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(收藏):OLED的技术发展历程及产业状况

光电与显示  · 公众号  · 硬件  · 2017-05-24 18:51

正文

OLED概论
         资讯时代来临,显示器在人类视觉感官与电子机械所扮演的介面功能越来越重要, 传统的CRT显示技术已无法满足市场需求
  轻薄省电,高画质的平面显示器将成为未来显示器的市场主流,而其中PLED,OLED被视为FDP未来的明星产品.
  1963年-Pope等人在10~20mm厚的晶体二端通电,观察到发光现象,但其驱动电压却必须高达100V以上才能发出微弱
  的蓝光.
  1987年-Kodak实验室Tang先生利用真空蒸镀法技术,做出多层结构,在低于10V的电压驱动下大幅提昇发光效率,自此有机发光二极体的研究,发展也随着其发光亮度大放光明.
  ☆ EL(电激发光) 显示器是指施加电流在可发光物质上以达到发光效果的显示器, 其发光塬理和发光二极体(LED)的发光塬理相似.

 OLED产品技术路线图(Roadmap of OLED production)
  有机电致发光的英文名称为Organic Electro luminescence,做成器件后在欧美称为有机发光二极管(Organic Light Emitting Display,OLED),在日、韩被称为有机电致发光显示器(OELD)是一种在电场驱动下,通过载流子注入和复合导致有机材料发光的显示器件。与其他平板显示器相比,OLED具有成本低、全固态、主动发光、亮度高、对比度高、视角宽、响应速度快、厚度薄、低电压直流驱动、功耗低、工作温度范围宽、可实现软屏显示等特点,被称为“梦幻显示器”。
  一、OLED概述
  1、与其它平板显示器的比较优势
  首先,OLED视野角度宽、轻薄、便于携带。作为自发光器件,OLED的视角上下、左右一般可以达到160度以上,没有视角范围限制。因为OLED是薄膜层叠结构,包括封装在内总厚度仅为2毫米左右,因此可以说是世界上最轻便的显示器。
  图1 平板显示器性能对比图
 

  资料来源:Universal Display
  其次,它亮度、对比度高、色彩丰富、响应速度快。与LCD相比,OLED的亮度和色彩具有明显的优势。OLED显示器件单个像素的响应速度在1O微秒左右,而LCD显示器的响应速度通常是几千至几万微秒,两者相差悬殊。因此,0LED显示器更适合于显示各种活动图像,如用于便携电视和游戏机等领域。
  更加独特的是,OLED产品可实现软屏。OLED的生产更近似于精细化工产品,因此可以在塑料、树脂等不同的材料上生产。如果将有机层蒸镀或涂布在塑料基衬上,就可以实现软屏。一旦该技术成熟并加以应用,将彻底改变目前很多电器的外观形态,使得令人神往的可折叠电视、电脑的制造成为可能。
  OLED还有工作温度范围宽、低压驱动、工艺简单、成本低等优点。OLED的工作温度在-40℃~70℃之间,因此可以运用在很多具有特殊要求的工作场合。同时,OLED的驱动电压仅需2V~l0V,而且安全、噪声低,容易实现低功率。与LCD工艺相比,其量产成本比LCD至少低20%。
  在制造上,由于采用有机材料,可以通过有机合成方法获得,与无机材料相比较,不仅不耗费自然资源,而且还可以通过合成新的更好性能的有机材料,使OLED的性能不断地向前发展。
  OLED技术发展至今仅二十多年,可以说还不成熟,其显示器件尚存在一些缺点,目前最突出的缺陷是其使用寿命较短,一般为5000小时左右。这样的使用寿命比较适合应用在像手机、MP3、数码相机、车载DVD等生命周期较短或不经常使用的显示设备上。但如果应用在电视机上却是不够的。电视机要求显示屏的寿命最少为1.5万小时。这使得OLED想全面取代LCD尚需要一段时间。
  表1 OLED与其它平板、CRT显示器的性能对比
 

 


  2、技术分类
  OLED按发光材料可分两种:小分子OLED和高分子OLED(也可称为PLED),小分子OLED器件制备采用蒸镀工艺,PLED则采用旋转涂覆活喷涂印刷工艺;按驱动方式不同可分为被动矩阵驱动OLED(Passive Matrix OLED,PM OLED)及主动矩阵驱动OLED(Active Matrix OLED,AM OLED)。色彩上,OLED分为单色、区彩和全彩,并且随着技术的进步OLED的色彩也越来越丰富,目前已开发出1600万色产品;按基板材料,OLED的衬底材料可分为玻璃、塑料以及金属薄膜等,塑料和金属薄膜主要用于制造柔性OLED;按应用来分,OLED主要用于显示,随着白光OLED技术的突破,其应用范围也可以拓展到背光和照明上。
  图2 OLED技术分类图
 

