈现出爆发式增长态势。数据显示,2021 年全球柔性 OLED 行业价值为 41 亿美元 ,而到 2024 年第二季度,全球柔性 OLED 面板出货量就达到了 1.6 亿片,同比大幅增长 39.9%,环比增长 17.5%,占整体 OLED 智能机面板市场的 72.2%。根据 QYR 发布的行业报告预测,到 2031 年,全球柔性 OLED 市场规模预计将飙升至 1177 亿美元,复合年增长率高达 40.4%。

这一迅猛增长的背后,有着多方面的驱动因素。在技术层面,AMOLED 技术的成熟与普及功不可没。它使得柔性 OLED 在画质、功耗、响应速度等关键性能指标上不断突破,能够更好地满足消费者对于高品质显示的严苛需求。从市场需求角度而言,消费电子产品的创新升级浪潮从未停歇。以智能手机为例,折叠屏手机的出现,为柔性 OLED 提供了广阔的应用空间,消费者对这类创新产品的强烈需求,有力地拉动了柔性 OLED 市场的发展。政策方面,各国政府纷纷出台鼓励政策,为 OLED 等新型显示技术的发展保驾护航,营造了良好的产业发展环境。

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