透明OLED顯示發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)分析

摘 要：OLED 顯示技術(shù)的出現(xiàn)打破了人們對(duì)顯示屏的固有認(rèn)識(shí)，利用這項(xiàng)技術(shù)做出來(lái)的顯示產(chǎn)品可以輕薄易攜、色彩艷麗，產(chǎn)品外形上除了有常規(guī)的平面狀，還可以做成曲面、甚至折疊，給人一種無(wú)與倫比的視覺(jué)沉浸感。結(jié)合 OLED 技術(shù)，我們可以把顯示面板做成透明，與 LCD 依靠外界光進(jìn)行顯示的透明技術(shù)不同，透明 OLED 顯示屬于自發(fā)光的技術(shù)，且透明度高，一般在 40％以上。透明 OLED顯示技術(shù)給予我們不同的呈現(xiàn)形式與視覺(jué)沖擊OLED 闡述其發(fā)展由來(lái)并進(jìn)行技術(shù)分析。，結(jié)合現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)的普及，相信將會(huì)推動(dòng)“泛在屏”顯示時(shí)代的發(fā)展。文章基于透明.

關(guān)鍵詞：OLED；透明顯示；透明陰極

中圖分類(lèi)號(hào):TN873 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):2095-2945(2020)08-0135-03 

引言 自 1987 年鄧青云教授實(shí)現(xiàn)低電壓下驅(qū)動(dòng)雙層有機(jī)電 致發(fā)光器件以來(lái)，OLED（有機(jī)發(fā)光二極管）得到了長(zhǎng)足的 發(fā)展，在顯示面板領(lǐng)域呈現(xiàn)出勢(shì)如破竹的發(fā)展之勢(shì)。與傳 統(tǒng)的液晶顯示相比，OLED 屬于自發(fā)光的顯示技術(shù)，不需要 背光源，因此具有外形輕薄、視角寬廣、對(duì)比度高的特點(diǎn)。 另外，OLED 采用固態(tài)的有機(jī)材料作為發(fā)光層，其反射型陽(yáng) 極和半透明陰極構(gòu)成一個(gè)光學(xué)微腔，利用微腔效應(yīng)可使出 射光的半峰寬控制在 35nm 以?xún)?nèi)，因而 OLED 面板色純度 高、色域廣。每個(gè) OLED 像素可以被獨(dú)立地尋址、驅(qū)動(dòng)，像 素形狀有長(zhǎng)方形、菱形、橢圓形等，最小尺寸在 15 微米左 右，其面板產(chǎn)品分辨率可達(dá) 400 PPI 以上、響應(yīng)速度比液 晶快 50 倍，呈現(xiàn)出來(lái)的畫(huà)面細(xì)膩、流暢。OLED 具有的上述 特性受到面板廠商和消費(fèi)者的青睞，迅速占領(lǐng)了穿戴、手 機(jī)、電視和車(chē)載顯示市場(chǎng)，其面板出貨量逐年攀升，預(yù)計(jì)市 場(chǎng)滲透率在 2025 年將提升至 73％。 近年來(lái)，由三星引領(lǐng)了一場(chǎng)面板行業(yè)的外形革命，柔 性屏的出現(xiàn)讓消費(fèi)者第一次意識(shí)到屏幕還可以由直變彎、 由彎到卷。柔性顯示屏采用 PI（聚酰亞胺）薄膜作為基底， 上面制作 TFT 驅(qū)動(dòng)電路以及沉積 OLED 材料，最后使用 TFE 薄膜封裝技術(shù)達(dá)到隔絕水氧的目的。柔性屏的應(yīng)用領(lǐng) 域十分廣泛，隨著技術(shù)瓶頸的突破，良率將會(huì)得到進(jìn)一步 的提升。 值得一提的是，OLED 的器件結(jié)構(gòu)非常適合用于制作 透明顯示屏，關(guān)于這方面的研究一直是行業(yè)內(nèi)的熱點(diǎn)。 OLED 透明屏的應(yīng)用前景廣闊，可用于櫥窗展示、戶(hù)外廣告 牌、平板顯示，甚至可用作玻璃窗戶(hù)，頗有科幻的感覺(jué)。目 前市場(chǎng)上已經(jīng)發(fā)布了相關(guān)的產(chǎn)品，小尺寸的以 Kairos 的透 明顯示智能手表為代表、大尺寸的以三星 55 寸的透明 OLED 電視為代表。韓國(guó)的 LG Display 已經(jīng)掌握了量產(chǎn)大 尺寸透明 OLED 顯示器的技術(shù)，相信未來(lái)會(huì)有更多的產(chǎn)品 推入市場(chǎng)。 面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈的顯示面板市場(chǎng)，曲面屏、全面屏、 折疊屏等新概念層出不窮，說(shuō)明面板廠商想要突圍而出， 必須實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品差異化。透明顯示可作為一個(gè)新的技術(shù)突破 點(diǎn)，目前來(lái)看，相對(duì)于 LCD、Micro LED 等其他技術(shù)，OLED 在透明屏產(chǎn)品的生產(chǎn)可行性方面技術(shù)最為成熟、最為適 合。 1 透明顯示技術(shù)分類(lèi) 透明面板，就是在關(guān)閉時(shí)像普通的玻璃一樣透明，而 工作時(shí)不僅能讓我們看到面板上顯示的圖像，還能夠看到 顯示屏背后的物體。在目前已報(bào)道的案例中，PDP、LCD、 Micro-LED、OLED 等技術(shù)都可以實(shí)現(xiàn)透明顯示，