  资料来源:RiTdisplay
  二、OLED发展历程

   1.发展历史  

[1]1936年,Destriau将有机荧光化合物分散在聚合物中制成薄膜,得到最早的电致发光器件。  
[2] 20 世纪50年代,A.Bernanose等人在蒽单晶片的两侧加上400V的直流电压观测到发光现象,单晶厚10µm~20µm  
[3] 1963年M. Pope等人也获得了蒽单晶的电致发光  
[4] 70年代宾夕法尼亚大学的Heeger探索了合成金属  
[5] 1987年Kodak公司的邓青云首次研制出具有实用价值的低驱动电压(<10V,>1000cd/m2)有机EL器件(Alq作为发光  层)。  
[6] 1990年,Burroughes及其合作者研究成功第一个高分子EL(PLED)(PPV作为发光层)

  2.器件分类  ïOLED有以下两种分类方法:  
第一,按照组件所使用的载流子传输层和发光层有机薄膜材料的不同,OLED可区分为小分子基OLED和高分子基OLED(PLED)两种不同的技术类型  
第二,与LCD类似,目前OLED显示屏的驱动方式也分为无源(被动矩阵)与有源(主动矩阵)两种驱动方式。无源OLED类似液晶显示中的TN/STN的驱动方式。有源OLED类似于TFT-LCD的显示驱动方式。

  四种不同的器件结构 
单层结构 双层结构(SH-A)双层结构(SH-B)三层结构(DH)阴极阴极 阴极 ETL阴极 EML ETL EML EML HTL EML HTL ITO ITO ITO ITO  玻璃衬底 玻璃衬底 玻璃衬底 玻璃衬底
  (1) 注入层
ï 理想阴极是以低功函数金属作为注入层,以具有较高功函数的稳定金属(Mg/Ag,Li/Al)作为钝化层。
ï 阳极是由透明或半透明导体制成的。ITO玻璃表面电阻很容易在80Ω/ 以下。理想的OLED需要表面粗糙度小的高质量玻璃基片。
 


 


 


 


 


 


