TA才是筆記本屏幕的未來之星!OLED屏的前世今生

　　【PConline 雜談】前兩期我們說的都是LCD屏的面板類型，這一期我們來嘗個鮮，不說LCD屏的細分面板類型，來說一說OLED屏——沒錯，現在越來越多的筆記本廠商開始嘗試這一屏幕類型了，作為一種新型的屏幕類型，OLED有著無需背光源，可以自發光，可視角度更大、色彩更豐富、節能顯著、可柔性彎曲等優點。不過在筆記本上的應用卻並不是那麼的多，而這篇文章或許可以幫到你，這一屏幕類型到底都有著怎樣的優點缺點，以及它的前世今生。

OLED的前世今生

　　有機發光二極體（英文：Organic Light-Emitting Diode，縮寫：OLED）又稱有機電激發光顯示器（英文：Organic Electroluminescence Display，縮寫：OELD）、有機發光半導體，與薄膜電晶體液晶顯示器為不同類型的產品，前者具有自發光性、廣視角、高對比、低耗電、高反應速率、全彩化及製程簡單等優點，但相對的在大面板價格、技術選擇性 、壽命、解析度、色彩還原方面便無法與後者匹敵，有機發光二極體顯示器可分單色、多彩及全彩等種類，而其中以全彩製作技術最為困難，有機發光二極體顯示器依驅動方式的不同又可分為被動式（Passive Matrix，PMOLED）與主動式（Active Matrix，AMOLED）。

　　有機發光二極體可簡單分為有機發光二極體和聚合物發光二極體（polymer light-emitting diodes，PLED）兩種類型，目前均已開發出成熟產品。聚合物發光二極體相對於有機發光二極體的主要優勢是其柔性大面積顯示。但由於產品壽命問題，目前市面上的產品仍以有機發光二極體為主要應用。

　　最初觀察到有機材料中電致發光現象的是二十世紀五十年代André Bernanose和他在法國南茜大學的同事，1960年，Martin Pope和他在紐約大學的一些同事開發了與有機晶體接觸的歐姆暗電極（ ohmic dark-injecting electrode）。他們進一步描述了空穴注入電極觸點和電子注入電極觸點所需的能量需求。這些正是所有現代OLED器件中電荷注入的基礎。Pope的小組還首次通過在400伏特電壓下使用一小塊銀電極，觀察到了單一純蒽晶體和摻有並四苯的蒽晶體在真空下的直流電致發光的現象。並提出了場加速電子勵磁分子螢光的機制。

ēn（Anthracene）蒽，俗稱綠油腦，一種稠環芳香烴，分子式C14H10，分子量178.22。無色稜柱狀晶體，有藍紫色螢光，有升華性，有毒。不溶於水，微溶於乙醇，溶於乙醚、苯、甲苯、氯仿、丙酮、四氯化碳。

Martin·Pope

　　Pope的小組還首次通過在400伏特電壓下使用一小塊銀電極，觀察到了單一純蒽晶體和摻有並四苯的蒽晶體在真空下的直流電致發光的現象。Martin·Pope的小組在1965年報告說，在沒有外部電場的情況下，蒽晶體中的電致發光是由熱化電子和空穴的重組引起的，並且蒽晶體中能量的導電能級是高於激子（激發子，晶結構中受激發的電子）中能級的。同樣在1965年，加拿大國家研究委員會的W.Helfrich和W. G. Schneider首次在使用空穴和電子注入電極的蒽單晶中首次實現了雙重注入複合電致發光。同一年，陶氏化學研究人員通過提出高壓交流電驅動電絕緣的一毫米熔融磷光體薄層製備電致發光原件的方法而獲得了相關的專利（該元件由研磨的蒽粉、並四苯、石墨粉末組成）。

