有機發光顯示器（OLED，Organic Light Emitting Display）是一種利用有機半導體材料製成的、用直流電壓驅動的薄膜發光器件，OLED顯示技術與傳統的LCD顯示方式不同，無需背光燈，採用非常薄的有機材料塗層和玻璃基板，當有電流通過時，這些有機材料就會發光。而且OLED顯示螢幕可以做得更輕更薄，可視角度更大，並且能夠顯著節省電能。被認為是最可能的下一代新型平面顯示器。
基本介紹
- 中文名：有機發光顯示器
- 原理：十分簡單
- 兩極：陽極和陰極
- 特性：低功耗
歷史和現狀,工作原理,特點,前景,套用,
歷史和現狀
1987年，美國柯達的研究人員率先報導了使用小分子材料製成發光二極體的成果，1990年，英國劍橋大學的研究人員報導了在低電壓下有機高分子電致發光的現象；日本先鋒公司1997年推出採用OLED顯示屏的車載顯示器，美國摩托羅拉公司2001年底在其一款手機上使用了單色OLED顯示屏。
中國OLED的研究也蓬勃發展，多家研究單位、大學和公司都投入OLED器件的開發和生產的行列中。
目前全球已有近一百家科研機構、公司從事OLED的研究開發和產業化工作，其中包括許多著名的大公司，如Sony、Philips、Pioneer、NEC、Kodak、Sanyo、Samsung、LG、Intel 、Motorola等公司。
在OLED的初期研發階段，歐美比較領先。小分子OLED的核心專利主要掌握在Kodak公司手中，聚合物OLED的核心專利主要掌握在CDT和Uniax公司手中，其它公司如果想從事OLED的生產，一般需要得到Kodak或CDT的專利授權。由於Kodak和CDT近兩年授權比較積極，世界上準備開發和生產OLED的公司正迅速增加。
在OLED的產業化上，日本和韓國則走在了前面。日本先鋒公司在1997年就率先推出了OLED車載顯示器，建立了世界上第一條OLED生產線。2001年日本Sony公司和韓國Samsung公司相繼推出13英寸和8.4英寸全彩色有源驅動OLED顯示屏樣品。
我國台灣地區的半導體產業和光碟產業非常發達，這給發展OLED提供了良好的硬體基礎和豐富的產業化經驗，所以儘管台灣在OLED的產業化方面起步比較晚，但發展十分迅速。台灣廠商非常看好OLED產業，在OLED的大規模生產工藝還沒有完全成熟的情況下，就紛紛投入巨額資金籌建生產線。目前計約12家以上單位投入研發和生產行列。
我國內地在研究上起步較早，但產業化動作則較緩。與台灣地區不同，最先覺察到這一未來熱點產業的不是公司，而是以清華大學、中科院、上海大學、吉林大學等為代表的一批科研單位。近年來，內地的OLED研究水平上升較快，並逐漸在世界上引起關注。
清華大學化學系主任邱勇博士和他的研究小組從1996年開始從事OLED的研究，在材料、顯示屏和驅動電路等方面建立起了完整的開發體系。目前，他們在單色小分子有機發光器件方面的工藝技術和在驅動技術上取得的成果，可與國外同類先進水平相媲美，其中主要的技術包括ITO基片清洗工藝、三層隔離柱製備技術、有機半導體薄膜製備技術，以及新型無源恆流驅動電路等。他們同時還與北京維信諾科技有限公司合作，開發出國內第一款全彩色有機發光顯示器。
總體上來講，有機發光顯示技術已經日漸成熟，國際上，有機發光顯示器正處於大規模產業化、商品化的前夜。
工作原理
OLED的工作原理十分簡單，有機材料ITO透明電極和金屬電極分別作為器件的陽極和陰極，在一定電壓的驅動下，電子和空穴分別從陰極和陽極注入到電子和空穴傳輸層，電子和空穴相遇形成激子，使發光分子激發而發出可見光。根據使用的有機材料不同，OLED又分為高分子OLED和小分子OLED，二者的差異主要表現在器件製備工藝上：小分子器件主要採用真空熱蒸發工藝；高分子器件則採用旋轉塗覆或噴塗印刷工藝。
OLED的基本結構
OLED的基本結構特點
有機發光顯示器之所以能受到人們的青睞，是因為其與以CRT為代表的第一代顯示器和以LCD為代表的第二代顯示器相比，有著如下突出的技術特點：
1.薄膜化的全固態器件，無真空腔，無液態成份；
2. 高亮度，可達300 cd/m2以上；
3.寬視角，上下、左右的視角寬度超高170度；
4.快回響特性，回響速度為微秒級，是液晶顯示器回響速度的1000倍；
5.易於實現全彩色；
6.直流驅動，10V以下，用電池即可驅動；
7.低功耗；
8.工藝比較簡單，低成本；
9.解析度；
10.度特性，在-40℃~70℃範圍內都可正常工作。