   1、技术发展历程
  有机电致发光现象及相应得研究早在20世纪60年代就开始了。1963年,美国New York大学的Pope等发表了世界上第一篇有关OLED的文献,使用400V的直流电通过蒽晶体时,观察到发光的现象。
  1982年,Vincett等用真空蒸镀法制成了50nm厚的蒽薄膜,进一步将电压降至30V就观察到了蓝色荧光,但其外量子效率只有0.03%左右,这主要是电子的注入效率太低以及蒽的成膜性不好而存在的易击穿的缺点。
  1983年,Partridge等发表了聚合物电致发光的文章,但是由于得到的亮度低,他的工作并未引起广泛的重视。总之,在60-80年代中期,有机电致发光徘徊在高驱动电压、低亮度、低效率的水平上,因此OLED的研究工作未引起重视。
  一直到1987年美国柯达公司的C.W.Tang 及Steve Van Slyke等人发明以真空蒸镀法制成多层式结构的OLED组件后,大幅提高了组件的性能,其低操作电压与高亮度的商业应用潜力吸引了全球的目光。该研究采用超薄膜技术及空穴传输效果更好的TPD作传输层,使有机电致发光获得了历史性突破。经过一系列措施,其发光亮度在10V的直流电压下可达1000cd/m2,效率达1.5 lm/W。
  1990年,英国剑桥大学的Burroughes、Friend等人发现导电高分子材料PPV具有良好的电致发光性能,并成功的开发出以涂布方式将高分子材料应用在OLED上,制成聚合物OLED器件,即Polymer LED,亦称为PLED。由于聚合物材料的热稳定性、柔韧性和机械加工性能都比有机小分子材料优越,并且器件的制作工艺更加简单,因而聚合物正逐渐成为有机EL领域新的研究热点。
  1992年Heeger等第一次发明了用塑料作为衬底制备可变性的柔性显示器,将有机电致发光显示器最为迷人的一面展现在人们的面前。他们采用聚苯胺(PANI)或聚苯胺类的混合物作为导电材料,通过溶液旋涂得方法在柔性透明衬底材料聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)上形成导电膜,并以此作为发光器件的电极制备高分子柔性显示器件。
  1997年,Forrest等发现磷光电致发光现象,突破了有机电子发光量子效率低于25%的限制,使有机平板显示器件的研究进入一个新时期。
  2、产品发展历程
  在产品开发层面,OLED真正的实用开发研究源于1987年美国的伊斯曼柯达公司的基本专利发表之后,日本东北先锋率先在1997年把分辨率为256*64的被动式面板作为汽车音响面板推向市场,最早实现了OLED的商品化。随后掀起了各国厂商陆续投入开发与量产OLED的热潮,其显示方式也逐渐从单色面板、区彩面板至全彩面板扩大,而其驱动方式亦从被动矩阵式发展至主动矩阵式。1999年10月,美国柯达公司与日本三洋公司合作,采用低温多晶硅薄膜晶体管驱动制作出2.4英寸全彩色有机EL显示器件,仅有一个硬币那么厚;
  2000年摩托罗拉是首先把OLED显示器用在手机上,并实现商品化;
  2001年2月日本索尼公司推出13英寸、分辨率为800×600的主动式OLED显示器原型;
  2001年4月eMagin公司针对移动电话推出了真彩色有机EL微型显示屏。其分辨率为800×600,也可以在16:9的宽屏幕模式下显示852×480分辨率的图象,能够显示超过166万种颜色;
  2002年,东芝在SID2002上发布了采用聚合物发光层所作的17.1英寸全色OLED显示器,让OLED面板尺寸得到突破;
  2002年10月,SK宣布生产出15英寸主动式OLED显示器,性能可与商品化TFT-LCD电视机媲美;
  2004年5月,精工爱普生使用喷墨打印技术制备了当时世界上第一个大尺寸(40英寸)全彩高分子OLED原型机,显示屏厚度仅为2.1mm,并在2004年下半年的SID04上展出;
  2004年9月,索尼在市场上推出了少量搭配3.8英寸AMOLED面板的PDA,其高超的技术、精美的制作、绚丽的色彩画面引起了广泛的关注;
  2005年5月,三星首次公开发表了其开发的40英寸有机EL面板的技术内容,由于采取了新的封装技术,其面板厚度仅为1mm,且在亮度为1000cd/m2的亮度下,寿命可维持1万个小时。
  目前,OLED领域的研究早已不限于学术界,几乎所有国际著名的电子公司及化学公司都投入巨大的人力与资金进入这一研究领域,呈现研究、开发与产业化齐头并进的局面。在国家层面,各国对OLED的研究都非常重视,如美国的政府机构DARPA组织了塑基全色发光大屏幕显示器(军用目的)的重大项目;欧共体早已成立了相关专业组织EuroLED,协作分工,联合开发有机物/高分子电致发光材料与器件。
  三、OLED现状与趋势
  1、OLED两大技术阵营形成
  材料是OLED技术发展的关键,根据使用有机功能材料的不同,OLED可以分为两种不同的技术类型:一是以有机染料和颜料等为发光材料的小分子基OLED(Small Molecular Organic Lisht Emitting Diode,简称SMOLED);另一是以共轭高分子为发光材料的高分子基OLED(Polymer Organic Light Emitting Diode,简称PLED)。目前OLED以这两种材料为主要特征,分为两大技术阵营:
  1)、小分子OLED阵营
  美国伊斯曼柯达公司是小分子OLED阵营的领导厂商,掌握了大部分OLED材料和器件设计的核心技术,拥有300多项专利,迄今为止有近20家公司得到了伊斯曼柯达公司的专利授权,见表4。
  从地域上看,伊斯曼柯达公司的专利许可对象开始以日本厂商为主,之后伊斯曼柯达公司逐步将其许可范围转向中国台湾省和香港的厂商,包括台湾的铼宝、东元激光、光磊、联宗光电以及香港的Truly International与精电国际等。Eastern Kodak公司并没有把欧洲和美国的厂商作为重点合作对象,直到2001年Eastern Kodak公司才首次将其专利授权给欧洲的厂商(英国Opsys Ltd.),而得到Eastern Kodak公司专利许可的美国公司也寥寥可数。这些得到Eastern Kodak公司OLED专利许可的亚洲厂商大多具有LCD产业背景,如三洋、三星等,因而在产品开发和市场渠道方面具有相当的优势。Eastern Kodak公司选择这些厂商作为专利许可对象,很好地促进了小分子OLED技术的商品化。
  目前小分子OLED比高分子OLED的技术和工艺都更加成熟,并已进入市场化阶段。因而市场上的OLED绝大多数是小分子、中小尺寸的产品,主要用于MP3、手机、车载设备、仪器仪表上。
  表2 小分子OLED基础专利许可情况
 

 


