有机电致发光产品的研发现状

摘要:有机电致发光器件(OLED)具有驱动电压低、主动发光等优势，在平板显示领域引起了广泛的关注。本文介绍了近年来有机电致发光产品的研发状况，并展望了OLED的商业前景。关键词:OLED；PLED；平板显示随着信息时代的来临，新型显示器件的研制越来越引起人们的重视，特别是各类平板显示器件(FPD)以其体积小、重量轻、能耗低、屏幕大等特点，引发了一股强劲的平板显示器件研制热潮。

作为新一代平板显示器件，有机电致发光器件(OLED)在手机、PDA、数码相机、车载显示、笔记本电脑、壁挂电视以及军事领域都具有广阔的应用前景，是一种将来替代液晶显示器(LCD)的新型平板显示器件。正因如此，OLED是近几年来新材料及显示技术领域研究、开发的一大热点，其产业化势头十分迅猛。目前，国内外对OLED的研究主要集中在发光材料的研究、器件的制作和产品开发上。本文介绍了OLED产品的开发情况，并展望了OLED的商业前景。

OLED的分类OLED可按发光材料分为两种：小分子OLED和高分子OLED(也可称为PLED)。小分子OLED和高分子OLED的差异主要表现在器件的制备工艺不同：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。小分子材料厂商主要有：EastmanKodak、出光兴产、东洋INK制造、三菱化学等；高分子材料厂商主要有：CDT、Covion、DowChemical、住友化学等。目前国际上与OLED有关的专利已经超过1400份，其中最基本的专利有三项。小分子OLED的基本专利由美国Kodak公司拥有，高分子OLED的专利由英国的CDT(CambridgeDisplayTechnology)和美国的Uniax公司拥有。

OLED的驱动方式可分为有源驱动和无源驱动。无源驱动施加电压给相应的行和列，使电流流过选定的像素。它结构简单，价格较低，适用于低功耗、小屏幕的显示器件，例如字符显示。有源驱动OLED显示屏给每一个像素配备一个恒流源，这使得它能够满足视频图像所需的高分辨率和高信息量的要求，但价格较贵。

OLED产品开发概况目前在国外OLED产品中，投入小分子OLED产品的多为日商及中国台湾厂商；而投入高分子OLED产品的则以欧美厂商居多。据统计全球已有约85家厂商投入研发，其中60家以上厂商皆采用小分子OLED材料系统为主，只有25家左右厂商采用高分子OLED材料系统。

小分子OLED商品化进程较高分子OLED快，但以无源驱动为主。1996年Pioneer率先推出256×64单色产品，1997年IdemitsuKosan也发表第一个全彩320×240产品，之后Pioneer等厂商更相继发表多种单色、多彩产品。长期以来无源驱动小分子的领导厂商以Pioneer为首。

而在有源驱动小分子方面，则是以EastmanKodak为首。EastmanKodak目前掌握大部分小分子材料专利，同时通过与Sanyo的合作，应用TFT技术发表有源驱动小分子OLED产品，但在商品化进度上，有源驱动小分子仍明显落后于无源驱动小分子OLED的发展。

高分子OLED目前以研发有源驱动技术著称的CDT为首，其它投入厂商包括Seiko-Epson、Philips等都得到了CDT技术移让；而无源驱动高分子OLED则以Philips为主。由于过去高分子OLED制造工艺都采用旋转涂敷技术，为达到更加全彩化效果，CDT便与Seiko-Epson合作以喷墨技术制作。虽然1999年已有样品发表，但高分子OLED在材料的选择、发光组件寿命的控制以及OLED因膜厚凹凸不平、喷墨不易等方面，仍存在许多问题，无法获得有效解决。

由于喷墨技术需要约5至6道工序，容易产生滴墨和色彩混淆的情况，影响发光效率及寿命。所使用的喷墨头也可能在制造过程中发生堵塞，影响成品率。另外，高分子共轭架的长度不一，光谱较宽，不如小分子OLED精细，而且由于高分子所有工序都须在超净室中完成，因此在超净室及机器设备维修成本上会比小分子OLED高，因此要大量应用在下游产品上仍有许多困难。

