OLED顯示技術(shù)的新突破

OLED技術(shù)的推陳出新一直沒有停止過，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(jù)稱結(jié)合了TMA解決方案的小型被動(dòng)式數(shù)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(jié)合一種昂貴的薄膜晶體管(TFT)才能實(shí)現(xiàn)。被動(dòng)式矩陣(PM)顯示器是由更便宜的外部芯片所驅(qū)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(qū)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素?cái)?shù)的功率消耗并增強(qiáng)面板的壽命。

透過TMA技術(shù)，生產(chǎn)商提供了一種極具競(jìng)爭(zhēng)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，來增加亮度或提高分辨率。此外，TMA也可以運(yùn)用被動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)器的尋址功能來擴(kuò)大面板尺寸的范圍。TMA驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)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(jī)致電發(fā)光二極管(OLED)顯示設(shè)備。

這款新的OLED“電子紙”長(zhǎng)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(jié)合新的生產(chǎn)工藝a-Si，整體穩(wěn)定性大為提高。

LG.Philips LCD是與美國(guó)環(huán)宇顯示技術(shù)公司(UDC)合作開發(fā)這種新型顯示設(shè)備的，而后者握有磷光OLED技術(shù)的原始專利權(quán)。

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(shè)備，后又推出了其彩色版本。全彩色可變形AM OLED顯示設(shè)備。

2007年，顯示技術(shù)又有新突破：索尼公司開發(fā)出了其自稱為業(yè)界首款采用可折疊塑料底層的全彩色有源矩陣有機(jī)LED顯示器，并在國(guó)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(yàn)室開發(fā)過程中，索尼的工程師先是開發(fā)了一個(gè)在玻璃底層上構(gòu)建有機(jī)薄膜晶體管背板的制程，然后在現(xiàn)實(shí)中將同樣的結(jié)構(gòu)復(fù)制到塑料薄膜上。該制程的溫度不到180℃。索尼采用了C22H14并五苯材料來構(gòu)建活動(dòng)性為  0.1cm2/Vs的有機(jī)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(jí)，以便實(shí)現(xiàn)全1680萬色的彩色效果。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(lán)色）都由一個(gè)雙晶體管單電容器PMOS電壓編程電路來驅(qū)動(dòng)，幀率為60Hz，信號(hào)電壓12V。

索尼在這種OLED顯示器上采用了頂部發(fā)光結(jié)構(gòu)，即將驅(qū)動(dòng)晶體管置于底部，從最頂?shù)腛LED層發(fā)光。這種顯示器包括了電極層、有機(jī)TFT層、OLED層和陰極層，各層之間由有機(jī)絕緣體隔開。據(jù)稱這種結(jié)構(gòu)可以讓工程師在制作有機(jī)TFT層之前制作電極層，而不會(huì)損壞半導(dǎo)體層。

柔性O(shè)LED顯示技術(shù)

柔性O(shè)LED顯示一直是顯示技術(shù)領(lǐng)域的最熱門的研究課題之一。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(yīng)速度快、視角寬，由有機(jī)材料制備，彎曲能力強(qiáng)等。因此對(duì)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(yīng)用。

柔性顯示需要解決的主要問題是電極層以及有機(jī)層的附著性能、基板的氣密性、封裝和驅(qū)動(dòng)技術(shù)。目前，已有CDT、UDC、Samsung、Pioneer、SONY和我國(guó)清華大學(xué)等試制了高分子和小分子OLED軟屏樣品，有源驅(qū)動(dòng)技術(shù)和薄膜封裝技術(shù)的應(yīng)用也極大地豐富了柔性顯示的色彩和延長(zhǎng)了OLED的壽命。在2007SID展會(huì)上，SONY公司首次推出了TFT驅(qū)動(dòng)的2.5英寸柔性O(shè)LED樣品，實(shí)現(xiàn)了約1670萬色的全彩顯示，像素尺寸為318μm見方，精細(xì)度為80ppi，實(shí)現(xiàn)了最高的精細(xì)度。

由于OLED對(duì)于水、氧非常敏感，如何避免這兩種氣氛對(duì)器件的影響是柔性O(shè)LED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(tǒng)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(duì)器件的影響是柔性O(shè)LED發(fā)展的主要課題。Vitex公司利用聚合物無機(jī)材料交替復(fù)合薄膜(PML)阻隔水氧，其開發(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(jì)算，利用這種技術(shù)封裝的器件，在1000cd/m2的起始亮度下，最長(zhǎng)壽命可超過5000小時(shí)。不過現(xiàn)階段由于OLED軟屏的封裝技術(shù)還遠(yuǎn)未成熟，因此柔性O(shè)LED顯示技術(shù)還處于基礎(chǔ)研究階段。