  2)、高分子OLED阵营
  英国剑桥大学利用分子聚合物作为OLED发光材料开发出高分子OLED技术(POLED),由于颇具发展潜力,于1992年另成立CDT(Cambridge Display Technology)公司,高分子OLED的基础专利主要由该公司和杜邦公司所有。
  由于小分子OLED技术已经占领了相当一部分市场,而CDT公司自身也缺乏配套资金、利用专利技术能力,为推动高分子OLED技术产业化的步伐,CDT公司始终以非常积极的态度进行专利许可。自从1996年首次将其专利授权给荷兰飞利浦公司以来,CDT公司先后在全球对Uniax、飞利浦、翰立光电等十余家厂商提供专利许可。表3是CDT公司所提供专利许可的厂商,从中显示出高分子阵营主要以欧美厂商为主,而高分子阵营拥有的日本及中国台湾厂商数量远少于小分子阵营。
  值得注意的是,为了加速高分子OLED产品商业化生产的进程并降低制造成本,CDT公司在积极寻找合作伙伴的同时也注意到了挑选供应链上不同类型的厂商进行专利许可,从表3可以看出,其许可对象不仅包括OLED面板与器件制造商,还包括了一些OLED材料供应商,如美国的道化工以及日本的住友化工都是世界著名的化学材料公司,通过这种合作,CDT公司加强了与OLED供应链上游厂商的联系。推动了高分子OLED技术的发展,从而增强了高分子OLED在显示市场上的竞争能力。
  表3 高分子OLED基础专利许可情况
 

 


  1  翰立光电(Delta Electronics Inc. )  中国台湾  面板与器件制造商
  2  杜邦显示(Dupont Displays)  美国  面板与器件制造商
  3  大日本印刷(Dai Nippon Printing)  日本  面板与器件制造商
  4  Eastgate Technology  新加坡  面板与器件制造商
  5  MicroEmissive Display Ltd.  英国  面板与器件制造商
  6  欧司朗光电半导体(Osram Opto Semiconductor)  德国  面板与器件制造商
  7  飞利浦(Philips)  荷兰  面板与器件制造商
  8  精工爱普生(Seiko-Epson )  日本  面板与器件制造商
  9  拜耳(Bayer)  德国  材料供应商
  10  Covion  德国  材料供应商
  11  道化工(Dow Chemical Company)  美国  材料供应商
  12  住友化工(Sumitomo Chemical)  日本  材料供应商
  2、OLED产业现状及预测
 

  根据市场调研机构DisplaySearch 2006年发表全球有机发光二极管(OLED)出货与预测统计报告(更新版),2005年全球OLED面板出货量达5580万片,产值则达4.86亿美元,较2004年分别增长72%和8%。值得注意的是2005年第四季,中国台湾厂商的OLED出货量占全球的41.7%,超越韩国的34.7%,与日本的22.1%,成为全球OLED面板最大的生产基地。
  表4 OLED应用领域分布预测 (单位:百万美元)
 

   注:2006-2010年数据为预测值。
  从应用面来看,增长最快速的是MP3播放机应用市场,2004年MP3用OLED面板出货量为600万片,但2005年大幅增长四倍达到2900万片,而MP3播放机用OLED面板的产值也增加三倍到1.6亿美元。
  从出货厂商来看,中国台湾的铼宝以25.9%市占率居冠,其次为韩国三星SDI 的25.8%,而中国台湾悠景、日本先锋与TDK则分别以13.3%、11.7%、6.2%的市占率紧接在后,总计前六大厂商市占率达83%。
  从产量上看,全球已建成21条PLED生产线,台湾铼宝400*400(mm)月达产能30,000片,居业界首位。此外,有7条AM OLED生产线和40多条中试线。
  从产品上看,OLED做的比较好的厂商有:先锋(AM+PM,全彩)、三星(PM,全彩40")、铼宝(PM单、多色,AM’2005下半年)、三洋柯达(AM)、友达(AM)。PLED做的比较好的厂商有:CDT(专利最多)、东芝松下(17"16:9,喷墨)、飞利浦(中试线)、精工-爱普生(中试产品、喷墨)、欧司朗、翰立。目前欧司朗、翰立和飞利浦均有低档次的产品上市。
  展望未来的OLED市场,DisplaySearch预估,2006年全球OLED出货量将可达8300万片,较2005年增长50%,而全球OLED产值则将增长14%,达到5.54亿美元。而2006年OLED市场的主要增长动能来自于被动矩阵式OLED,应用面增长动力则来自于MP3以及手机次面板。
  随着越来越多的主动矩阵式OLED制造商如三星 SDI、三星电子、三洋爱普生、日立,以及铼宝、统宝、友达、奇美等将在2006年逐渐量产,预计2007年主动矩阵式OLED增长可期,尤其体现在手机主屏上应用的激增。DisplaySearch预测,2007年全球OLED的市场规模将倍增至到11亿美元,其中主动矩阵式OLED面板出货比重将可达到30%。远期至2010年,OLED的市场规模更是达到42亿美元。
  3、OLED产品技术的未来发展趋势
  目前,国际上众多国家的研究机构和公司投入巨资自立于OLED的研发, OLED产品逐渐进入了实用化的阶段,并在小尺寸的应用(如手机外屏和MP3)上与LCD形成了有力的竞争。但OLED的技术优势远未体现出来,其产业化进程也远低于人们的预期。其原因主要是在该领域研究中许多关键问题尚未得到真正解决。主要在OLED的发光材料的优化、彩色化技术、制膜技术、高分辨显示技术、有源驱动技术、封装技术等方面存在应用的“瓶颈”。
  未来,OLED产品和技术将向着小尺寸-中尺寸-大尺寸-超大尺寸、单色-多色-彩色、无源驱动-有源驱动、硬屏-软屏(柔性显示)、高分辨率、透明显示、及低成本制作的方向发展,最理想的OLED显示器应该是TFT OLED。并随着白光OLED技术的突破,OLED的应用将不局限于显示领域,向着背光、照明等应用领域发展。
 