下面我們 來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹：

1.1 PDP 透明顯示 如今 PDP 顯示屏的產(chǎn)品已非常少見(jiàn)，它的工作原理與常見(jiàn)的日光燈類(lèi)似，是一種利用氣體產(chǎn)生等離子體放電， 然后激發(fā)熒光粉發(fā)出可見(jiàn)光的顯示技術(shù)。由于 PDP 不需要 TFT 驅(qū)動(dòng)電路，因此只要把面板中不透明的電極、熒光粉、 阻隔層替換掉就可以實(shí)現(xiàn)透明顯示。2011 年，韓國(guó)大田科 學(xué)技術(shù)院使用透明度很高的二氧化硅溶膠凝膠作為絕緣 層、SU-8 光刻膠作為阻隔層，得到了透過(guò)率接近 63％的 PDP 顯示屏，取得了良好的視覺(jué)效果。

1.2 液晶透明顯示 LCD 屬于非自發(fā)光的顯示技術(shù)，它依靠背光源發(fā)出的 光通過(guò)紅綠藍(lán)彩色膜來(lái)顯示不同的顏色。要用 LCD 技術(shù)實(shí) 現(xiàn)透明顯示，一般來(lái)說(shuō)有兩種方法，第一種是去除背光源， 利用外界光作為光源來(lái)實(shí)現(xiàn)透明的效果，第二種是對(duì)背光 模組進(jìn)行重排，將背光源放置在顯示屏的邊側(cè)。前者適合 做大尺寸面板，而后者適合用于小尺寸產(chǎn)品。2012 年，京東 方展示的國(guó)內(nèi)首款 32 寸透明液晶顯示屏就是采用第一種 方法，該顯示屏具有全高清、功耗低、寬視角、對(duì)比度高的 特點(diǎn)，成為當(dāng)時(shí)展會(huì)上的焦點(diǎn)。

