淺談OLED顯示技術及其應用

徐海燕

南京中電熊貓液晶顯示科技有限公司

淺談OLED顯示技術及其應用

徐海燕

南京中電熊貓液晶顯示科技有限公司

OLED是一種利用多層有機薄膜結構產生電致發光的器件，它很容易制作，而且只需要低的驅動電壓，這些主要的特征使得OLED在滿足平面顯示器的應用上顯得非常突出。OLED顯示屏比LCD更輕薄、亮度高、功耗低、響應快、清晰度高、柔性好、發光效率高，能滿足消費者對顯示技術的新需求。全球越來越多的顯示器廠家紛紛投入研發，大大的推動了OLED的產業化進程。基于此，文章就OLED顯示技術及其應用進行分析。

OLED；顯示技術；應用

1 、OLED的發光原理和彩色化方法

OLED器件的基本結構是在ITO陽極與金屬陰極之間夾一層有機發光層，形成像三明治一樣的夾心結構。當在OLED器件兩端加上正向電壓后，由陰極注入的電子和陽極注入的空穴將在有機發光層中產生復合，同時釋放出能量，并將能量轉移給有機發光材料的分子，后者受到激發產生發光。

全彩化顯示應用是未來OLED技術的主要發展趨勢，OLED要獲得全彩主要以下有三種方法。一是采用紅、綠、藍三種有機發光材料制成三基色子像素，利用混色原理獲得彩色顯示。二是把藍光OLED發出的光利用熒光材料吸收后再轉換發出紅、綠、藍三基色光獲得全彩。三是沿用LCD全彩化的方法，只利用白光OLED發光，再使用彩色濾光片獲得三基色。

2 、OLED顯示技術應用

相較于傳統顯示技術，OLED有很多優勢，其厚度可以小于1mm，僅為LCD屏幕的1/3，并且重量也更輕；它的液態結構保證了抗震耐摔；OLED的廣視角使其在超大視角范圍內觀看，畫面也不失真；它的響應速度僅為LCD的1/1000；它耐低溫，在-40°左右的低溫中能夠照常顯示；發光效率高，能耗低，環保；柔性可彎曲，同時畫面顯示更清晰。

根據發光材料的不同，OLED器件可以分為有機小分子電致發光器件(SMOLED)和有機高分子電致發光器件(POLED)兩大類。小分子材料主要采用真空熱蒸發工藝，其供應商以日系廠商為主；高分子材料由于不耐高溫，因此主要采用旋轉涂覆或噴涂印刷工藝，其供應商以歐美廠商為主。目前小分子材料發展較早，其技術已經達到商業化生產水平。高分子材料由于可以采用旋涂、噴墨印刷等方法成膜，從而可能會大大降低顯示器件生產成本，但目前該技術尚不成熟，POLED產品的彩色化上仍有困難。

基于性能上的眾多明顯優勢，OLED顯示屏比LCD的應用范圍更廣，可拓展到商業領域、消費電子領域、交通領域、工業控制領域、醫用領域等幾大板塊，而且隨著人們對OLED的不斷研究，在單個領域的應用也將不斷深入。

商業領域里，OLED中小尺寸屏主要可以作為POS機、ATM機、復印機、自動售貨機、游戲機、公用電話、加油站、打卡機、門禁系統、加油站等終端應用設備的顯示屏，它們輕薄、可彎曲、抗震耐摔的特性使其既美觀大方又結實耐用。大尺寸屏可作為大型會議室的商務宣傳屏，也可用做機場、車站等公告場所的廣告投放屏，高亮度、廣視角使得色彩更鮮艷，畫面視覺效果更強。

消費電子領域，OLED中小尺寸屏幕主要用作掌上游戲機、數碼相機、攝像機、音響設備、便攜式DVD、計算機、手機、電子書、PC、筆記本電腦等，大尺寸屏幕主要用作高清有機電視屏幕。

交通領域，OLED顯示屏主要用作飛機、輪船儀表、可視電話、GPS、車載顯示屏等，這些應用中一般中小尺寸屏幕居多。

工業控制領域，隨著智能制造時代的到來，在工業制造領域，對顯示屏幕的需求越來越多，這方面的需求未來也將成為OLED中小尺寸顯示屏的重要應用方向之一。

醫用領域，現代醫學診斷影像，手術屏幕實時監控等都離不開顯示屏幕，一般也以中小尺寸屏幕居多。

3 、OLED的未來技術發展趨勢

目前，國內外企業都在對OLED技術發展難度進一步攻關，相信未來這些難點將會取得突破，基于當代全球OLED技術發展情況，前瞻產業研究院發布的《2016-2021年中國OLED產業市場預測與投資前景分析報告》認為，未來OLED技術發展趨勢如下。

3.1 真正能發揮OLED技術優勢，仍以AMOLED應用為

主PMOLED在其元件的結構組成方面，較AMOLED更為簡單，具備大量生產壓低成本的制造優勢，也是OLED用于顯示應用最早量產的產品形態。PMOLED適用于移動電話的顯示屏幕應用，在訊息顯示量不高的小型面板應用尤其適合，量產成本也相對低許多。但在主應用產品越趨轉向高彩、大尺寸、快速顯示的應用方向時，PMOLED在技術條件明顯無法應付新需求。但真正能發揮OLED技術優勢，仍是AMOLED應用為主，尤其用于顯示器應用領域，目前已有Sony、Nippon Seiki、Samsung SDI、Pioneer、LGD is play、奇晶光電、(CMEL)等顯示器大廠投入研發、生產。

3.2 可撓式AMOLED得以應用

AMOLED由于結構具備可撓特性，因此也具備導入e-ink電子紙應用的條件，例如，Sony就開發出采用AMOLED構造的可撓式顯示器(Flexible Plastic Substrate)，其制法是將AMOLED結構制作于塑料薄膜上，克服以往AMOLED需高溫制程可能會造成塑料基底的變形問題。在Sony的制法中，可撓式的OLED面板制程可全程控制在180℃以下。

針對可撓性OLED的原型開發，亞利桑那州立大學(Arizona State University；ASU)也開發出4寸大小的AMOLED顯示器，目前已具備QVGA顯示分辨率。由ASU發展的可撓設計原型使用杜邦Teijin熱穩定聚乙烯萘二甲酸乙二醇酯(PEN)材料，與Sony同樣以低于180℃制程制作，整合于非晶矽TFT背板。

3.3 發展節能光源OLED成為全球趨勢

OLED的材質特性，不只是讓顯示器廠商為之驚艷，OLED具備的自發光特性，也讓燈具、光源制造商感興趣，如飛利浦、歐斯朗等燈具大廠嘗試投入相關研發。

[1]王鈞，梁景雙.LED與OLED顯示技術說明和應用分析[J].科技與企業，2014，08：361-362.