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(chǎn)線，實現(xiàn)了批量生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(qū)動方式的不同，還分為有源矩陣驅(qū)動(AMOLED)和無源矩陣驅(qū)動(PMOLED)。PMOLED技術比較成熟，已在小尺寸OLED產(chǎn)品中大量采用，但是該技術受到掃描行數(shù)的限制，不可能用于大尺寸顯示。目前，大尺寸AMOLED驅(qū)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?？梢哉f，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(chǎn)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(nèi)的重要工作。彩色化技術目前提高彩色化產(chǎn)品的成品率和壽命是彩色化研究的重點。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
