LCD的勁敵—OLED（上）

1979年，柯達公司鄧青云博士無意中發現了一種具有發光特性的有機材料，這就是后來被譽為“繼LCD|0">LCD之后的下一代平面顯示器”的OLED|0">OLED（Organic Light Emitting Diode，有機發光二極管）技術的起源。近年來，OLED受到了業界的極大關注。從誕生到現在，歷經幾十年，今天的OLED正已驚人的速度開始步入產業化階段，在競爭激烈的平板顯示市場上占據了一席之地。

OLED技術原理

OLED是指有機半導體材料和有機發光材料在電場的驅動下，通過載流子注入和復合導致發光的技術。其原理是用ITO玻璃透明電極和金屬電極分別作為器件的陽極和陰極，在一定電壓驅動下，電子和空穴分別從陰極和陽極注入到電子傳輸層和空穴傳輸層，然后分別遷移到發光層，相遇后形成激子使發光分子激發，后者經過輻射后發出可見光。輻射光可從ITO一側觀察到，金屬電極膜同時也起了反射層的作用。下圖是一個簡單的OLED器件結構示意圖。

根據使用有機功能材料的不同，OLED器件可以分為兩大類：小分子器件和高分子器件。小分子OLED技術發展較早（1987年），而且技術已經達到商業化生產水平；高分子OLED又被稱為PLED（Polymer LED），其發展始于1990年，目前該技術尚未成熟。

根據驅動方式的不同，OLED器件可以分為無源驅動型（又稱被動驅動PM，Passive Matrix）和有源驅動型（又稱主動驅動AM，Active Matrix）兩種。無源驅動型不采用薄膜晶體管（TFT）基板，一般適用于中小尺寸顯示；有源驅動型則采用TFT基板，適用于中大尺寸顯示，特別是大尺寸全彩色動態圖像的顯示。目前，無源驅動型OLED技術已經比較成熟，商業化的產品都是無源驅動型；有源驅動型OLED技術發展很快，但還需要幾年的時間才能推出商用產品。

OLED顯示屏的制備工藝流程主要包括四個步驟，如下圖所示。

OLED技術主要特點

有機發光顯示器件之所以受到人們的青睞，是因為其與LCD為代表的第二代顯示器相比，有著突出的技術優點(見表1):

● 低成本 其工藝簡單，使用原材料少。使人們相信OLED將成為LCD替代性技術的最重要原因是其在降低加工成本方面的潛力。除了對材料和工藝方面的要求比LCD低近1/3外，OLED的加工工藝也比LCD簡單得多。據相關資料顯示，OLED顯示屏需要86道加工工序，而LCD屏則需要200多道工序。在成本決定生命力的未來大屏幕顯示領域，這無疑增加了OLED競爭的砝碼。

● 自發光 不需要背光源。

● 低壓驅動和低功耗 直流驅動電壓在10伏以下，易用于便攜式移動顯示終端上。

● 全固態 無真空腔，無液態成份，機械性能好，抗震動性強，可實現軟屏顯示。使用塑料、聚酯薄膜或膠片作為基板，OLED屏可以做到更薄，甚至可以折疊或卷起來。目前由于在軟基板上的涂鍍等加工工藝還未成熟，可折疊或卷曲的顯示器產品還沒有商品化，但這一切都會在不遠的將來實現。

● 快速響應 響應時間為微秒級，是普通液晶顯示器響應時間的1/1000，適于播放動態圖像，具有寬視角特性，上下、左右的視角寬度超過170度。

● 高效發光 可作為新型環保光源。

● 寬溫度范圍 在-40℃～80℃范圍內都可正常工作。

● 高亮度 顯示效果鮮艷、細膩。

技術瓶頸

影響OLED技術發展的最大障礙是器件壽命和材料穩定性問題。目前，彩色OLED的壽命還只能達到5000小時，這使應用受到了限制。不過，由于其發展前景被看好，目前全球從事OLED研究的機構和廠商多達90多家。由于各家技術之間存在著很大差異，材料有小分子和高分子OLED兩種，驅動方式分為主動和被動，而彩色顯示的實現原理又有采用三色不同材料、采用三色濾色膜、采用色變換等多達6種方式，再加上涂鍍、噴繪等多種加工工藝，OLED技術的實現可謂是真正意義上的百花齊放。對于一種萌芽期的技術，盡管這有利于技術的健康發展，但研發力量的分散和技術的爭議在一定程度上會延緩技術發展的步伐。

根據全球權威平板顯示器(FPD)市場調研和咨詢機構Display Search 在2004年12月的最新統計（見表2），OLED行業2004年全年總收入為3.28億美元，比2003年增長了41％。上圖為Display Search 2004年2月對全球OLED市場的預測。

OLED已進入的產品領域包括手機主屏和副屏、汽車音響、MP3、工業儀表、PDA、車載儀表、數碼相機和微顯示器（Microdisplay for Near Eye Application）等領域。其中，手機副屏約為2.2億美元，占67％，汽車音響約為0.38億美元，占11.6％，MP3屏為0.37億美元，占11.3％，這三者共占了約90％。