我國(guó)內(nèi)地的研發(fā)單位和企業(yè)敏銳地捕捉到了這次機(jī)會(huì)，投入了大量的人力、物力和財(cái)力，取得了很好的研究成果。目前我國(guó)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)開發(fā)出非摻雜體系的紅色熒光主體材料，色坐標(biāo)為(0.65,0.35)，初始亮度1000cd/m2下壽命超過1.5萬小時(shí)；吉林大學(xué)率先開展了三線態(tài)磷光材料的性能研究；中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所設(shè)計(jì)合成的綠光、紅光和藍(lán)光銥配合物的磷光材料，發(fā)光效率分別達(dá)到了57.9cd/A(57.4lm/W)、50.0cd/A(45.2lm/W)和16.2cd/A(14.0lm/W)，達(dá)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(zhǎng)春光機(jī)物理所與維信諾公司合作開發(fā)了a-Si OLED的320×240點(diǎn)陣彩屏；南開大學(xué)采用金屬誘導(dǎo)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；南開大學(xué)與香港科技大學(xué)合作開發(fā)了金屬誘導(dǎo)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的開發(fā)。

產(chǎn)業(yè)方面，目前維信諾公司在昆山建設(shè)的國(guó)內(nèi)第一條PMOLED生產(chǎn)線，基板尺寸為370mm×470mm；信利半導(dǎo)體開發(fā)出可在短時(shí)間內(nèi)測(cè)試OLED壽命、判斷生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性的OLED壽命測(cè)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(xiàn)了OLED屏及模塊的小量生產(chǎn)和銷售，開發(fā)了3.5英寸的全彩LTPS TFT-OLED，亮度達(dá)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)線設(shè)備的購(gòu)買合同，計(jì)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600萬片/年。

從技術(shù)上分析，OLED與液晶技術(shù)相比，具備面板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、厚度薄、對(duì)比度高、響應(yīng)速度快、溫度適應(yīng)范圍寬等特性。而液晶技術(shù)近期的進(jìn)步也正瞄準(zhǔn)了這些方面，縮小了技術(shù)差距。而從生產(chǎn)而言，OLED的有機(jī)發(fā)光材料一直存在壽命問題，特別是在彩色OLED面板中，RGB三色采用不同的有機(jī)發(fā)光材料，亮度衰減周期不同，這就會(huì)導(dǎo)致顯示屏在使用過程中發(fā)生色彩變化。此前，全彩OLED顯示元件的壽命基本在2萬多小時(shí)左右，只能使用在手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備上，而無法應(yīng)用于電視等主流平板顯示領(lǐng)域（通常認(rèn)為，電視屏幕應(yīng)該具備5萬小時(shí)的顯示壽命）。

OLED技術(shù)要如何應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)呢？愛普生、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(xù)自己在顯示性能上的領(lǐng)先地位，并迅速?gòu)浹a(bǔ)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(duì)于超薄顯示器的技術(shù)開發(fā)也有極為顯著進(jìn)步，隨著玻璃基板厚度的降低，目前最新的樣品厚度已經(jīng)可以達(dá)到1mm以內(nèi)。但如果OLED采用同樣的玻璃基板，厚度還能繼續(xù)降低，在這個(gè)指標(biāo)上會(huì)一直領(lǐng)先于液晶。

結(jié)語(yǔ)

技術(shù)進(jìn)展為OLED的未來鋪平了道路。2007年全球OLED產(chǎn)值接近8億美元，相較于2006年成長(zhǎng)率超過50%，是所有平板顯示設(shè)備中成長(zhǎng)最快的領(lǐng)域。隨著產(chǎn)品化的開始，未來幾年OLED營(yíng)收將會(huì)大幅成長(zhǎng)。在尺寸方面，2008年仍以11英寸產(chǎn)品為主，到了2011年OLED將擴(kuò)大到30英寸產(chǎn)品以上，主流產(chǎn)品仍是以11英寸，預(yù)估其銷量可望達(dá)到100萬臺(tái)以上、20英寸銷售量為89萬臺(tái)、32英寸TV則是5萬臺(tái)左右。由于投資龐大而且周期很長(zhǎng)，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，無論索尼還是愛普生，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(yùn)會(huì)開幕式上的OLED令人為之驚艷。相信從現(xiàn)在開始，會(huì)越來越多地在身邊看到OLED的身影。我們期待著這種纖薄、亮麗，甚至可以彎曲的顯示設(shè)備讓明天的世界更加絢爛多彩。