OLED顯示技術近期進展及趕超機遇

摘要： 新型有機發(fā)光顯示技術擁有諸多優(yōu)勢，而成為平板顯示領域的研究熱點。目前，大尺寸、彩色化、白光光源和柔性顯示等已成為有機發(fā)光顯示器技術發(fā)展的主流方向。

關鍵詞： OLED；有機材料；平板顯示器；柔性顯示

引言

伴隨著有機發(fā)光材料和器件技術的不斷成熟，有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器逐步進入各個顯示領域。1997年，Pioneer公司首次推出了單色OLED車載音響，使得有機顯示屏首次進入商業(yè)領域。時至今日，韓國Samsung和LG、日本Pioneer和SONY、臺灣錸寶和悠景等十多家公司建設了OLED量產線，實現(xiàn)了批量生產和銷售。今年在美國舉辦的2007SID(信息顯示協(xié)會)展會上，許多公司紛紛展出了各種應用領域的OLED顯示屏，涉及電視、MP3、手機、車載、白光光源、可彎曲標價牌等，展品的顏色豐富細膩，亮度、對比度、解析度等都達到了歷史新高，表明OLED在大尺寸、全彩色化、照明、柔性顯示等技術和產業(yè)化方面的長足進步。

近期OLED顯示技術的進展

OLED是雙載流子注入型顯示器。對OLED的研究工作始于1960年代，1963年Pope報道了蒽單晶片在400V電壓的作用下的發(fā)光現(xiàn)象。直到1987年C. W. Tang[2]等人首次采用雙層器件結構得到了高性能的OLED后，OLED技術才引起各國專家的極大關注。特別是最近10年里，OLED技術取得了顯著的進展，從2英寸的產品到40英寸的樣品均在陸續(xù)推出。

與液晶顯示器(LCD)相比，OLED具有全固態(tài)、自發(fā)光、寬視角、高清晰、高亮度、高對比度、高響應速度、超薄、低成本、低功耗、耐低溫、抗震、可實現(xiàn)柔性顯示和雙面顯示等特點，被認為是理想和有潛力的下一代平板顯示技術。

OLED按照所采用有機發(fā)光材料的不同，可分為：小分子OLED(基于小分子有機發(fā)光材料)和高分子OLED(基于共軛高分子有機發(fā)光材料，簡稱PLED)。美國柯達與英國劍橋顯示技術公司分別為小分子OLED和PLED的先行者，擁有80％以上的專利。

OLED按照驅動方式的不同，還分為有源矩陣驅動(AMOLED)和無源矩陣驅動(PMOLED)。PMOLED技術比較成熟，已在小尺寸OLED產品中大量采用，但是該技術受到掃描行數的限制，不可能用于大尺寸顯示。目前，大尺寸AMOLED驅動技術還不成熟，成品率低，仍處于研發(fā)階段。

從長遠來看，OLED未來的發(fā)展必將沿著小尺寸-超大尺寸、單色-彩色、無源-有源、硬屏-軟屏的方向發(fā)展，最理想的OLED顯示器應該是OTFT AMOLED。現(xiàn)階段OLED技術研究的熱點主要有：

有機發(fā)光材料

有機化合物的豐富多彩為材料的設計和選擇提供了廣闊的天地。可以說，有機材料的不斷進步是推動OLED技術進步的重要原因之一。

OLED發(fā)光材料按照發(fā)光激子的種類可分為熒光材料和磷光材料兩種。目前，熒光材料方面，性能最高的是日本出光興產的材料。紅光效率達到了11cd/A，壽命高達16萬小時；綠光效率達到30cd/A，壽命為6萬小時；正在開發(fā)中的高效率、長壽命藍光材料BD-2 (0.13, 0.22)，效率為8.7 cd/A，壽命2.3萬小時。磷光材料方面，UDC公司開發(fā)的紅光材料色坐標為(0.67，0.33)，效率達到15cd/A，500 cd/m2下工作壽命超過15萬小時；綠光材料色坐標為(0.34，0.61)，效率達到65cd/A，初始亮度為1000 cd/m2時，壽命超過4萬小時；最難得到的藍色磷光材料效率達到了30cd/A，在200 cd/m2的初始亮度下，壽命達到了10萬小時。

總體上講，OLED紅、綠、藍三色材料的發(fā)光效率和發(fā)光壽命均基本滿足實用化需求。紅色磷光材料在色純度上優(yōu)于紅色熒光材料，但綠光和藍光在色純度上還有待進一步提高。獲得高色純度、長壽命的藍色磷光材料，仍然是富有挑戰(zhàn)性的難題。而且對發(fā)光材料的研究而言，新三色發(fā)光材料的開發(fā)和器件色純度、發(fā)光效率、壽命的進一步提高依然是今后一段時間內的重要工作。

彩色化技術

目前提高彩色化產品的成品率和壽命是彩色化研究的重點。OLED彩色化實現(xiàn)的方法主要有三基色發(fā)光法、彩色濾光片法和色轉換法。三基色發(fā)光法直接用三基色材料蒸鍍形成RGB三像素，發(fā)光亮度最高，技術比較成熟，是目前彩色化常用的工藝方法，但蒸鍍對位困難，需要三次蒸鍍發(fā)光材料，導致效率降低，且三基色材料的壽命不一致，會影響顯示屏的整體壽命。彩色濾光片法是將白光透過類似LCD的彩色濾光片來達到全彩效果，這種全彩方法的最大優(yōu)點是可應用LCD的彩色濾光片技術，且蒸鍍簡單效率高，采用該技術關鍵在于白光有機材料的色域穩(wěn)定性、發(fā)光效率、壽命以及彩色濾光膜的制造成本。色轉換法是以藍光材料為發(fā)光源，通過色轉換層轉變成紅光和綠光，目前色轉換層的制備技術還沒有完全解決。OLED三種彩色化方式的比較如表1所示。

表1  OLED三種彩色化方式的比較

大尺寸技術的研究

大尺寸顯示最能發(fā)揮OLED高亮度、高對比度、寬視角、高響應速度等技術性能方面的優(yōu)勢，開發(fā)大尺寸技術已成為OLED今后發(fā)展的方向。自2003年以來，SONY、Samsung、Sanyo、Epson、Philips、奇美、LPL等公司相繼開發(fā)了13~ 40英寸的OLED樣品，Samsung開發(fā)的17英寸LTPS-AMOLED顯示屏達到UXGA(1600