OLED顯示技術(shù)近期進(jìn)展及趕超機遇

摘要： 新型有機發(fā)光顯示技術(shù)擁有諸多優(yōu)勢，而成為平板顯示領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。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(shù)發(fā)展的主流方向。

關(guān)鍵詞： OLED；有機材料；平板顯示器；柔性顯示

引言

伴隨著(zhù)有機發(fā)光材料和器件技術(shù)的不斷成熟，有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器逐步進(jìn)入各個(gè)顯示領(lǐng)域。1997年，Pioneer公司首次推出了單色OLED車(chē)載音響，使得有機顯示屏首次進(jìn)入商業(yè)領(lǐng)域。時(shí)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(chǎn)線(xiàn)，實(shí)現了批量生產(chǎn)和銷(xiāo)售。今年在美國舉辦的2007SID(信息顯示協(xié)會(huì ))展會(huì )上，許多公司紛紛展出了各種應用領(lǐng)域的OLED顯示屏，涉及電視、MP3、手機、車(chē)載、白光光源、可彎曲標價(jià)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(shù)和產(chǎn)業(yè)化方面的長(cháng)足進(jìn)步。

近期OLED顯示技術(shù)的進(jìn)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P(guān)ope報道了蒽單晶片在400V電壓的作用下的發(fā)光現象。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(shù)才引起各國專(zhuān)家的極大關(guān)注。特別是最近10年里，OLED技術(shù)取得了顯著(zhù)的進(jìn)展，從2英寸的產(chǎn)品到40英寸的樣品均在陸續推出。

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(shí)現柔性顯示和雙面顯示等特點(diǎn)，被認為是理想和有潛力的下一代平板顯示技術(shù)。

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(jiǎn)稱(chēng)PLED)。美國柯達與英國劍橋顯示技術(shù)公司分別為小分子OLED和PLED的先行者，擁有80％以上的專(zhuān)利。

OLED按照驅動(dòng)方式的不同，還分為有源矩陣驅動(dòng)(AMOLED)和無(wú)源矩陣驅動(dòng)(PMOLED)。PMOLED技術(shù)比較成熟，已在小尺寸OLED產(chǎn)品中大量采用，但是該技術(shù)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(dòng)技術(shù)還不成熟，成品率低，仍處于研發(fā)階段。

從長(cháng)遠來(lái)看，OLED未來(lái)的發(fā)展必將沿著(zhù)小尺寸-超大尺寸、單色-彩色、無(wú)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?，F階段OLED技術(shù)研究的熱點(diǎn)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?？梢哉f(shuō)，有機材料的不斷進(jìn)步是推動(dòng)OLED技術(shù)進(jìn)步的重要原因之一。

OLED發(fā)光材料按照發(fā)光激子的種類(lèi)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(chǎn)的材料。紅光效率達到了11cd/A，壽命高達16萬(wàn)小時(shí)；綠光效率達到30cd/A，壽命為6萬(wàn)小時(shí)；正在開(kāi)發(fā)中的高效率、長(cháng)壽命藍光材料BD-2 (0.13, 0.22)，效率為8.7 cd/A，壽命2.3萬(wàn)小時(shí)。磷光材料方面，UDC公司開(kāi)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(guò)15萬(wàn)小時(shí)；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(shí)，壽命超過(guò)4萬(wàn)小時(shí)；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(wàn)小時(shí)。

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(mǎn)足實(shí)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(jìn)一步提高。獲得高色純度、長(cháng)壽命的藍色磷光材料，仍然是富有挑戰性的難題。而且對發(fā)光材料的研究而言，新三色發(fā)光材料的開(kāi)發(fā)和器件色純度、發(fā)光效率、壽命的進(jìn)一步提高依然是今后一段時(shí)間內的重要工作。

彩色化技術(shù)

目前提高彩色化產(chǎn)品的成品率和壽命是彩色化研究的重點(diǎn)。OLED彩色化實(shí)現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(shù)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(huì )影響顯示屏的整體壽命。彩色濾光片法是將白光透過(guò)類(lèi)似LCD的彩色濾光片來(lái)達到全彩效果，這種全彩方法的最大優(yōu)點(diǎn)是可應用LCD的彩色濾光片技術(shù)，且蒸鍍簡(jiǎn)單效率高，采用該技術(shù)關(guān)鍵在于白光有機材料的色域穩定性、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(guò)色轉換層轉變成紅光和綠光，目前色轉換層的制備技術(shù)還沒(méi)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(shù)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(shù)性能方面的優(yōu)勢，開(kāi)發(fā)大尺寸技術(shù)已成為OLED今后發(fā)展的方向。自2003年以來(lái)，SONY、Samsung、Sanyo、Epson、Philips、奇美、LPL等公司相繼開(kāi)發(fā)了13~ 40英寸的OLED樣品，Samsung開(kāi)發(fā)的17英寸LTPS-AMOLED顯示屏達到UXGA(1600