OLED顯示技術(shù)的新突破

　　OLED技術(shù)的推陳出新一直沒(méi)有停止過(guò)，2006年，整體矩陣尋址(Total Matrix Addressing，TMA)OLED技術(shù)由劍橋顯示器科技推出，據稱(chēng)結合了TMA解決方案的小型被動(dòng)式數組顯示器，可降低至少50%的功率消耗，或者在相同的功率消耗下，得到二倍的顯示亮度。

　　在TMA技術(shù)發(fā)表之前，大型OLED顯示器只能用主動(dòng)式矩陣(AM)技術(shù)結合一種昂貴的薄膜晶體管(TFT)才能實(shí)現。被動(dòng)式矩陣(PM)顯示器是由更便宜的外部芯片所驅動(dòng)，但一向受限于更小的屏幕尺寸。

　　TMA是一種可以被包含驅動(dòng)器芯片，把主動(dòng)式矩陣功能帶到被動(dòng)式矩陣顯示器的技術(shù)。TMA降低了在被動(dòng)矩陣顯示器中一給定畫(huà)素數的功率消耗并增強面板的壽命。

　　透過(guò)TMA技術(shù)，生產(chǎn)商提供了一種極具競爭力的替代方案使被動(dòng)式矩陣顯示器技術(shù)拓展到主動(dòng)式矩陣領(lǐng)域的能力，做法是降低功率消耗或以相同的功率，來(lái)增加亮度或提高分辨率。此外，TMA也可以運用被動(dòng)矩陣驅動(dòng)器的尋址功能來(lái)擴大面板尺寸的范圍。TMA驅動(dòng)系統適用于聚合物和小分子OLED兩種顯示器。

　　同年，彩色OLED“電子紙”取得新突破——LG.Philips LCD借助非晶硅(a-Si)技術(shù)研發(fā)成功全球首款全彩色、可變形、主動(dòng)矩陣(AM)、有機致電發(fā)光二極管(OLED)顯示設備。

　　這款新的OLED“電子紙”長(cháng)4英寸，分辨率為320×240QVGA，可顯示16 770 000種色彩，其150μm的厚度與人的頭發(fā)絲相差無(wú)幾，并采用了一層不銹金屬基板，以保證其可用性和抗熱性，再結合新的生產(chǎn)工藝a-Si，整體穩定性大為提高。

　　LG.Philips LCD是與美國環(huán)宇顯示技術(shù)公司(UDC)合作開(kāi)發(fā)這種新型顯示設備的，而后者握有磷光OLED技術(shù)的原始專(zhuān)利權。

　　2006年5月，LG.Philips LCD率先研發(fā)出14.1英寸(A4紙大小)的單色電子紙顯示設備，后又推出了其彩色版本。全彩色可變形AM OLED顯示設備。

　　2007年，顯示技術(shù)又有新突破：索尼公司開(kāi)發(fā)出了其自稱(chēng)為業(yè)界首款采用可折疊塑料底層的全彩色有源矩陣有機LED顯示器，并在國際信息顯示學(xué)會(huì )的會(huì )議上展示了這一產(chǎn)品的原型。
在實(shí)驗室開(kāi)發(fā)過(guò)程中，索尼的工程師先是開(kāi)發(fā)了一個(gè)在玻璃底層上構建有機薄膜晶體管背板的制程，然后在現實(shí)中將同樣的結構復制到塑料薄膜上。該制程的溫度不到180℃。索尼采用了C22H14并五苯材料來(lái)構建活動(dòng)性為  0.1cm2/Vs的有機晶體管。

　　該產(chǎn)品原型是一個(gè)2.5英寸的顯示器，具有120×160像素和8位灰度級，以便實(shí)現全1680萬(wàn)色的彩色效果。該顯示器的分辨率為80像素/英寸（每像素大小為318μm×318μm），每個(gè)亞像素（紅、綠或藍色）都由一個(gè)雙晶體管單電容器PMOS電壓編程電路來(lái)驅動(dòng)，幀率為60Hz，信號電壓12V。