1.3 Micro-LED 透明顯示 Micro-LED 是微發(fā)光二極體顯示器，屬于自發(fā)光的顯 示技術(shù)，由尺寸在 10 微米以下的 LED 晶粒組成發(fā)光像素。 由于發(fā)光像素尺寸極小，因此具有制作透明顯示器的先天 優(yōu)勢(shì)。2019 年，天馬在 SID 會(huì)議上展示了與 PlayNitride 合 作完成的 7.56 寸透明度達(dá) 60％的 Micro-LED 顯示產(chǎn)品， 該樣機(jī)分辨率達(dá) 114PPI，邊框小于 0.8mm，可用于車(chē)載顯 示器。但 Micro-LED 技術(shù)至今仍未成熟，在巨量轉(zhuǎn)移、晶粒 良率、三基色顯示化等方面仍需要一段時(shí)間的技術(shù)沉淀。

1.4 OLED 透明顯示 OLED 常見(jiàn)的微結(jié)構(gòu)有底發(fā)光與頂發(fā)光兩種器件，它 們的電極設(shè)計(jì)都是采用一面為全反射、另一面用于透光的 方式，這就是所謂的單面顯示 OLED。其中頂發(fā)光器件發(fā)出 的光線(xiàn)不穿過(guò) TFT 層，所以比底發(fā)光器件具有更高的開(kāi)口 率。如果我們使用透明陽(yáng)極和半透明陰極制作成 OLED 器 件，則會(huì)得到雙面顯示 OLED，美中不足的是這種做法會(huì)使 OLED 器件效率降至 25％、色彩飽和度小于 50％，難以滿(mǎn)足 用戶(hù)的使用需求。OLED 透明顯示利用其自發(fā)光、輕薄的特 性，厚度能控制在 1mm 左右，用該技術(shù)做出來(lái)的手表、電 視、櫥窗等產(chǎn)品具有獨(dú)特的魅力，三星、LG Display、松下等 公司已經(jīng)展出了相關(guān)樣機(jī)。雖然 OLED 厚度很薄，但它采 用的 LTPS（低溫多晶硅）驅(qū)動(dòng)電路和一些功能層的透過(guò)率 卻很低，因此要實(shí)現(xiàn)透明顯示，需要對(duì)電路重新排布或者 把不透明的功能層替換成透明材料，才能獲得更高的透過(guò) 率，我們將在下文進(jìn)行詳細(xì)闡述。

2 透明 OLED 顯示技術(shù)分析 目前常見(jiàn)的透明 OLED 面板透過(guò)率在 45％左右，利用 OLED 輕薄、自發(fā)光的特點(diǎn)，要實(shí)現(xiàn)透明顯示并不困難，結(jié)合我們的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)可分為以下三個(gè)方面進(jìn)行技術(shù)介紹：

2.1 透明基板技術(shù) 市場(chǎng)上常見(jiàn)的 OLED 面板產(chǎn)品大多采用 LTPS 作為驅(qū) 動(dòng)電路，分辨率越高，電路排布越密集。而電路部分的光透 過(guò)性不佳，尤其是用 ITO/Ag/ITO 作為陽(yáng)極的全反射層完全 不透光，因此，我們首先考慮到的是對(duì) TFT 電路進(jìn)行重新 排布，通過(guò)讓發(fā)光像素和電路緊湊排列來(lái)騰出透光的區(qū)域 （圖 1）。另外，我們嘗試以四個(gè)像素為一組，只保留一個(gè)像 素作為發(fā)光顯示區(qū)，其余三個(gè)像素為非顯示區(qū)，去除非顯 示區(qū)的陽(yáng)極、平坦層和像素定義層，由此方法得到的基板 透明開(kāi)口率達(dá) 56％（圖 2）。從材料角度來(lái)說(shuō)，顏色越深對(duì)光 線(xiàn)吸收能力越強(qiáng)，目前平坦層、像素定義層所使用的材料 透過(guò)率約為 70％，因此選用透明的材料替代它們可進(jìn)一步 提高基板的透過(guò)率。

