OLED显示技术近期进展及赶超机遇

摘要： 新型有机发光显示技术拥有诸多优势，而成为平板显示领域的研究热点。目前，大尺寸、彩色化、白光光源和柔性显示等已成为有机发光显示器技术发展的主流方向。

关键词： OLED；有机材料；平板显示器；柔性显示

引言

伴随着有机发光材料和器件技术的不断成熟，有机发光二极管(OLED)显示器逐步进入各个显示领域。1997年，Pioneer公司首次推出了单色OLED车载音响，使得有机显示屏首次进入商业领域。时至今日，韩国Samsung和LG、日本Pioneer和SONY、台湾铼宝和悠景等十多家公司建设了OLED量产线，实现了批量生产和销售。今年在美国举办的2007SID(信息显示协会)展会上，许多公司纷纷展出了各种应用领域的OLED显示屏，涉及电视、MP3、手机、车载、白光光源、可弯曲标价牌等，展品的颜色丰富细腻，亮度、对比度、解析度等都达到了历史新高，表明OLED在大尺寸、全彩色化、照明、柔性显示等技术和产业化方面的长足进步。

近期OLED显示技术的进展

OLED是双载流子注入型显示器。对OLED的研究工作始于1960年代，1963年Pope报道了蒽单晶片在400V电压的作用下的发光现象。直到1987年C. W. Tang[2]等人首次采用双层器件结构得到了高性能的OLED后，OLED技术才引起各国专家的极大关注。特别是最近10年里，OLED技术取得了显著的进展，从2英寸的产品到40英寸的样品均在陆续推出。

与液晶显示器(LCD)相比，OLED具有全固态、自发光、宽视角、高清晰、高亮度、高对比度、高响应速度、超薄、低成本、低功耗、耐低温、抗震、可实现柔性显示和双面显示等特点，被认为是理想和有潜力的下一代平板显示技术。

OLED按照所采用有机发光材料的不同，可分为：小分子OLED(基于小分子有机发光材料)和高分子OLED(基于共轭高分子有机发光材料，简称PLED)。美国柯达与英国剑桥显示技术公司分别为小分子OLED和PLED的先行者，拥有80％以上的专利。

OLED按照驱动方式的不同，还分为有源矩阵驱动(AMOLED)和无源矩阵驱动(PMOLED)。PMOLED技术比较成熟，已在小尺寸OLED产品中大量采用，但是该技术受到扫描行数的限制，不可能用于大尺寸显示。目前，大尺寸AMOLED驱动技术还不成熟，成品率低，仍处于研发阶段。

从长远来看，OLED未来的发展必将沿着小尺寸-超大尺寸、单色-彩色、无源-有源、硬屏-软屏的方向发展，最理想的OLED显示器应该是OTFT AMOLED。现阶段OLED技术研究的热点主要有：

有机发光材料

有机化合物的丰富多彩为材料的设计和选择提供了广阔的天地。可以说，有机材料的不断进步是推动OLED技术进步的重要原因之一。

OLED发光材料按照发光激子的种类可分为荧光材料和磷光材料两种。目前，荧光材料方面，性能最高的是日本出光兴产的材料。红光效率达到了11cd/A，寿命高达16万小时；绿光效率达到30cd/A，寿命为6万小时；正在开发中的高效率、长寿命蓝光材料BD-2 (0.13, 0.22)，效率为8.7 cd/A，寿命2.3万小时。磷光材料方面，UDC公司开发的红光材料色坐标为(0.67，0.33)，效率达到15cd/A，500 cd/m2下工作寿命超过15万小时；绿光材料色坐标为(0.34，0.61)，效率达到65cd/A，初始亮度为1000 cd/m2时，寿命超过4万小时；最难得到的蓝色磷光材料效率达到了30cd/A，在200 cd/m2的初始亮度下，寿命达到了10万小时。

总体上讲，OLED红、绿、蓝三色材料的发光效率和发光寿命均基本满足实用化需求。红色磷光材料在色纯度上优于红色荧光材料，但绿光和蓝光在色纯度上还有待进一步提高。获得高色纯度、长寿命的蓝色磷光材料，仍然是富有挑战性的难题。而且对发光材料的研究而言，新三色发光材料的开发和器件色纯度、发光效率、寿命的进一步提高依然是今后一段时间内的重要工作。

彩色化技术

目前提高彩色化产品的成品率和寿命是彩色化研究的重点。OLED彩色化实现的方法主要有三基色发光法、彩色滤光片法和色转换法。三基色发光法直接用三基色材料蒸镀形成RGB三像素，发光亮度最高，技术比较成熟，是目前彩色化常用的工艺方法，但蒸镀对位困难，需要三次蒸镀发光材料，导致效率降低，且三基色材料的寿命不一致，会影响显示屏的整体寿命。彩色滤光片法是将白光透过类似LCD的彩色滤光片来达到全彩效果，这种全彩方法的最大优点是可应用LCD的彩色滤光片技术，且蒸镀简单效率高，采用该技术关键在于白光有机材料的色域稳定性、发光效率、寿命以及彩色滤光膜的制造成本。色转换法是以蓝光材料为发光源，通过色转换层转变成红光和绿光，目前色转换层的制备技术还没有完全解决。OLED三种彩色化方式的比较如表1所示。

表1  OLED三种彩色化方式的比较

大尺寸技术的研究

大尺寸显示最能发挥OLED高亮度、高对比度、宽视角、高响应速度等技术性能方面的优势，开发大尺寸技术已成为OLED今后发展的方向。自2003年以来，SONY、Samsung、Sanyo、Epson、Philips、奇美、LPL等公司相继开发了13~ 40英寸的OLED样品，Samsung开发的17英寸LTPS-AMOLED显示屏达到UXGA(1600