　　索尼在這種OLED顯示器上采用了頂部發(fā)光結構，即將驅動(dòng)晶體管置于底部，從最頂的OLED層發(fā)光。這種顯示器包括了電極層、有機TFT層、OLED層和陰極層，各層之間由有機絕緣體隔開(kāi)。據稱(chēng)這種結構可以讓工程師在制作有機TFT層之前制作電極層，而不會(huì )損壞半導體層。

柔性OLED顯示技術(shù)

　　柔性OLED顯示一直是顯示技術(shù)領(lǐng)域的最熱門(mén)的研究課題之一。OLED相比其他柔性顯示器具有更多優(yōu)點(diǎn)：它是自發(fā)光顯示、響應速度快、視角寬，由有機材料制備，彎曲能力強等。因此對顯示效果要求高的便攜產(chǎn)品和軍事等特殊領(lǐng)域有非常廣泛的應用。

　　柔性顯示需要解決的主要問(wèn)題是電極層以及有機層的附著(zhù)性能、基板的氣密性、封裝和驅動(dòng)技術(shù)。目前，已有CDT、UDC、Samsung、Pioneer、SONY和我國清華大學(xué)等試制了高分子和小分子OLED軟屏樣品，有源驅動(dòng)技術(shù)和薄膜封裝技術(shù)的應用也極大地豐富了柔性顯示的色彩和延長(cháng)了OLED的壽命。在2007SID展會(huì )上，SONY公司首次推出了TFT驅動(dòng)的2.5英寸柔性OLED樣品，實(shí)現了約1670萬(wàn)色的全彩顯示，像素尺寸為318μm見(jiàn)方，精細度為80ppi，實(shí)現了最高的精細度。

　　由于OLED對于水、氧非常敏感，如何避免這兩種氣氛對器件的影響是柔性OLED發(fā)展的首要因素。研究表明，OLED要求水汽的滲透能力在10～5g/m2/day以下，但傳統的金屬或玻璃封裝不適合柔性器件的封裝，如何避免水、氧對器件的影響是柔性OLED發(fā)展的主要課題。Vitex公司利用聚合物無(wú)機材料交替復合薄膜(PML)阻隔水氧，其開(kāi)發(fā)的軟屏基板產(chǎn)品具有與玻璃相媲美的阻隔效果。日本先鋒公司計算，利用這種技術(shù)封裝的器件，在1000cd/m2的起始亮度下，最長(cháng)壽命可超過(guò)5000小時(shí)。不過(guò)現階段由于OLED軟屏的封裝技術(shù)還遠未成熟，因此柔性OLED顯示技術(shù)還處于基礎研究階段。

　　我國內地的研發(fā)單位和企業(yè)敏銳地捕捉到了這次機會(huì )，投入了大量的人力、物力和財力，取得了很好的研究成果。目前我國大陸在OLED研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面所取得的成就主要有：清華大學(xué)開(kāi)發(fā)出非摻雜體系的紅色熒光主體材料，色坐標為(0.65,0.35)，初始亮度1000cd/m2下壽命超過(guò)1.5萬(wàn)小時(shí)；吉林大學(xué)率先開(kāi)展了三線(xiàn)態(tài)磷光材料的性能研究；中科院長(cháng)春應化所設計合成的綠光、紅光和藍光銥配合物的磷光材料，發(fā)光效率分別達到了57.9cd/A(57.4lm/W)、50.0cd/A(45.2lm/W)和16.2cd/A(14.0lm/W)，達到先進(jìn)水平；華南理工大學(xué)率先采用噴墨和旋涂新工藝研制出全彩色高分子發(fā)光示屏，像素96×(3)×64；長(cháng)春光機物理所與維信諾公司合作開(kāi)發(fā)了a-Si OLED的320×240點(diǎn)陣彩屏；南開(kāi)大學(xué)采用金屬誘導技術(shù)、吉林彩晶采用激光退火技術(shù)研發(fā)了2英寸p-Si 160×128點(diǎn)陣彩屏；南開(kāi)大學(xué)與香港科技大學(xué)合作開(kāi)發(fā)了金屬誘導的5英寸p-Si 320×234點(diǎn)陣彩屏；北京京東方公司進(jìn)行了2英寸a-Si 176×220點(diǎn)陣AMOLED的開(kāi)發(fā)。

