为什么屏幕上使用的 OLED 采用的是 LED?

电器工程 引领 展示 奥莱德 阿莫拉德
2022-02-02 19:02:16

我试图用谷歌搜索这个问题,但找不到任何信息。通过阅读一些关于它们如何工作的信息,除了 OLED 由有机元素制成之外,我没有发现任何显着差异。另外我想知道在 LED 中是否也看到 OLED 烧坏的趋势?主要的问题是,他们为什么要开发一种新型 LED,而不是将经典的 LED 晶体放在平坦的塑料片或他们正在使用的任何东西上并用它制作显示器?

2个回答

实际上,许多显示器确实使用 LED - 但据我所知,专门用于超大显示器。只需搜索“LED 标牌”,您就会看到围绕 LED 显示屏的整个子行业。我的意思是真实的全动态视频显示器。您可能在某个时候在广告牌上看到过一个。

他们还用 LED 制造或至少制造小型显示器。这是惠普制造的。它还很好地突出了这个问题(您可能需要放大):

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LED 是切碎的晶圆片,是固态魔法的微粒,但都是一样的东西。这种类型的所有 LED 都需要一些东西,这使得在个人电脑屏幕之类的东西中使用它们在很大程度上是不切实际的。

首先,您必须使用单个 LED,并且机器必须对每个 LED 进行定位。这相当于200 万个单独的 LED,需要为 1080p 屏幕精确放置。这是假设每个 LED 都是 RGB 的,并且在单个芯片上有 3 个 LED。如果没有,那么这个数字会膨胀到需要定位的 600 万个 LED。

让我们假设有一台机器能够以屏幕所需的近乎完美的精度做到这一点,而且它可以以极快的速度做到这一点。速度如此之快,以至于每分钟不仅可以为一个屏幕定位 200 万个 LED,还可以为多个 LED 定位每年生产超过 1 亿个 LCD 屏幕。高生产能力是必须的。

但是让我们假装这不是问题。下一个障碍是所有这些 LED 都需要对其管芯进行电气连接。即使在这里使用 RGB 裸片也无济于事,因为每个 LED 像素至少需要 4 个连接。对用于制造 LED 的裸片/晶圆类型执行此操作的唯一方法是引线键合。 从字面上看,这就是采用非常细的电线并使用热量和压力将其焊接到模具上的正确位置。

所以你需要连接800万根电线。这是不切实际的。将此数字与 CPU 的连接进行比较,CPU 的连接数大约为 1000 个。我们有机器可以以惊人的速度做到这一点,但它仍然太慢了 3 个数量级。

如果您查看 HP 图像,您可以非常清楚地看到这一点:每个 LED 都是一个单独的组件,并且每个 LED 都是单独的引线键合。

我什至没有费心去讨论其他问题,比如简单地管理这么多的连接。

现在,有人可能会问,为什么我们不只是在网格中的晶片上制造一堆 LED,并像任何其他集成电路一样集成连接。

答案是成本。晶圆面积是宝贵的资源,集成电路因体积而经济。许多屏幕的点间距会非常大,并且浪费太多的晶圆面积而不实用。将散装的单个 LED 裸片切碎会更经济,这就是我选择它作为示例的原因。

第二个答案是产量(但这也是一种成本)。当我们制造 LED 时,我们会同时制造大量 LED,然后将它们分箱以进行光输出、色彩平衡等。不幸的是,现实情况是,任何直接光刻的显示器都会有如此多的坏点,以至于完全不能接受,而且可怕的不均匀亮度和颜色启动。

LED 用于它们擅长的领域:体光子源。如果你的规模足够大,那么即使是显示器中的像素,它们也会变得经济,但只是非常大、非常昂贵的显示器,不需要大规模生产(也不是)。

OLED 的不同之处在于它们可以生长在已经就位的基板上,整体生长,并且不需要引线键合,而是可以通过与 LCD 相同的薄膜技术进行控制——屏幕的“顶部”(表面你can touch) 是常见的连接,底层通过电极本身的位置确定像素。所以有一个生长的有机薄膜三明治,单张,像素实际上是下面的电极网格。这使得制造变得微不足道(相对于单独的引线键合 LED),这也是 LCD 实用且便宜的原因。

因此,总而言之,OLED 可以相当简单地制造显示器,并且在某种程度上可以重复使用用于 LCD 显示器的相同工艺,特别是电极。LED 根本不实用,除非在数字有意义的非常特殊、小批量、高成本、大尺寸的情况下。OLED 很容易制作显示器,而 LED 则更难制作,而且在大多数情况下都很难制作出显示器。

但是,对于发射器数量较少的应用,例如 7 段显示器,仍然使用 LED。即使是很小的东西。

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OLED 显示器的制造成本比 LED 矩阵便宜得多,本质上 OLED 是喷射打印的(仅使用蒸汽而不是喷墨打印机中使用的液滴)。

LED 矩阵必须由单个芯片组装而成(参见LED 显示器)或在单个芯片上生长(参见MicroLED)。这两种变体已作为商业用途产品或演示产品提供了数年。LED显示屏自然很大,所以用于街头广告和公共广播屏幕。MicroLED 有望在未来几年内进入消费产品(移动显示器和电视)。