科學科普視頻集合 OLED顯示屏，它們是如何工作的？

讓我們來了解一下LG OLED電視 LG OLED電視的色彩更加鮮豔 圖像生產質量也更好 造成這種差異的原因在於顯示技術 LG電視採用的是最先進的顯示技術 OLED 而其他電視則使用的是IPS LCD技術 讓我們詳細瞭解一下OLED技術 有趣的是 這兩種技術的基本圖像在線機制是相同的 在詳細瞭解OLED之前 讓我們先理解這一基本原理 最小的顯示單位是像素 其平均尺寸爲0.3×0.3毫米 在像素內部 我們可以看到三種不同的顏色濾鏡 最神奇的是 我們只需以不同的強度照亮這些濾鏡 就可以得到任何顏色 這裏有幾個例子 現在你可能會懷疑 這些濾鏡是不同的部分 那麼這三種不同的顏色 是如何混合起來產生新顏色的呢 讓我們通過一個簡單的例子來研究這個現象 在一個1×1英寸的像素中 我們可以看到顏色是分明的 讓我們慢慢減小像素尺寸 你有沒有注意到 當像素尺寸小到一定程度時 單個顏色就無法區分了 我們看到的是這些顏色的混合色 這是由於人眼的視覺分辨率有限 無法區分子像素 現在我們將這些像素轉換爲數字形式 因此每個像素都有自己的位置和顏色數據 這些數據以數字形式存儲 以便將來再現圖像 現在讓我們看看圖像再現是如何實際完成的 取一個均勻的白色背光源 在其前面放置一個包含多個小紅藍綠色塊的顏色濾鏡 然後在其前面再放塊玻璃屏幕 一旦我們打開背光源 所有濾鏡都會以相同的強度發光 而我們得到的輸出只是白色 爲了得到其他顏色 我們只需要調整子像素的不同亮度級別 爲此我們將使用LCD板和一個小電路 LCD晶體的集化可以調整 這樣我們就可以輕鬆地在子像素中 獲得不同的亮度級別 現在是時候將我們存儲的數字信號轉換爲電信號了 這些電信號被送入電路 當接收到信號時 LCD中的晶體旋轉並集化光線 這樣我們就成功再現了原始圖像 這種顯示技術有幾個缺點 比如當我們嘗試使用這種技術產生完美的黑色時 由於背景持續有背光 我們得到的結果並不準確 這類顯示器的能耗也相當高 因爲所有像素都使用共同的光源 如果我們爲每個像素提供自己的光源 並控制它 那會怎樣呢 這是一個很好的想法 不是使用共同的光源 而是爲每個像素使用許多微小的光源 使用這種方法還可以移除LCD板 然而問題是 由於表面不規則性和它們在室溫下的固體性質 無法將它們微型化爲微米級 這就是爲什麼有機LED OLED出現了 它們可以製造的非常小 小至6.3微米 現在讓我們看看OLED是如何工作的 任何LED技術都是基於半導體材料中的電子空穴 對負荷而工作的 請注意 只有那些原子中具有適當帶錫的材料 才能在可見光範圍內發光 在有機半導體中 考慮的是分子的能極 而不是原子 處於穩定狀態的電子位於HOMO能極 而處於激發狀態的電子位於LUMO能極 讓我們使用陽極和陰極將有機半導體連接到外部電源 由於此連接 電子通過電源從HOMO能極移動到LUMO能極 併產生空穴 一旦這些電子進入LUMO層 它們就會與空穴負荷併發光 這是自然的趨勢 然而 這個過程並不簡單 讓我們先看看陽極側 當我們將電池的正極連接到陽極時 它試圖從有機層中提取電子 然而 有機層的HOMO能極和陽極之間存在能量差異 這將作爲電子的屏障 陰極側的情況也是如此 所以陰極無法輕鬆注入電子 並且會消耗更多能量 通過在電極和有機半導體之間 添加兩個不同的層來解決這個問題 由於添加了這些中間能量層 屏障將減小 電子可以更容易地從有機層注入或提取 然而在這裏 由於分子間的跳躍 電荷的遷移率非常低 出於這個原因 我們添加了更多的中間層 以進一步降低能量屏障並減少功耗 讓我們將這樣的三個有機LED放在濾鏡後面 通過緊調整外部電源 就可以獨立控制每個子像素 我們可以控制電子流或複合速率 並再現任何圖像 很明顯 使用這種技術 可以完美再現黑色 當前的OLED只產生白光 OLED技術的一個很酷 且很有前景的特點是 我們甚至可以避免使用顏色濾鏡 如果我們直接從OLED光源獲得RGB色光發射 那會怎樣 這當然是可能的 目前 各種OLED製造公司正在通過在發射層中 添加各種摻雜材料來開發 RGB色光發射OLED的器件 由於添加了摻雜材料 發射層的帶系會相應改變 從而改變光的顏色