但喷墨技术也有许多优点，如容易实现较大的屏幕面积、较高的分辨率，可采用电脑辅助设计，不需要光罩，不会浪费有机材料，制作过程少，减少了设备投资和空间的要求。因此，仍有很多公司从事该方面的研究。

下面是近年来国际上几个大公司在OLED产品研究、开发及产业化上取得的进展和它们的代表产品：2000年Philips和台湾Ritec等公司推出了用于手机显示的OLED显示器。

Motorola公司开始销售采用OLED显示屏的手机。

美国杜邦公司投资1500万美元给美国UNIAX公司组建高分子彩色发光6英寸试验线。

Philips公司投资5000万美元建立了14英寸试验线；西门子公司也在马来西亚建立了具有一定规模的试验线。

2001年Sony公司推出了电视使用的OLED显示器，屏幕为13英寸，像素数为800×600，显示色彩为1670万，每个像素由4个TFT驱动。

eMagin推出第一个全彩色小分子OLED微型显示器，分辨率达600×3×852，有16M种色彩。

东芝美国电子公司宣布第一个实现以聚合物为发光物的全彩色OLED原型，2.85英寸，26,000种色彩，64级灰度，采用LTPSTFT驱动。

2002年三星推出15英寸全彩OLEDPC及笔记本电脑样品，东芝松下显示科技公司研发出17英寸LTPSTFT驱动的OLED面板，分辨率可达XGA(1280×768)，先锋也扬言20英寸的全彩OLED面板已经就绪。

最近，柯达公司宣布将在中国市场推出世界上第一部采用OLED显示屏的易享系列LS633数码相机。该款相机拥有一2.2英寸OLED显示屏。

我国目前有40多所高校、研究所参与研究OLED，如吉林大学、上海大学、清华大学、华中科技大学、南开大学等；很多大企业集团公司，如国防军工领域的中国航天科工集团公司，民品领域的陕西彩虹、山西南风、上海广电电子等专业化集团公司都已积极投资参与了OLED的研制与开发。国内第一款全彩色OLED显示屏也由北京维信诺公司与清华大学合作日前研制成功，标志着我国在OLED显示技术上的水平已经进入国际先进行列。

市场分析及预测目前各家厂商对OLED的应用开发以单色及多色的显示器为主，主要的目标在手机、掌上型电玩、音响面板与PDA等市场。未来将朝向两个方向发展：一为以文字与数字显示为主，抢攻低端显示器市场，包括手机与音响面板市场等；另一方向为小型全彩显示器，主要应用市场为数码相机、摄影机与可视电话等应用产品，然后尝试进入大尺寸全彩显示器市场，主攻笔记本电脑、监视器与TV等产品。目前各厂商推出的OLED显示器绝大多数仍是雏形机，未来实现商品化仍有很大的改善空间。[!--empirenews.page--]

据台湾工研院预测，随着全彩显示器的技术改进，从2~4英寸的显示器切入市场，预估市场量将从1999年的10万片增加到2005年的700万片，2~4英寸显示器将成为全彩显示器最大的应用市场。到2005年，可能可以生产出大尺寸的壁挂式彩电和可卷曲的彩电。采用OLED的电子书籍和报纸等新型便携式装置也会在不久的将来出现。

另据StanfordResources预测，OLED市场2005年将达到7000万美元，而到2007年时将达到7亿美元，若技术能有更重大突破，未来的成长将更为可观。DisplaySearch也预计，OLED在2003年无源驱动显示器市场量将达4,000万片，其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。而有源驱动显示器在2005年可望增长至5,000万片，每年呈倍数增长。

总之，OLED作为LCD的竞争者和可能的替代者，它的出现和发展，为人们发展面向移动通信产品、车载和机载产品、甚至计算机和电视机的平板显示器提供了一个难得的机会。