技术 > 有机发光显示器
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概述
　　有机发光显示器（oled，organic light emitting display）是一种利用有机半导体材料制成的、用直流电压驱动的薄膜发光器件，oled显示技术与传统的lcd显示方式不同，无需背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光。而且oled显示屏幕可以做得更轻更薄，可视角度更大，并且能够显著节省电能。被认为是最可能的下一代新型平面显示器。
特点
　　有机发光显示器之所以能受到人们的青睐，是因为其与以crt为代表的第一代显示器和以lcd为代表的第二代显示器相比，有着如下突出的技术特点：
　　1.薄膜化的全固态器件，无真空腔，无液态成份；
　　2. 高亮度，可达300 cd/m2以上；
　　3.宽视角，上下、左右的视角宽度超高170度；
　　4.快响应特性，响应速度为微秒级，是液晶显示器响应速度的1000倍；
　　5.易于实现全彩色；
　　6.直流驱动，10v以下，用电池即可驱动；
　　7.低功耗；
　　8.工艺比较简单，低成本；
　　9.分辨率；
　　10.度特性，在-40℃~70℃范围内都可正常工作。
　　因此，有机发光显示器一旦实现商品化，必将成为现有各种显示器强有力的竞争者。
现状
　　目前全球已有近一百家科研机构、公司从事oled的研究开发和产业化工作，其中包括许多著名的大公司，如sony、philips、pioneer、nec、kodak、sanyo、samsung、lg、intel 、motorola等公司。
　　在oled的初期研发阶段，欧美比较领先。小分子oled的核心专利主要掌握在kodak公司手中，聚合物oled的核心专利主要掌握在cdt和uniax公司手中，其它公司如果想从事oled的生产，一般需要得到kodak或cdt的专利授权。由于kodak和cdt近两年授权比较积极，世界上准备开发和生产oled的公司正迅速增加。
　　在oled的产业化上，日本和韩国则走在了前面。日本先锋公司在1997年就率先推出了oled车载显示器，建立了世界上第一条oled生产线。2001年日本sony公司和韩国samsung公司相继推出13英寸和8.4英寸全彩色有源驱动oled显示屏样品。
　　我国台湾地区的半导体产业和光盘产业非常发达，这给发展oled提供了良好的硬件基础和丰富的产业化经验，所以尽管台湾在oled的产业化方面起步比较晚，但发展十分迅速。台湾厂商非常看好oled产业，在oled的大规模生产工艺还没有完全成熟的情况下，就纷纷投入巨额资金筹建生产线。目前计约12家以上单位投入研发和生产行列。
　　我国内地在研究上起步较早，但产业化动作则较缓。与台湾地区不同，最先觉察到这一未来热点产业的不是公司，而是以清华大学、中科院、上海大学、吉林大学等为代表的一批科研单位。近年来，内地的oled研究水平上升较快，并逐渐在世界上引起关注。清华大学从96年起开始研究oled，在材料、显示屏和驱动电路等方面建立起了完整的研究开发体系，在不断获得自主知识产权的同时，通过走产学研相结合的发展模式，迅速完成了相关技术的积累。
　　总体上来讲，有机发光显示技术已经日渐成熟，国际上，有机发光显示器正处于大规模产业化、商品化的前夜。
前景
　　根据国际权威显示市场研究机构stanford resource的估计，1999年oled全球销售额达300万美元，2002年将大幅增长到2亿美元，2005年时则可达到7.14亿美元，未来可望与stn-lcd及tft-lcd技术抗衡。另一家显示技术评估机构display search也预估，oled在2003年无源矩阵显示器市场量将达4，000万片，其中主要应用产品以移动电话为主，其次为游戏机。2005年市场需求量将达1.2亿片，主要应用范围仍为移动电话。而有源矩阵显示器在2003年需求将达1，400万片，2005年可望增长至5，000万片，未来有源矩阵显示器将呈现倍数增长。
应用
　　1997～2001年：oled的启动阶段。在这个阶段里，有机发光显示器开始走出实验室，主要应用在汽车音响面板、pda和手机上，但产量非常有限，产品规格也很少，均为无源驱动、单色或区域彩色，很大程度上带有试验和试销的性质。2001年oled全球销售额仅约1.5亿美元。
　　2002～2005年：oled的成长阶段。在这个阶段里，人们将能广泛接触到带有oled的产品，包括车载显示器、pda、手机、dvd、数码相机、数码摄像机、头盔用微显示器和家电产品等。产品正式走入市场，主要是进入传统lcd、vfd等显示器领域，仍以无源驱动、单色或多色显示、10英寸以下面板为主，但有源驱动的、全彩色和10英寸以上面板也开始投入使用。估计到2005年，oled手机用显示器可达1.1亿片以上，占手机市场的12％，用于pda的oled显示器可达1200万片，占pda市场的19％，oled全球销售金额将达到7.14亿美元。
