OLED显示屏的核心结构如同一个精密的光学“三明治”,主要由以下关键部件协同工作,实现其自发光的特性和卓越画质:
- 基板:
作用: 整个显示面板的物理基础和支撑平台｡
材质: 通常为玻璃(刚性OLED)或柔性聚合物(如聚酰亚胺PI,用于柔性/可折叠OLED)｡基板的平整度､透光性(对底部发光OLED至关重要)和热稳定性是关键｡
- 薄膜晶体管阵列:
作用: 位于基板之上,构成像素寻址的“神经网络”｡每个像素(或子像素)由一个或多个TFT控制,精确决定流过下方OLED有机材料的电流大小,从而控制该像素的亮度｡
材质: 通常由非晶硅､低温多晶硅或金属氧化物半导体材料制成｡
- 阳极:
作用: 在施加电压时注入空穴到有机功能层中｡
材质: 通常是透明导电材料,最常用的是氧化铟锡｡对于顶部发光OLED,阳极也可能具有反射性｡
- 有机功能层:
这是OLED发光的核心区域,由多层极薄的有机材料薄膜堆叠而成,通常通过真空蒸镀或溶液加工技术制成:
空穴注入层: 降低阳极注入空穴的能量势垒,提高效率｡
空穴传输层: 将空穴从阳极高效地传输到发光层｡
发光层: 核心层!注入的电子和空穴在此复合,释放能量并以光子形式发光｡根据所需颜色,使用不同的发光材料(小分子或高分子聚合物)｡一个像素通常包含红､绿､蓝三个独立的子像素发光层(RGB排列),或使用白光+滤光片方案｡
电子传输层: 将电子从阴极高效地传输到发光层｡
电子注入层: 降低阴极注入电子的能量势垒,提高效率｡
- 阴极:
作用: 在施加电压时注入电子到有机功能层中｡
材质: 通常为低功函数的金属或合金,如镁银合金､钙､铝等｡在底部发光OLED中,阴极需要尽可能薄以保证光透出;在顶部发光OLED中,阴极通常是半透明或反射性的｡
- 封装层:
作用: 绝对关键的保护屏障! OLED有机材料对水汽和氧气极其敏感,微量侵入就会导致像素失效(黑点)或整体性能下降｡封装层严密隔绝外部环境｡
形式:
传统刚性OLED: 使用另一块玻璃盖板,边缘用玻璃粉或树脂密封,内部填充干燥剂｡
柔性/薄膜封装: 采用多层交替的无机薄膜和有机薄膜直接在OLED结构上沉积,形成超薄且柔性的保护层｡这是实现柔性屏的关键技术｡
- 偏光片:
作用: OLED屏幕在环境光下会产生强烈的镜面反射,严重影响可视性｡偏光片贴于屏幕最外层,主要作用是显著降低环境光的反射,提高屏幕在明亮环境下的对比度和可读性｡同时它也决定了光的偏振方向输出｡
- 触摸传感器层:
作用: 实现触控功能(对于触摸屏)｡
位置: 通常在封装层或偏光片之上,或集成在显示面板内部(如On-Cell或In-Cell技术)｡可以是电容式触摸膜(ITO或金属网格)或其他感应技术｡
- 盖板玻璃/保护层:
作用: 最外层的物理保护,防止刮擦和冲击｡
材质: 通常是强化玻璃(如康宁大猩猩玻璃)或透明聚合物薄膜(用于柔性屏)｡
- 驱动集成电路:
作用: 虽然不直接构成屏幕物理结构,但却是显示屏的“大脑”和“动力源”｡包含:
栅极驱动芯片: 控制TFT阵列的行扫描｡
源极驱动芯片: 为TFT阵列的列提供精确的数据电压信号｡
时序控制器: 接收来自设备主处理器的图像数据和控制信号,协调栅极和源极驱动器的工作时序｡
电源管理IC: 为OLED像素和驱动电路提供所需的精确电压和电流｡
总结来说,OLED显示屏是一个由精密电子控制(TFT､驱动IC)､高效电荷注入与传输(电极)､核心发光(有机功能层)､严密防护(封装)以及光学优化(偏光片)等部件高度集成的有机整体｡ 其自发光特性省去了传统LCD所需的背光模组,是实现超薄､柔性､高对比度和快速响应的结构基础｡