而首次對聚合物薄膜進行了電致發光觀察的則是Roger Partridge在英國的國家物理實驗室，他們的成果於1975年獲得專利，並於1983年發表。

　　最後，自1975年開始加入柯達公司Rochester實驗室並從事有機發光二極體研究的鄧青雲博士，在意外中發現了OLED。1979年的一天晚上，他在回家的路上忽然想起有東西忘記在實驗室，回到實驗室後，他發現在黑暗中的一塊做實驗用的有機蓄電池在閃閃發光，從而開始了對有機發光二極體的研究。到了1987年，鄧青雲和同事Steven成功地使用類似半導體 PN結的雙層有機結構第一次作出了低電壓、高效率的光發射器。為柯達公司生產有機發光二極體顯示器奠定了基礎。由此被譽為OLED之父。OLED英文名為Organic Light-Emitting Diode，縮寫：OLED），中文名(有機發光二極體)更是鄧青雲命名的。

鄧青雲博士

鄧青雲博士，出生於香港，並於英屬哥倫比亞大學得到化學理學士學位，於1975年在康奈爾大學獲得物理化學博士學位。

　　到了1990年，英國劍橋的實驗室也成功研製出高分子有機發光原件。1992年劍橋成立的顯示技術公司CDT（Cambridge Display Technology），這項發現使得有機發光二極體的研究走向了一條與柯達完全不同的研發之路。可廣泛利用在各個領域，目前OLED更多使用的是AMOLED技術。

OLED屏原型機

　　而LCD與OLED最大的區別就是，LCD的像素是不會發光的，但OLED的像素卻是自發光的，並不需要外部光源。通常認為，OLED在技術上比LCD更為先進。

OLED的技術細節

　　有機發光二極體基本結構是由一薄而透明具半導體特性之銦錫氧化物（ITO），與電力之正極相連，再加上另一個金屬陰極，包成如三明治的結構。整個結構層中包括了：電洞傳輸層（HTL）、發光層（EL）與電子傳輸層（ETL）。當元件受到直流電所衍生的順向偏壓時，外加之電壓能量將驅動電子與空穴分別由陰極與陽極注入元件。

OLED基本結構：1. 陰極 (−)；2. 發光層（Emissive Layer, EL）；3. 陽極空穴與陰極電子在發光層中結合，產生光子；4. 導電層（Conductive Layer）；5. 陽極 (+)

離域電子（英語：delocalized electron），也稱游離電子，是在分子、離子或固體金屬中不止與單一原子或單一共價鍵有關係的電子。

　　由於部分或全部分子上的共軛引起的π電子的離域化，導致有機分子導電，並將能量傳遞給有機發光物質的分子，後者受到激發，從基態躍遷到激發態，由電極注入的電子和空穴在有機材料中複合而釋放出能量，當受激分子回到基態時輻射躍遷而產生光子並產生發光現象。並依照材料特性不同，產生紅、綠和藍三原色，構成基本色彩。OLED的特性是自發光，不像薄膜電晶體液晶顯示器需要背光，因此可視度和亮度均高，且無視角問題，其次是驅動電壓低且省電效率高，加上反應快、重量輕、厚度薄，構造簡單，成本低等，被視為 21世紀最具前途的產品之一。

有機發光二極體的示意圖

空穴：一個呈電中性的原子，其正電質子和負電電子的數量是相等的。現在由於少了一個負電的電子，所以那裡就會呈現出一個正電性的空位，這便是空穴。

　　典型的OLED是由位於兩個電極之間的有機材料層組成的，其陽極和陰極全部沉積在基板上。最初的高分子OLED只由單一的有機層組成，為了提高效率，具有兩層或更多層的多層OLED才開始被製造出來（此外， 通過選擇不同的材料以提供更漸進的電子分布來輔助在電極處的電荷注入，或者阻止電荷到達相反的電極，也可以提高效率）。