　　產(chǎn)業(yè)方面，目前維信諾公司在昆山建設的國內第一條PMOLED生產(chǎn)線(xiàn)，基板尺寸為370mm×470mm；信利半導體開(kāi)發(fā)出可在短時(shí)間內測試OLED壽命、判斷生產(chǎn)工藝穩定性的OLED壽命測試方法；上海廣電電子公司之前基本完成了OLED關(guān)鍵技術(shù)的研究和生產(chǎn)技術(shù)的集成，實(shí)現了OLED屏及模塊的小量生產(chǎn)和銷(xiāo)售，開(kāi)發(fā)了3.5英寸的全彩LTPS TFT-OLED，亮度達到250 cd/m2；吉林環(huán)宇公司與荷蘭OTB公司簽定了兩條PLED生產(chǎn)線(xiàn)設備的購買(mǎi)合同，計劃生產(chǎn)1.1英寸(PM)和2.6英寸(AM)兩款全彩色PLED顯示屏，生產(chǎn)能力600萬(wàn)片/年。

　　從技術(shù)上分析，OLED與液晶技術(shù)相比，具備面板結構簡(jiǎn)單、厚度薄、對比度高、響應速度快、溫度適應范圍寬等特性。而液晶技術(shù)近期的進(jìn)步也正瞄準了這些方面，縮小了技術(shù)差距。而從生產(chǎn)而言，OLED的有機發(fā)光材料一直存在壽命問(wèn)題，特別是在彩色OLED面板中，RGB三色采用不同的有機發(fā)光材料，亮度衰減周期不同，這就會(huì )導致顯示屏在使用過(guò)程中發(fā)生色彩變化。此前，全彩OLED顯示元件的壽命基本在2萬(wàn)多小時(shí)左右，只能使用在手機等移動(dòng)設備上，而無(wú)法應用于電視等主流平板顯示領(lǐng)域（通常認為，電視屏幕應該具備5萬(wàn)小時(shí)的顯示壽命）。

　　OLED技術(shù)要如何應對挑戰呢？愛(ài)普生、索尼等公司也用一系列技術(shù)進(jìn)步給出了答案——OLED將繼續自己在顯示性能上的領(lǐng)先地位，并迅速彌補壽命、產(chǎn)品化等不足，再次顯示出OLED作為下一代顯示技術(shù)核心代表的地位。

　　目前液晶產(chǎn)品對于超薄顯示器的技術(shù)開(kāi)發(fā)也有極為顯著(zhù)進(jìn)步，隨著(zhù)玻璃基板厚度的降低，目前最新的樣品厚度已經(jīng)可以達到1mm以?xún)?。但如果OLED采用同樣的玻璃基板，厚度還能繼續降低，在這個(gè)指標上會(huì )一直領(lǐng)先于液晶。

結語(yǔ)

　　技術(shù)進(jìn)展為OLED的未來(lái)鋪平了道路。2007年全球OLED產(chǎn)值接近8億美元，相較于2006年成長(cháng)率超過(guò)50%，是所有平板顯示設備中成長(cháng)最快的領(lǐng)域。隨著(zhù)產(chǎn)品化的開(kāi)始，未來(lái)幾年OLED營(yíng)收將會(huì )大幅成長(cháng)。在尺寸方面，2008年仍以11英寸產(chǎn)品為主，到了2011年OLED將擴大到30英寸產(chǎn)品以上，主流產(chǎn)品仍是以11英寸，預估其銷(xiāo)量可望達到100萬(wàn)臺以上、20英寸銷(xiāo)售量為89萬(wàn)臺、32英寸TV則是5萬(wàn)臺左右。由于投資龐大而且周期很長(cháng)，OLED的研發(fā)已經(jīng)變成了一些技術(shù)巨人間的游戲。并且有趣的是，無(wú)論索尼還是愛(ài)普生，都在液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域擁有深厚的技術(shù)積累和出色的市場(chǎng)份額。2008年北京奧運會(huì )開(kāi)幕式上的OLED令人為之驚艷。相信從現在開(kāi)始，會(huì )越來(lái)越多地在身邊看到OLED的身影。我們期待著(zhù)這種纖薄、亮麗，甚至可以彎曲的顯示設備讓明天的世界更加絢爛多彩。