　　2005年以后：oled的成熟阶段。随着oled产业化技术的日渐成熟，oled将全面出击显示器市场并拓展属于自己的应用领域，oled的各项技术优势将得到充分发掘和发挥。
　　初步估计，除传统显示领域外，oled将在以下四个应用领域大显伸手：
　　3g通信终端
　　3g通信与目前的2g通信相比，最突出的变化就是传输速率的提高，由传输简单语音和简单图形数据转变为传输高质量语音数据和多媒体数据，与之相适应的通信终端显示器也必须从单色显示转变为全彩色显示，从静态图形显示转变为动态图像显示。目前可以满足要求并可能被采用的显示技术就是tft-lcd和oled。而使用oled的手机则可以在太阳光下、寒冷环境下实现正常工作，无视角限制、播放动态图像无拖尾现象、色彩柔和、耗电量和成本都较低。所以有理由相信，一旦技术成熟、产量规模比较大之后，oled必将成为3g通信终端显示器的主流。
　　壁挂电视和桌面电脑显示器
　　oled具有高响应速度、高亮度、宽视角及高对比度的特性，故非常适合用作显示器。更重要的是，oled非常薄，比液晶显示器还要薄，所以将来的oled电视可以挂在墙上，不再占用室内空间。对于桌面电脑，现在的趋势是主机可以做得越来越小，而显示器尺寸却要求越来越大，显示效果非常好的crt显示器愈发显得笨重和不美观。因此显示效果与crt显示器差不多的oled显示器，凭借超薄的自身优势，必将成为桌面电脑显示器的有力竞争者。
　　军事和特殊用途
　　oled为全固态器件，无真空腔，无液态成份，所以不怕震动，使用方便。加上高分辨、视角宽和工作温度范围宽等特点，必然得到军事界的密切关注和广泛应用。2000年7月18日和2001年9月18日，emagin公司先后两次得到美国空军共计2000万美元的开发资助，用于开发高亮度oled微显示器和f-15e战斗机系统中的头盔用全景夜视镜。除军事用途外，在其它显示器件无法使用的恶劣环境，如高寒或强烈震动环境中，oled仍可以一展身手。
　　柔软显示器
　　 这是在目前所有已经应用的和正在开发的显示器中oled的“专利”。如果oled是基于塑料基片（或其它柔软材料基底）上的，则厚度只有一毫米左右，加上没有真空腔和液态成份，就将成为真正的柔软显示器（flexible oled，foled）。这种显示器的实用化，可以称得上显示器的一场革命，大大拓展显示器的应用领域，改变人们对显示器的传统观念。foled可以用于服装装饰、工艺品、标牌和显示器，用来制作可卷曲携带和具有无线数据传输功能的电子报纸。可卷曲携带的电视等奇妙的显示器已不再是梦想。
　　总之，集众多优点于一身的有机发光显示器前途无量，必将成为未来重要的显示工具，在人们的生活中发挥越来越重要的作用。
清华大学研究出有机发光显示器制作新工艺
　　有机发光显示技术是一种新型显示技术，它使有机半导体材料和发光材料在电流的作用下发光，从而产生显示效果。利用这种技术制成的显示器被称为有机发光显示器(organic light-emitting dispkayoled)。与液晶显示器lcd不同的是，oled自己发光，不需要背景光源，因此它使用更少的材料，占用更少的空间，能量有效率更高，被认为是未来一代的显示器。日前在北京召开的“单色小分子有机发光显示器件工艺技术和驱动技术研究”项目的鉴定会上，来自清华大学化学系有机光电子实验室的科学家们展示了他们利用自己开发出的单色小分子有机发光器制备新工艺制作的绿色、蓝色手机显示样品，这些样品的性能指标已经能够与国际同行的先进水平并驾齐驱，项目成果通过了专家组的鉴定。
　　oled的工作原理十分简单，有机材料ito透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极，在一定电压的驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层，电子和空穴相遇形成激子，使发光分子激发而发出可见光。根据使用的有机材料不同，oled又分为高分子oled和小分子oled，二者的差异主要表现在器件制备工艺上：小分子器件主要采用真空热蒸发工艺；高分子器件则采用旋转涂覆或喷涂印刷工艺。1987年，美国柯达的研究人员率先报道了使用小分子材料制成发光二极管的成果，1990年，英国剑桥大学的研究人员报道了在低电压下有机高分子电致发光的现象；日本先锋公司1997年推出采用oled显示屏的车载显示器，美国摩托罗拉公司2001年底在其一款手机上使用了单色oled显示屏。中国oled的研究也蓬勃发展，多家研究单位、大学和公司都投入oled器件的开发和生产的行列中。