  图6 OLED产品发展趋势
  资料来源:Universal Display
  1)、发光材料
  OLED发光材料主要有小分子发光材料和高分子发光材料,小分子发光材料可以分为荧光材料、磷光材料。目前美国柯达、UDC和日本的出光兴产等公司在小分子材料方面有出色的表现。CDT、日本住友化学、NHK、DOW、COVION等公司在高分子发光材料方面比较出色。
  OLED发光材料未来开发方向是,高效率化(提高发光效率)、改善荧光材料、引入磷光材料。磷光材料(三线态材料)充分利用了激发三线态的能量,可以明显提高器件的外量子效率,是一类比较看好的发光材料。
  2)、彩色化实现
  彩色技术的突破是OLED发展的关键。OLED的彩色化方案主要有“RGB三色发光法”、以蓝光材料为基础的“色变换法”和以白光发光层搭配彩色滤光片的“白光法”等。目前主要采用三色发光法和白光加滤光片法。
  3)、柔软显示
  OLED柔软显示器(又称为可卷曲显示器)是显示技术领域的最热趋势之一,OLED以其独有的特性为这个目标的实现带来了极大希望。要实现柔软显示需要解决的主要问题是电极层以及有机层的附着性能、基板的气密性和封装技术。近来,OLED柔软显示器引起全球的高度关注。
  随着OLED技术的进步,全球许多研发机构和企业加大了对OLED柔软显示器的研发,但目前世界只有美国的UDC、日本的东北先锋等为数不多的研发机构或公司推出了柔软OLED样品,我国维信诺公司于2003年11月23日推出国内首款单色点阵柔软OLED显示屏。
  4)、大尺寸面板制作
  大尺寸技术被认为是OLED能否用于电视机的关键技术,是全球研究开发的又一热点。制约其发展的关键技术是驱动IC和面板制备技术。目前还没有很适合大尺寸OLED驱动的集成电路(IC),而且大尺寸面板成品率低,生产工艺不成熟,仍处于研发阶段,预计2008年才能够达到实用化水平。
  5)、驱动IC开发
  集成电路是OLED器件的重要组成部分,一般占器件成本的20%-30%。国内还没有能设计OLED专用IC的公司,国际上实力比较强的是美国的Clair公司和我国香港的Solomon公司,我国台湾和韩国也有很多公司在从事OLED专用IC的设计工作。
  IC作为OLED器件的上游原材料,其发展是与器件的发展相一致的。目前情况看,OLED控制IC与LCD的控制IC比较相似,不存在技术难度;单色、多色驱动IC已经比较成熟,但款式有限,一般只有通用的几款;彩色驱动IC难度较大,仍需要改进。
  6)、AMOLED技术
  AMOLED采用的基板业界有三个方向,一个是对传统的a-Si TFT进行改进,二是开发载流子迁移率高的LTPS TFT技术,三是开发OTFT。
  四、国际厂商产品技术路线图分析
  OLED领域中一些核心企业,他们产品、技术的研发战略往往能主导市场,因此对这些公司的产品技术路线图进行研究,是洞悉OLED未来发展方向的一种有效的途径。
  在过去的几年内,已经有200多家厂商进入OLED领域,如欧洲的飞利浦、西门子、巴斯夫、Covion;美国的柯达、朗讯、摩托罗拉、惠普、IBM、道化工、通用电气、杜邦;日本的先锋、丰田、日立、TDK、精工-爱普生、住友、NEC、三洋、索尼;韩国的三星、LG和我国台湾的铼德等公司,使得其产业化进程大大加速。
  结合OLED技术发展历史以及第一节点中专利分析,我们锁定了三家公司作为研究对象:柯达公司、CDT公司和三星公司。之所以锁定这3家公司,主要原因是柯达和CDT分别为小分子和高分子OLED技术的领导企业,而三星公司是一个传奇性的企业,在OLED的生产和研发中具有优势。
  1、美国柯达公司
  1)、公司概况
  美国柯达公司是小分子OLED的领导厂商,其1987年发明的以真空蒸镀法制成多层式结构的OLED组件技术成为了OLED发展的重要里程碑。柯达公司拥有小分子OLED大部分的核心专利,在全球OLED企业专利排名中以362项位居第三。
  2)、产品应用现状
 