2.2 透明陰極技術(shù) 頂發(fā)光 OLED 器件一般采用 CMM（普通金屬掩膜版） 蒸鍍 15nm 的鎂銀合金作為半透明陰極，然而金屬對(duì)光的 反射導(dǎo)致產(chǎn)品透過(guò)率只能達(dá)到 28％。為了解決這個(gè)問(wèn)題， 我們采用 FMM（精細(xì)金屬掩膜版）對(duì)顯示區(qū)的像素區(qū)域蒸 鍍陰極，非顯示區(qū)不蒸鍍陰極材料，再對(duì)顯示區(qū)的陰極進(jìn) 行搭接，可使產(chǎn)品透過(guò)率提升至 42％。由于 FMM 價(jià)格昂 貴，會(huì)給實(shí)際生產(chǎn)帶來(lái)較大的成本壓力，因此我們嘗試選 用透明材料作為陰極。ITO（氧化銦錫）是透明度達(dá) 90％以 上的良導(dǎo)體，通過(guò)磁控濺射的方式將它沉積在有機(jī)薄膜表 面充當(dāng)陰極，可以在獲得良好透明性的同時(shí)減弱微腔效應(yīng) 帶來(lái)的視角色偏。考慮到濺射過(guò)程中產(chǎn)生的 Plasma 可能對(duì) OLED 器件性能產(chǎn)生不良影響，研究人員使用 PLD（脈沖激 光沉積）技術(shù)實(shí)現(xiàn)了無(wú)損傷沉積 ITO 薄膜的效果。除了 ITO 以外，納米銀線(xiàn)、石墨烯、金屬網(wǎng)格等都是在透明性和導(dǎo)電 性方面表現(xiàn)出眾的材料，它們的存在推動(dòng)了透明面板的發(fā) 展。

2.3 其他改善技術(shù) 光損失機(jī)制中，我們將光在不同折射率材料界面存在 的反射損失稱(chēng)為菲涅爾損失。要提高透明度，必須想方設(shè) 法將光線(xiàn)穿過(guò)顯示面光學(xué)不匹配導(dǎo)致光損失。如果使用透明消氣劑填充其間， 那么不僅可以提高面板的透明度，還可以增強(qiáng)面板的抗壓 強(qiáng)度。另外，常見(jiàn)的玻璃透過(guò)率一般為 91％，研究表明，在 玻璃表面貼一層抗反光涂層來(lái)減少外界光的反射，可以使 玻璃的透過(guò)率提高至 98％，對(duì)于改善透明度來(lái)說(shuō)是一種簡(jiǎn) 單易行的方法。

3 結(jié)束語(yǔ) OLED 顯示擁有其他傳統(tǒng)顯示技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)， 受益于上游的技術(shù)成熟、下游的需求增長(zhǎng)，在生產(chǎn)成本逐 漸降低以后 OLED 面板的市場(chǎng)滲透率會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，目前 世界各國(guó)的顯示面板廠商已經(jīng)積極布局與投產(chǎn)。OLED 器 件非常適合用于制作透明面板，同時(shí)透明 OLED 是具有視 覺(jué)沖擊力的產(chǎn)品，相信它的出現(xiàn)會(huì)在消費(fèi)市場(chǎng)掀起波瀾。 當(dāng)然，透明 OLED 面板目前還存在亮度不足、對(duì)比度低等 飽受詬病的問(wèn)題，但隨著透明基板技術(shù)、透明陰極技術(shù)的 進(jìn)一步完善，輔之以更多透明材料的出現(xiàn)，這些技術(shù)上的 難題會(huì)逐一得到解決。

