有機電致發光產品的研發現狀

摘要:有機電致發光器件(OLED)具有驅動電壓低、主動發光等優勢，在平板顯示領域引起了廣泛的關注。本文介紹了近年來有機電致發光產品的研發狀況，并展望了OLED的商業前景。關鍵詞:OLED；PLED；平板顯示隨著信息時代的來臨，新型顯示器件的研制越來越引起人們的重視，特別是各類平板顯示器件(FPD)以其體積小、重量輕、能耗低、屏幕大等特點，引發了一股強勁的平板顯示器件研制熱潮。

作為新一代平板顯示器件，有機電致發光器件(OLED)在手機、PDA、數碼相機、車載顯示、筆記本電腦、壁掛電視以及軍事領域都具有廣闊的應用前景，是一種將來替代液晶顯示器(LCD)的新型平板顯示器件。正因如此，OLED是近幾年來新材料及顯示技術領域研究、開發的一大熱點，其產業化勢頭十分迅猛。目前，國內外對OLED的研究主要集中在發光材料的研究、器件的制作和產品開發上。本文介紹了OLED產品的開發情況，并展望了OLED的商業前景。

OLED的分類OLED可按發光材料分為兩種：小分子OLED和高分子OLED(也可稱為PLED)。小分子OLED和高分子OLED的差異主要表現在器件的制備工藝不同：小分子器件主要采用真空熱蒸發工藝，高分子器件則采用旋轉涂覆或噴涂印刷工藝。小分子材料廠商主要有：EastmanKodak、出光興產、東洋INK制造、三菱化學等；高分子材料廠商主要有：CDT、Covion、DowChemical、住友化學等。目前國際上與OLED有關的專利已經超過1400份，其中最基本的專利有三項。小分子OLED的基本專利由美國Kodak公司擁有，高分子OLED的專利由英國的CDT(CambridgeDisplayTechnology)和美國的Uniax公司擁有。

OLED的驅動方式可分為有源驅動和無源驅動。無源驅動施加電壓給相應的行和列，使電流流過選定的像素。它結構簡單，價格較低，適用于低功耗、小屏幕的顯示器件，例如字符顯示。有源驅動OLED顯示屏給每一個像素配備一個恒流源，這使得它能夠滿足視頻圖像所需的高分辨率和高信息量的要求，但價格較貴。

OLED產品開發概況目前在國外OLED產品中，投入小分子OLED產品的多為日商及中國臺灣廠商；而投入高分子OLED產品的則以歐美廠商居多。據統計全球已有約85家廠商投入研發，其中60家以上廠商皆采用小分子OLED材料系統為主，只有25家左右廠商采用高分子OLED材料系統。

小分子OLED商品化進程較高分子OLED快，但以無源驅動為主。1996年Pioneer率先推出256×64單色產品，1997年IdemitsuKosan也發表第一個全彩320×240產品，之后Pioneer等廠商更相繼發表多種單色、多彩產品。長期以來無源驅動小分子的領導廠商以Pioneer為首。

而在有源驅動小分子方面，則是以EastmanKodak為首。EastmanKodak目前掌握大部分小分子材料專利，同時通過與Sanyo的合作，應用TFT技術發表有源驅動小分子OLED產品，但在商品化進度上，有源驅動小分子仍明顯落后于無源驅動小分子OLED的發展。

高分子OLED目前以研發有源驅動技術著稱的CDT為首，其它投入廠商包括Seiko-Epson、Philips等都得到了CDT技術移讓；而無源驅動高分子OLED則以Philips為主。由于過去高分子OLED制造工藝都采用旋轉涂敷技術，為達到更加全彩化效果，CDT便與Seiko-Epson合作以噴墨技術制作。雖然1999年已有樣品發表，但高分子OLED在材料的選擇、發光組件壽命的控制以及OLED因膜厚凹凸不平、噴墨不易等方面，仍存在許多問題，無法獲得有效解決。

由于噴墨技術需要約5至6道工序，容易產生滴墨和色彩混淆的情況，影響發光效率及壽命。所使用的噴墨頭也可能在制造過程中發生堵塞，影響成品率。另外，高分子共軛架的長度不一，光譜較寬，不如小分子OLED精細，而且由于高分子所有工序都須在超凈室中完成，因此在超凈室及機器設備維修成本上會比小分子OLED高，因此要大量應用在下游產品上仍有許多困難。

但噴墨技術也有許多優點，如容易實現較大的屏幕面積、較高的分辨率，可采用電腦輔助設計，不需要光罩，不會浪費有機材料，制作過程少，減少了設備投資和空間的要求。因此，仍有很多公司從事該方面的研究。

下面是近年來國際上幾個大公司在OLED產品研究、開發及產業化上取得的進展和它們的代表產品：2000年Philips和臺灣Ritec等公司推出了用于手機顯示的OLED顯示器。

Motorola公司開始銷售采用OLED顯示屏的手機。

美國杜邦公司投資1500萬美元給美國UNIAX公司組建高分子彩色發光6英寸試驗線。

Philips公司投資5000萬美元建立了14英寸試驗線；西門子公司也在馬來西亞建立了具有一定規模的試驗線。

2001年Sony公司推出了電視使用的OLED顯示器，屏幕為13英寸，像素數為800×600，顯示色彩為1670萬，每個像素由4個TFT驅動。

eMagin推出第一個全彩色小分子OLED微型顯示器，分辨率達600×3×852，有16M種色彩。

東芝美國電子公司宣布第一個實現以聚合物為發光物的全彩色OLED原型，2.85英寸，26,000種色彩，64級灰度，采用LTPSTFT驅動。

2002年三星推出15英寸全彩OLEDPC及筆記本電腦樣品，東芝松下顯示科技公司研發出17英寸LTPSTFT驅動的OLED面板，分辨率可達XGA(1280×768)，先鋒也揚言20英寸的全彩OLED面板已經就緒。

最近，柯達公司宣布將在中國市場推出世界上第一部采用OLED顯示屏的易享系列LS633數碼相機。該款相機擁有一2.2英寸OLED顯示屏。

我國目前有40多所高校、研究所參與研究OLED，如吉林大學、上海大學、清華大學、華中科技大學、南開大學等；很多大企業集團公司，如國防軍工領域的中國航天科工集團公司，民品領域的陜西彩虹、山西南風、上海廣電電子等專業化集團公司都已積極投資參與了OLED的研制與開發。國內第一款全彩色OLED顯示屏也由北京維信諾公司與清華大學合作日前研制成功，標志著我國在OLED顯示技術上的水平已經進入國際先進行列。

市場分析及預測目前各家廠商對OLED的應用開發以單色及多色的顯示器為主，主要的目標在手機、掌上型電玩、音響面板與PDA等市場。未來將朝向兩個方向發展：一為以文字與數字顯示為主，搶攻低端顯示器市場，包括手機與音響面板市場等；另一方向為小型全彩顯示器，主要應用市場為數碼相機、攝影機與可視電話等應用產品，然后嘗試進入大尺寸全彩顯示器市場，主攻筆記本電腦、監視器與TV等產品。目前各廠商推出的OLED顯示器絕大多數仍是雛形機，未來實現商品化仍有很大的改善空間。