  图7 柯达关于OLED产品技术发展预测
  资料来源:Kodak
  柯达公司对OLED未来的发展有如下的预测:1、未来OLED向着主动矩阵式OLED(AMOLED)方向发展,AMOLED市场占有率将逐步提高;2、OLED的分辨率将得到进一步的提高,分辨率将从目前100ppi发展到300ppi以上,高分辨率OLED的应用主要体现在高端的手机、PDA等移动应用中;3、OLED向着大尺寸方向发展,其应用将不再局限于目前手机、MP3、PDA等移动应用上,应用范围将进一步拓展至笔记本、电脑显示器、高清电视中;4、生产设备上将采用10Xn型无掩膜/可扩展沉积AMOLED生产线,AMOLED的底板TFT技术使用材料也将从低温多晶硅(LTPS)向着非晶硅(a-Si)方向发展。
  2、美国CDT公司
  1)、公司概况
  CDT公司是高分子OLED(PLED)的领导厂商,虽然其在这块的专利数未能列入全球20强,但PLED是该领域的一种新兴技术,在大尺寸低成本上占有先天的技术优势,有广阔的发展前景。
  生产技术上,由于PLED可采用喷墨式的生产制程,通过爱普生(Epson)公司的微液体工艺。喷墨打印技术将CDT公司的发光高分子材料。喷印在玻璃或塑料面板上来制造大尺寸的显示器,只要喷印技术和面板尺寸的许可,显示器尺寸之大完全是目前LCD所不敢想象的。正是因为这样,PLED在前期生产设备投资和生产运作成本,无疑是相当具有吸引力的。
  发光材料上,PLED高分子发光材料的寿命上已经超过1万小时。其红、绿、蓝三种发光材料中,虽然红色和绿色具有较高的稳定性,但蓝色稳定性目前要有待提高。
  2)、产品应用现状
  在PLED应用上,目前市场上已经出现采用PLED技术的产品样机和部分商业应用:
  2004年5月,Seiko Epson使用喷墨打印技术制备了当时世界上第一个大尺寸(40英寸)全彩PLED原型机;
  飞利浦2004年投产的639型移动电话,其特殊的PLED设计,外屏上覆盖了有色反光镜面材质,这层特殊的材质在平时可以作为镜子使用;
  Delta电子公司生产的MP3中,使用了一块绿色的PLED作为MP3显示控制和操作指示信息的显示屏;
  飞利浦的一款高端男用电动剃须刀上采用了一块PLED显示屏,用于显示充电电池剩余可用的时间。在《择日再死》中,007就使用了这款剃须刀;
  NHJ三合一数码相机结合了数码相机、摄像机、MP3与一体,其显示部分采用了CDT的PLED微显示屏。
  3)、产品未来应用预测
  在对未来应用的预测中,CDT公司对PLED的部分应用做了这样的描述:
  未来PLED将在消费电子领域中,以其高效率低功耗以及制造的成本赢得众多用户。其明亮、清新的屏幕可以显示各种文字和娱乐信息,使人们的生活更加便捷、快乐和安全。
  人们在移动时的信息需求可能驱动穿戴式显示的出现,并具有交互功能。
  一种可以改变信息内容的引人注目的包装,在销售中可以给品牌拥有者巨大的竞争优势。
  PLED可以制作在柔性的基板上面,制成的显示器可以展现出OLED所独特的可变形和弯曲的优势。
  PLED还可以做成像纸一样薄的照明光源,可以布置在整堵墙上或天花板上。
  3、韩国三星公司
  1)、公司概况
  三星公司是一个传奇般的企业,美国《商业周刊》发布了2005年度品牌价值排行榜,三星以149亿美元的品牌价值位居“2005年全球100个最有价值品牌”第20位,首次超过排名第28位索尼公司。根据第一节点的研究,三星公司OLED领域申请的专利达439项,位居第2位。
  在OLED的生产上,三星SDI在2002年8月已经开始了PMOLED的量产,至2005年10月累计供货量高达3000万台。目前,三星SDI开始投资建设全球第一条AMOLED量产线,投资规模为4亿美元以上,厂房规模为45600平方米。该生产线是第四代AMOLED线(730x920mm),使用低温多晶硅技术(LTPS)。预计生产线将于2007年1月正式投产。
  2)、OLED发展预测
  在对OLED未来的发展上,三星公司做出了这样的预测:1 OLED产品向着大尺寸方向发展。OLED的应用经历了手机次屏、手机主要屏幕、PDA屏幕,今后将逐步应用到笔记本显示器、电脑显示器、电视机上;2 AMOLED将是OLED技术发展方向。三星公司认为200dpi是划分被动(PM)和主动(AM)OLED的分界线,200dpi以下使用PMOLED,而200dpi以上适合AMOLED,AMOLED将是今后技术的发展方向。