頻譜分析，通過(guò)提取相應(yīng)位置功率譜密度，得到信干比的 值；另一方面，非線(xiàn)性調(diào)制方式的信號(hào)，通過(guò)測(cè)量基帶信號(hào) 相位的模糊程度，也可得出所處頻點(diǎn)的質(zhì)量。為此，需要引 入非對(duì)等時(shí)分雙工的機(jī)制，在以幀為單位的時(shí)間內(nèi)，絕大 部分時(shí)間用于下行通信，留出小部分時(shí)間作為上行匯報(bào)， 使被叫用戶(hù)能使主叫端獲知頻率質(zhì)量，并建立對(duì)應(yīng)鏈路的 修正頻率表。 針對(duì)敵方的無(wú)意干擾，可以不定時(shí)進(jìn)行空閑信道掃 描，分析并記錄所截獲的信號(hào)的頻率，周期等信息，在后續(xù) 的通信中對(duì)重復(fù)的波段進(jìn)行陷波處理，以降敵臺(tái)無(wú)意對(duì)我 方干擾造成的危害。

3.4 跳頻功率自適應(yīng) 跳頻功率自適應(yīng)技術(shù)是在跳頻通信已面臨敵方跟蹤 式或阻塞式干擾等干擾的情況下，采用類(lèi)似于定頻通信提 高功率抵抗瞄準(zhǔn)干擾的方式，自動(dòng)增大發(fā)射功率，對(duì)抗雙 方轉(zhuǎn)而在功率域進(jìn)行較量。

3.5 混合式抗干擾 跳頻技術(shù)并不能有效對(duì)抗各種干擾，通過(guò)跳頻技術(shù)與 其它抗干擾技術(shù)的結(jié)合，可以更有效地提高超短波跳頻戰(zhàn) 術(shù)電臺(tái)的抗干擾性能。

（1）FH 與 MDS（多進(jìn)制直接序列整合）。MDS 具有窄 帶直擴(kuò)功能，MDS 與跳頻相結(jié)合，通過(guò)多進(jìn)制處理，使直擴(kuò) 保留抗干擾容限，同時(shí)占用窄帶的頻譜。在超短波內(nèi)擁有 更高的實(shí)用價(jià)值。

（2）FH 與 FCS（空閑信道掃描）。FCS 方式能較好地對(duì) 付局部阻塞干擾，將敵臺(tái)的干擾信號(hào)排除在外。而跳頻方 式又能夠較好地對(duì)抗跟蹤干擾，二者結(jié)合各取所長(zhǎng)，具有 綜合抗干擾能力。

3.6 網(wǎng)絡(luò)級(jí)抗干擾 Adhoc 網(wǎng)絡(luò)是一種用于無(wú)線(xiàn)電通信的特殊對(duì)等網(wǎng)絡(luò)， 通過(guò)實(shí)現(xiàn)多跳轉(zhuǎn)發(fā)而形成的無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，屬于網(wǎng) 絡(luò)級(jí)抗干擾通信的一種手段。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上可采用分級(jí)結(jié) 構(gòu)，媒體訪問(wèn)控制上可考慮碰撞避免多路訪問(wèn)協(xié)議與同步 正交跳頻組網(wǎng)相結(jié)合的方法。

4 結(jié)束語(yǔ) 跳頻通信系統(tǒng)由于抗干擾能力強(qiáng)、保密性強(qiáng)、通信頻 帶利用率高、抗毀性好、入網(wǎng)快等優(yōu)勢(shì)，非常符合現(xiàn)代信息 戰(zhàn)條件下電子對(duì)抗的要求，因此在艦艇通信上得到了廣泛 應(yīng)用，尤其是在跳頻電臺(tái)方面應(yīng)用最廣泛。 論文分析了影響跳頻通信系統(tǒng)抗干擾性能的關(guān)鍵因 素以及對(duì)跳頻通信系統(tǒng)的干擾方法和手段，從抗干擾的角 度，給出了增強(qiáng)艦艇超短波跳通信抗干擾能力的技術(shù)途徑 和相關(guān)技術(shù)的基本實(shí)現(xiàn)方法。但是為了更大范圍地提高跳 頻通信的抗干擾能力，也為了通信能夠更加安全、可靠，多 種手段的結(jié)合才能夠更為有效地提高綜合抗干擾能力.