最薄OLED屏已突破到0.3毫米,但它已準(zhǔn)備好代替TFT-LCD屏了嗎？

　　在所有先進(jìn)的顯示技術(shù)中，沒(méi)有哪種顯示技術(shù)的未來(lái)比有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)更讓人興奮的了。OLED具有目前任何顯示技術(shù)的所有優(yōu)點(diǎn)，它們的不足或弱點(diǎn)則根本沒(méi)有或基本沒(méi)有，至少目前還沒(méi)有。 

　　例如，OLED不像其它顯示技術(shù)(如LCD)那樣需要背光。OLED可以產(chǎn)生明亮、清晰的視頻和圖像(亮度水平超過(guò)1000根燭光/平方米，對(duì)比度大于10000:1)，而且?guī)缀蹩蓮娜魏谓嵌容p松看清圖像。OLED的功耗也很小，并且具有快速開(kāi)關(guān)速率。它們的響應(yīng)時(shí)間在幾十個(gè)微秒范圍內(nèi)，再加上其色彩生成能力(超過(guò)1600萬(wàn)種顏色)，使得它們非常適合成為電視的顯示技術(shù)。OLED顯示技術(shù)已經(jīng)在NTSC制式兼容電視機(jī)上成功進(jìn)行了演示。

　　另外，OLED材料特別輕也特別薄。在今年的顯示2008大會(huì)上，索尼公司展示了一款業(yè)內(nèi)最薄的0.2mm厚原型OLED屏產(chǎn)品。它的制造成本也有低于其它顯示技術(shù)的潛力。這方面的工作正在順利進(jìn)行，而且有跡象顯示非常樂(lè)觀。一些公司已嘗試了精密卷繞對(duì)位生產(chǎn)，并取得了不同程度的成功。

　　不過(guò)，OLED也有一些缺點(diǎn)。最大的問(wèn)題是壽命有限，特別是藍(lán)色和綠色OLED。部分原因是需要防水，因?yàn)樗畷?huì)損害OLED中的有機(jī)材料，這使得在它們的制造過(guò)程中必須做到非常緊的密封等級(jí)。

　　壽命接近20萬(wàn)小時(shí)的實(shí)驗(yàn)性綠色OLED已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。到目前為止，實(shí)驗(yàn)性藍(lán)色OLED的最長(zhǎng)壽命約為6.2萬(wàn)小時(shí)。由東芝、松下和Idemitsu Kosan公司采用薄膜晶體管(TFT)襯底聯(lián)合開(kāi)發(fā)的藍(lán)色OLED也有相似的結(jié)果。他們的研發(fā)工作主要集中在手機(jī)使用的2.2英寸、240×320像素的QVGA顯示屏上，功耗只有100mW。

　　OLED的單位面積發(fā)光強(qiáng)度一般要比無(wú)機(jī)固態(tài)LED低，后者通常設(shè)計(jì)用作點(diǎn)光源。事實(shí)上，愛(ài)普生公司開(kāi)發(fā)的OLED材料消除了有機(jī)材料的一些早期失效因素，因此具有較長(zhǎng)的壽命。

　　基于以上這些事實(shí)，以及研究人員對(duì)OLED顯示屏光明前景的預(yù)測(cè)，設(shè)計(jì)工程師應(yīng)該對(duì)OLED有更多的了解：它們的工作原理、如何應(yīng)用、可望達(dá)到怎樣的性能水平、以及這種令人興奮的技術(shù)的當(dāng)前狀態(tài)等，而這種技術(shù)肯定能夠滿(mǎn)足未來(lái)各種顯示屏的要求。

　　基本結(jié)構(gòu)

　　OLED由一個(gè)金屬陰極(一般是鋁或鈣)和一個(gè)位于玻璃襯底上的陽(yáng)極(一般是氧化銦錫或ITO)組成。在這兩個(gè)電極之間沉積著由有機(jī)分子或聚合體組成的發(fā)光和導(dǎo)電層(圖1)。通過(guò)“印刷”工藝在扁平的承載板上進(jìn)行行列沉積，形成的像素矩陣可以發(fā)出不同顏色的光，如紅、綠、藍(lán)或白色。幾個(gè)層可以相互堆疊在一起。

　　圖1：基本的OLED結(jié)構(gòu)由金屬陰極(一般是鋁或鈣)和位于玻璃襯底上的陽(yáng)極(一般是氧化銦錫或ITO)組成。在這兩個(gè)極之間沉積著由有機(jī)分子和聚合物組成的發(fā)光和導(dǎo)電層。 

　　OLED依靠正電荷顆粒(空穴)和負(fù)電荷顆粒(電子)之間的吸引原理工作。當(dāng)兩極加上電壓時(shí)，有個(gè)層將相對(duì)于另一透明層變成負(fù)電荷層。當(dāng)能量從負(fù)電荷(陰極)層傳送到另一(陽(yáng)極)層時(shí)，它將激發(fā)這兩層之間的有機(jī)材料發(fā)出可見(jiàn)光，并從玻璃的最外層透射出來(lái)。

　　靜電力使電子和空穴相互吸引并再次結(jié)合。這種再結(jié)合的地方非常靠近發(fā)光層，因?yàn)樵谟袡C(jī)半導(dǎo)體材料中，空穴比電子更具移動(dòng)性。這種再結(jié)合會(huì)造成電子能量等級(jí)的下降，同時(shí)伴隨著電磁波的發(fā)射，其頻率正好在可見(jiàn)光范圍內(nèi)。

　　如果陽(yáng)極的電位比陰極低，OLED將無(wú)法工作。在這種條件下，空穴將移向陽(yáng)極，電子移向陰極，因此它們是相互遠(yuǎn)離，不會(huì)發(fā)生再結(jié)合現(xiàn)象。

　　摻雜或增強(qiáng)型有機(jī)材料有助于控制光的亮度和顏色。有機(jī)材料可以由小的單結(jié)構(gòu)或分子、或復(fù)雜的分子鏈(聚合物)組成，以便最適合它們生產(chǎn)的方式。

　　Eastman-Kodak公司在20世紀(jì)80年代開(kāi)發(fā)的原始OLED使用的是小型有機(jī)分子。雖然小分子能發(fā)出很亮的光，但它們必須采用成本極高的真空沉積工藝制造。最近使用的則是較大的聚合物分子，其制造成本較低，可以做出很大的薄板，因此非常適合大屏幕顯示器使用。