OLED柔软显示器(FOLED)
  使用塑料或金属片等柔软基板代替硬邦邦的玻璃基板,可以制备弯曲的显示器。与普通的硬屏显示器相比,柔性显示器具有诸多优点:耐冲击,抗震能力更 强;重量轻、体积小,携带更加方便;采用类似于报纸印刷工艺的卷带式工艺,成本更加低廉等,能够满足未来显示需要。因而,柔性显示器成为近年来的研究热点,OLED以其独有的特性为这个目标的实现带来了极大希望,这也被认为是OLED的最大优势所在。
  由于OLED对于水、氧非常敏感,寻找适合FOLED要求的封装方法是其发展的首要因素。Vitex公司利用聚合物无机材料交替复合薄膜阻隔水、 氧,具有很好的效果,其开发的软屏基板产品具有与玻璃相媲美的阻隔水、氧能力。2003年,UDC公司率先利用该基板和封装技术制备了600 cd/m2的初始亮度下,实际工作寿命超过3000小时的实验片。根据计算,利用这种技术封装的器件,在1000cd/m2的起始亮度下,最长寿命可超过 5000小时。
  除了封装技术的差别,实现柔软点阵屏的另一个重要原因在于软屏显示器制备中涉及工艺问题。聚合物基板只能承受100℃以下的加工温度,在高温状况下容易变形,这使得软屏所需要的低温制备工艺同绝缘层、隔离柱高温固化工艺存在一定冲突。此外,软屏中如果采用柔韧性相对较差的金属材料作为阴极结构,在驱 动过程中容易产生新的缺陷。杜邦帝人公司改进基板性能,使得聚合物基板的热稳定性提高到180℃~220℃,并改善了机械性能。日本先锋公司于2004年 率先推出了彩色的柔软显示器。利用金属基板的热稳定性也有利于实现彩色化,在2006SID会议上,UDC和三星公司展示了利用聚合物无机交替复合薄膜封 装技术,制备在金属基板上的OLED柔软显示器。

OLED应用前景广阔
  有机发光显示技术(OLED)是双载流子注入型的显示器,与传统的显示技术相比具有超轻、超薄、广视角、高清晰、耐低温、抗震性能好等一系列优点。因此,有机发光显示技术(OLED)在近20年时间内取得了长足的进步,各种高性能、长寿命的有机发光材料和器件不断问世。
  有机发光显示技术的进展使得OLED显示器快速进入了商业化。1997年,日本先锋公司率先推出第一个商品化车载文字信息OLED接收装置。如今, 色彩丰富的彩色OLED显示器已经广泛地应用于MP3、手机等领域,日本、韩国和我国台湾已有多个厂家建立了大规模量产线。OLED产品的对比度可以达到 10000∶1,厚度可以低于0.8毫米,视角接近180°,在图像显示状态下,平均功耗低于同尺寸TFT-LCD显示器产品。
  随着有机发光显示技术的进一步发展,信息量更加丰富的有源驱动OLED显示器、柔软的OLED显示屏以及可用于照明的OLED光源将在不久的未来给我们创造更加丰富多彩的世界。
  OLED具有十分广阔的应用前景。在显示领域,OLED不仅可以用于手机、MP3/
  MP4、数码相机、GPS、PDA、3G通信终端、壁挂电视、台式和笔记本电脑、家电、工业仪表等民用产品领域。OLED更是一种理想的显示器,有着更加广泛的应用前景。
  与此同时,OLED是目前所有显示技术中,唯一可制作大尺寸、高亮度、高分辨率软屏的显示技术,器件的厚度只有两层塑料片厚。届时,幕布式电视、可卷曲携带的电子报纸等“梦幻般的显示器”将逐渐成为现实。
  在照明领域,OLED不仅可以用作室内外通用照明、背光源、装饰照明等领域,甚至可以制备富有艺术性的柔性发光墙纸、可单色或彩色发光的窗户、可穿戴的发光警示牌等梦幻般的产品。