因此，有機發光顯示器一旦實現商品化，必將成為現有各種顯示器強有力的競爭者。
前景
根據國際權威顯示市場研究機構Stanford Resource的估計，1999年OLED全球銷售額達300萬美元，2002年將大幅增長到2億美元，2005年時則可達到7.14億美元，未來可望與STN-LCD及TFT-LCD技術抗衡。另一家顯示技術評估機構Display Search也預估，OLED在2003年無源矩陣顯示器市場量將達4，000萬片，其中主要套用產品以行動電話為主，其次為遊戲機。2005年市場需求量將達1.2億片，主要套用範圍仍為行動電話。而有源矩陣顯示器在2003年需求將達1，400萬片，2005年可望增長至5，000萬片，未來有源矩陣顯示器將呈現倍數增長。
套用
1997～2001年：OLED的啟動階段。在這個階段里，有機發光顯示器開始走出實驗室，主要套用在汽車音響面板、PDA和手機上，但產量非常有限，產品規格也很少，均為無源驅動、單色或區域彩色，很大程度上帶有試驗和試銷的性質。2001年OLED全球銷售額僅約1.5億美元。
2002～2005年：OLED的成長階段。在這個階段里，人們將能廣泛接觸到帶有OLED的產品，包括車載顯示器、PDA、手機、DVD、數位相機、數碼攝像機、頭盔用微顯示器和家電產品等。產品正式走入市場，主要是進入傳統LCD、VFD等顯示器領域，仍以無源驅動、單色或多色顯示、10英寸以下面板為主，但有源驅動的、全彩色和10英寸以上面板也開始投入使用。估計到2005年，OLED手機用顯示器可達1.1億片以上，占手機市場的12%，用於PDA的OLED顯示器可達1200萬片，占PDA市場的19%，OLED全球銷售金額將達到7.14億美元。
2005年以後：OLED的成熟階段。隨著OLED產業化技術的日漸成熟，OLED將全面出擊顯示器市場並拓展屬於自己的套用領域，OLED的各項技術優勢將得到充分發掘和發揮。
初步估計，除傳統顯示領域外，OLED將在以下四個套用領域大顯伸手：
3G通信終端
3G通信與目前的2G通信相比，最突出的變化就是傳輸速率的提高，由傳輸簡單語音和簡單圖形數據轉變為傳輸高質量語音數據和多媒體數據，與之相適應的通信終端顯示器也必須從單色顯示轉變為全彩色顯示，從靜態圖形顯示轉變為動態圖像顯示。目前可以滿足要求並可能被採用的顯示技術就是TFT-LCD和OLED。而使用OLED的手機則可以在太陽光下、寒冷環境下實現正常工作，無視角限制、播放動態圖像無拖尾現象、色彩柔和、耗電量和成本都較低。所以有理由相信，一旦技術成熟、產量規模比較大之後，OLED必將成為3G通信終端顯示器的主流。
壁掛電視和桌面電腦顯示器
OLED具有高回響速度、高亮度、寬視角及高對比度的特性，故非常適合用作顯示器。更重要的是，OLED非常薄，比液晶顯示器還要薄，所以將來的OLED電視可以掛在牆上，不再占用室內空間。對於桌面電腦，現在的趨勢是主機可以做得越來越小，而顯示器尺寸卻要求越來越大，顯示效果非常好的CRT顯示器愈發顯得笨重和不美觀。因此顯示效果與CRT顯示器差不多的OLED顯示器，憑藉超薄的自身優勢，必將成為桌面電腦顯示器的有力競爭者。
軍事和特殊用途
OLED為全固態器件，無真空腔，無液態成份，所以不怕震動，使用方便。加上高分辨、視角寬和工作溫度範圍寬等特點，必然得到軍事界的密切關注和廣泛套用。2000年7月18日和2001年9月18日，eMagin公司先後兩次得到美國空軍總計2000萬美元的開發資助，用於開發高亮度OLED微顯示器和F-15E戰鬥機系統中的頭盔用全景夜視鏡。除軍事用途外，在其它顯示器件無法使用的惡劣環境，如高寒或強烈震動環境中，OLED仍可以一展身手。
柔軟顯示器
這是在目前所有已經套用的和正在開發的顯示器中OLED的“專利”。如果OLED是基於塑膠基片（或其它柔軟材料基底）上的，則厚度只有一毫米左右，加上沒有真空腔和液態成份，就將成為真正的柔軟顯示器（Flexible OLED，FOLED）。這種顯示器的實用化，可以稱得上顯示器的一場革命，大大拓展顯示器的套用領域，改變人們對顯示器的傳統觀念。FOLED可以用於服裝裝飾、工藝品、標牌和顯示器，用來製作可捲曲攜帶和具有無線數據傳輸功能的電子報紙。可捲曲攜帶的電視等奇妙的顯示器已不再是夢想。
總之，集眾多優點於一身的有機發光顯示器前途無量，必將成為未來重要的顯示工具，在人們的生活中發揮越來越重要的作用。