　　清华大学化学系主任邱勇博士和他的研究小组从1996年开始从事oled的研究，在材料、显示屏和驱动电路等方面建立起了完整的开发体系。目前，他们在单色小分子有机发光器件方面的工艺技术和在驱动技术上取得的成果，可与国外同类先进水平相媲美，其中主要的技术包括ito基片清洗工艺、三层隔离柱制备技术、有机半导体薄膜制备技术，以及新型无源恒流驱动电路等。他们同时还与北京维信诺科技有限公司合作，开发出国内第一款全彩色有机发光显示器。
　　研究小组的王立铎博士介绍说，oled是显示屏世界的新趋势，这种显示屏非常适合作手机、数码相机、车载显示器等中小型显示器，而且由于这种显示器无视角限制、反应比lcd快100-1000倍，适宜温度范围大(-80摄氏度～180摄氏度)，在特殊条件下如军用设施方面更有广泛的应用。
　　oled的应用不仅存在于未来，在今天已成为现实。专家组成员、信息产业部信息产品管理司的高级工程师季国平说，鉴定只是一个环节，是一个阶段，以后还将继续进行规模化生产的科研开发。专家组成员、东南大学电子工程系王保平教授认为，大学与企业结合，大大加速了研发过程，清华大学有这样的优势，令人羡慕。专家组希望清华有机光电子实验室能够继续努力，取得更多科研成果，并实现科技成果向产业化的快速转换，争取使这项我国为数不多能与世界发展水平持平的技术，尽快完成由实验室技术向公司产品的过渡。
工作原理
　　OLED的基本结构OLED的工作原理十分简单，有机材料ITO透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极，在一定电压的驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层，电子和空穴相遇形成激子，使发光分子激发而发出可见光。根据使用的有机材料不同，OLED又分为高分子OLED和小分子OLED，二者的差异主要表现在器件制备工艺上：小分子器件主要采用真空热蒸发工艺；高分子器件则采用旋转涂覆或喷涂印刷工艺。
历史和现状
　　1987年，美国柯达的研究人员率先报道了使用小分子材料制成发光二极管的成果，1990年，英国剑桥大学的研究人员报道了在低电压下有机高分子电致发光的现象；日本先锋公司1997年推出采用OLED显示屏的车载显示器，美国摩托罗拉公司2001年底在其一款手机上使用了单色OLED显示屏。
　　中国OLED的研究也蓬勃发展，多家研究单位、大学和公司都投入OLED器件的开发和生产的行列中。
　　目前全球已有近一百家科研机构、公司从事OLED的研究开发和产业化工作，其中包括许多著名的大公司，如Sony、Philips、Pioneer、NEC、Kodak、Sanyo、Samsung、LG、Intel 、Motorola等公司。
　　在OLED的初期研发阶段，欧美比较领先。小分子OLED的核心专利主要掌握在Kodak公司手中，聚合物OLED的核心专利主要掌握在CDT和Uniax公司手中，其它公司如果想从事OLED的生产，一般需要得到Kodak或CDT的专利授权。由于Kodak和CDT近两年授权比较积极，世界上准备开发和生产OLED的公司正迅速增加。
　　在OLED的产业化上，日本和韩国则走在了前面。日本先锋公司在1997年就率先推出了OLED车载显示器，建立了世界上第一条OLED生产线。2001年日本Sony公司和韩国Samsung公司相继推出13英寸和8.4英寸全彩色有源驱动OLED显示屏样品。
　　我国台湾地区的半导体产业和光盘产业非常发达，这给发展OLED提供了良好的硬件基础和丰富的产业化经验，所以尽管台湾在OLED的产业化方面起步比较晚，但发展十分迅速。台湾厂商非常看好OLED产业，在OLED的大规模生产工艺还没有完全成熟的情况下，就纷纷投入巨额资金筹建生产线。目前计约12家以上单位投入研发和生产行列。
　　我国内地在研究上起步较早，但产业化动作则较缓。与台湾地区不同，最先觉察到这一未来热点产业的不是公司，而是以清华大学、中科院、上海大学、吉林大学等为代表的一批科研单位。近年来，内地的OLED研究水平上升较快，并逐渐在世界上引起关注。
　　清华大学化学系主任邱勇博士和他的研究小组从1996年开始从事OLED的研究，在材料、显示屏和驱动电路等方面建立起了完整的开发体系。目前，他们在单色小分子有机发光器件方面的工艺技术和在驱动技术上取得的成果，可与国外同类先进水平相媲美，其中主要的技术包括ITO基片清洗工艺、三层隔离柱制备技术、有机半导体薄膜制备技术，以及新型无源恒流驱动电路等。他们同时还与北京维信诺科技有限公司合作，开发出国内第一款全彩色有机发光显示器。
　　总体上来讲，有机发光显示技术已经日渐成熟，国际上，有机发光显示器正处于大规模产业化、商品化的前夜。