OLED未来应用发展趋势
  有源驱动OLED(AM-OLED)
  构成OLED像素阵列的方法基本上有两种,即无源矩阵OLED显示器(PM-OLED)和有源矩阵OLED显示器(AM-OLED)。这两种方法所用OLED结构相同,但对每个单元的寻址方式各异。
  对于PM-OLED而言,像素只是在控制器寻址到其所在的行时才被点亮,所以电流占空因素反比于行数,而峰值电流则正比于行数,被观察到的亮度正比于帧间隔内电流的时间积分。由于占空数随着行数的增加而减少,PM-OLED必定存在发光区域面积的限制,因而不适于制备大尺寸的显示器件。在AM- OLED中,显示器利用每个像素的薄膜晶体管 (TFT)在帧间隔持续时间内获得驱动信号。在一帧之内,峰值电流和平均电流是一样的,因此不会受到显示器行数的限制,可以获取更多的显示信息,制备大面积的显示器。PM-OLED和AM-OLED虽然寻址方式不同,但原材料、器件、工艺等方面都是一致的,随着前期PM-OLED技术的积累,AM- OLED逐渐成为研究和发展的重点。

OLED:OrganicLightEmittingDisplay,即有机发光显示器,在手机LCD上属于新崛起的种类,被誉为“梦幻显示器”。OLED显示技术与传统的LCD显示方式不同,无需背光灯,采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板,当有电流通过时,这些有机材料就会发光。而且OLED显示屏幕可以做得更轻更薄,可视角度更大,并且能够显著节省电能。不过,虽然将来技术更优秀的OLED会取代TFT等LCD,但有机发光显示技术还存在使用寿命短、屏幕大型化难等缺陷。


  LED是发光二极管LightEmittingDiode的英文缩写。


  LED应用可分为两大类:一是LED单管应用,包括背光源LED,红外线LED等;另外就是LED显示屏,目前,中国在LED基础材料制造方面与国际还存在着一定的差距,但就LED显示屏而言,中国的设计和生产技术水平基本与国际同步。


  LED显示屏是由发光二极管排列组成的一显示器件。它采用低电压扫描驱动,具有:耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远等特点。


  LCD是液晶显示屏的全称:它包括了TFT,OLED,UFB,TFD,STN等类型的液晶显示屏.


  STN型液晶显示屏,英文全称是(SuperTwistedNematic),它属于被动矩阵式LCD器件,它的好处是功耗小,省电是它的最大优点,它的工作原理是在单色STN液晶显示器上加一个彩色滤光片,并将单色显示矩阵中的每一像素分成三个子像素,分别通过彩色滤光片显示红,绿,蓝三原色,就可以显示出彩色画面了,一般最高能显示65536种色彩.缺点是色彩不真实,在太阳下几乎看不见!


  TFT屏幕是薄膜晶体管,英文全称(ThinFilmTransistor),是有源矩阵类型液晶显示器,在其背部设置特殊光管,可以主动对屏幕上的各个独立的像素进行控制,这也是所谓的主动矩阵TFT的来历,这样可以大的提高么应时间,约为80毫秒,而STN的为200毫秒!也改善了STN闪烁(水波纹)模糊的现象,有效的提高了播放动态画面的能力,和STN相比,TFT有出色的色彩饱和度,还原能力和更高的对比度,太阳下依然看的非常清楚,但是缺点是比较耗电,而且成本也较高.


  TFD是ThinFilmDiode薄膜二极管的缩写。由于TFT耗电高而且成本高昂,这无疑增加了可用性和手机成本,因此TFD技术被手机屏幕巨头精工爱普生开发出来专门用在手机屏幕上。它是TFT和STN的折衷,有着比STN更好的亮度和色彩饱和度,却又比TFT更省电。TFD的特点在于“高画质、超低功耗、小型化、动态影像的显示能力以及快速的反应时间”。TFD的显示原理在于它为LCD上每一个像素都配备了一颗单独的二极管来作为控制源,由于这样的单独控制设计,使每个像素之间不会互相影响,因此在TFD的画面上能够显现无残影的动态画面和鲜艳的色彩。和TFT一样TFD也是有源矩阵驱动。


  最初开发出来的TFD只能显示4096色,但如果采用图像处理技术可以显示相当于26万色的图像。


  不过相对TFT在色彩显示上还是有所不及


  UFB是三星自己研究开发的一种显示屏,它结合了TFT和STN的优点,就是高亮度和底电耗相结合,因为它采用了特别的光栅设计,可减小像素间矩,以获得更佳的图像质量,通常可以显示到65536色,和TFT的亮度不相上下,而电耗比TFT小和多!售价和STN差不多,可以说是一种物廉价美的显示屏!