OLED器件的結構圖

　　簡而言之，OLED的發光過程通常是由以下5個階段完成的。

　　1．在外加電場的作用下載流子的注入：電子和空穴分別從陰極和陽極向夾在電極之間的有機功能薄膜注入。
　　2．載流子的遷移：注入的電子和空穴分別從電子輸送層和空穴輸送層向發光層遷移。
　　3．載流子的複合：電子和空穴複合產生激子。
　　4．激子的遷移：激子在電場的作用下遷移，能量傳遞給發光分子，並激發電子從基態躍遷到激發態。
　　5．電致發光：激發態能量通過輻射躍遷，產生光子，釋放出能量。

　　

使用OLED屏的筆記本都有哪些？

　　說了這麼多，那麼使用OLED屏的筆記本都有哪些呢？啊呀，似乎現在市面上使用OLED屏的筆記本似乎並不多。因為技術不夠成熟，高昂的成本和技術缺陷還是會讓廠商望而卻步，那麼，就讓我們來扒一扒，都有哪些筆記本使用了OLED屏吧。

ThinkPad  X1 Yoga

　　ThinkPad  X1 Yoga搭載的就是OLED顯示屏。ThinkPad  X1 Yoga的屏幕尺寸為14英寸的觸控顯示屏，屏幕由一整塊玻璃覆蓋，分辨達到了2560×1440的2K級別，而97% Adobe RGB廣色域令它「增色」不少。

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　　配置方面，ThinkPad X1 Yoga除了14英寸的OLED顯示屏之外，它還搭載了英特爾Core i7-6500U處理器，8GB內存以及256 GB的SSD存儲容量，這樣的配置對於一款兼具辦公娛樂功能的ThinkPad X1 Yoga已經可以滿足使用需求，當然還有更高配置可供選擇。

Alienware 13

　　除了Thinkpad，Alienware 13可選搭配的也是OLED屏，其對比度高達100000:1 ，在顯示效果上也更加鮮豔生動。同時，更廣的色域 (Adobe 104 %) 也實現了更為逼真的色彩範圍，很不錯。

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　　此外，硬體配置方面，Alienware 13搭載了Intel Core i7-6700HQ處理器，與之搭配的是8GB DDR4內存以及256GB SSD固態硬碟，而大家最為關注的顯卡部分，它配備的是NVIDIA GTX 1060，加上OLED屏，這樣的配置一定能帶來不錯的遊戲體驗。

優點與缺點

優點

　　♦與LCD裝置中使用的玻璃顯示器不同，塑料基板是防碎的。
　　♦更好的圖像質量：與LCD相比，OLED具有更大的對比度和更寬的視角。
　　♦OLED屏的元件因為不需要額外的光源組件，因而能顯示真正的黑色，也因此它可以做的更輕更薄，電量需求也更好。
　　♦與LCD相比，OLED的響應時間更短。

缺憾

　　♦OLED屏最大的技術問題是有機材料的壽命有限。
　　♦由於產生藍光的OLED材料比其他顏色的材料降解得更快，因此藍光輸出會比其他顏色的光少。
　　♦水可以瞬間損壞顯示器的有機材料，因此，改進的密封工藝對實際生產具有重要意義。
　　♦OLED屏在顯示具有白色背景的圖像時（比如文檔或是網站），會非常耗電。
　　♦燒屏問題：由於各像素在屏幕上顯示的差異，每個位置的老化速度就有了差異。
　　♦這種面板的生產難度非常高，而且價格昂貴。

OLED屏筆記本推薦指數：
　　日常使用：★★★
　　遊戲使用：★★★★
　　影音播放：★★★★

總結

　　 作為一種嶄新的屏幕類型，OLED屏目在筆記本電腦上的應用並不廣泛，相關的技術也不夠成熟，一些問題也亟需解決，不過隨著技術的發展，相信這種技術很快就會發展出來，回望它的發展歷史，也並沒有什麼曲折的歷程，相信普及以後也能給人們帶來很多便利，值得期待，想要嘗鮮的朋友們呢，倒是可以現在嘗試一下，作為明日之星，OLED這種屏幕仍然有很大的發展空間。