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一、概述 1947年出生于香港的美籍华裔教授邓青云在实验室中发现了有机发光二极体，也就是OLED，由此展开了对OLED的研究，1987年，邓青云教授和Vanslyke 采用了超薄膜技术，用透明导电膜作阳极，AlQ3作发光层，三芳胺作空穴传输层，Mg/Ag 合金作阴极，制成了双层有机电致发光器件。1990 年，Burroughes 等人发现了以共轭高分子PPV 为发光层的OLED，从此在全世界范围内掀起了OLED 研究的热潮。邓教授也因此被称为“OLED之父”。
一、概述 OLED显示技术与传统的LCD显示方式不同，无需背光灯，具有自发光的特性,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。 目前在OLED的二大技术体系中，低分子OLED技术为日本掌握，而高分子的PLED,LG手机的所谓OEL就是这个体系，技术及专利则由英国的科技公司CDT掌握，两者相比PLED产品的彩色化上仍有困难。而低分子OLED则较易彩色化，不久前三星就发布了65530色的手机用OLED。 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。目前采用OLED的主要是三星如新上市的SCH-X339就采用了256色的OLED，以及索尼发布的次时代掌机PSV，至于OEL则主要被LG采用在其CU8180 8280上我们都有见到。 为了形像说明OLED构造，可以将每个OLED单元比做一块汉堡包，发光材料就是夹在中间的蔬菜。每个OLED的显示单元都能受控制地产生三种不同颜色的光。OLED与LCD一样，也有主动式和被动式之分。被动方式下由行列地址选中的单元被点亮。主动方式下，OLED单元后有一个薄膜晶体管（TFT），发光单元在TFT驱动下点亮。主动式OLED应该比被动式OLED省电，且显示性能更佳。
二、OLED的结构、原理 OLED的基本结构是由一薄而透明具半导体特性之铟锡氧化物(ITO)，与电力之正极相连，再加上另一个金属阴极，包成如三明治的结构。整个结构层中包括了：空穴传输层(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)。当电力供应至适当电压时，正极空穴与阴极电荷就会在发光层中结合，产生光亮，依其配方不同产生红、绿和蓝RGB三原色，构成基本色彩。OLED的特性是自己发光，不像TFT LCD需要背光，因此可视度和亮度均高，其次是电压需求低且省电效率高，加上反应快、重量轻、厚度薄，构造简单，成本低等，被视为 21世纪最具前途的产品之一。 有机发光二极体的发光原理和无机发光二极体相似。当元件受到直流电（Direct Current；DC）所衍生的顺向偏压时，外加之电压能量将驱动电子（Electron）与空穴（Hole）分别由阴极与阳极注入元件，当两者在传导中相遇、结合，即形成所谓的电子-空穴复合（Electron-Hole Capture）。而当化学分子受到外来能量激发後，若电子自旋（Electron Spin）和基态电子成对，则为单重态（Singlet），其所释放的光为所谓的荧光（Fluorescence）；反之，若激发态电子和基态电子自旋不成对且平行，则称为三重态（Triplet），其所释放的光为所谓的磷光（Phosphorescence）。
二、OLED的结构、原理 当电子的状态位置由激态高能阶回到稳态低能阶时，其能量将分别以光子（Light Emission）或热能（Heat Dissipation）的方式放出，其中光子的部分可被利用当作显示功能；然有机荧光材料在室温下并无法观测到三重态的磷光，故PM-OLED元件发光效率之理论极限值仅25%。 PM-OLED发光原理是利用材料能阶差，将释放出来的能量转换成光子，所以我们可以选择适当的材料当作发光层或是在发光层中掺杂染料以得到我们所需要的发光颜色。此外，一般电子与电洞的结合反应均在数十纳秒（ns）内，故PM-OLED的应答速度非常快。
二、OLED的结构、原理 PS： PM-OLED的典型结构。典型的PM-OLED由玻璃基板、ITO（indium tin oxide；铟锡氧化物）阳极（Anode）、有机发光层（Emitting Material Layer）与阴极（Cathode）等所组成，其中，薄而透明的ITO阳极与金属阴极如同三明治般地将有机发光层包夹其中，当电压注入阳极的空穴（Hole）与阴极来的电子（Electron）在有机发光层结合时，激发有机材料而发光。 而目前发光效率较佳、普遍被使用的多层PM-OLED结构，除玻璃基板、阴阳电极与有机发光层外，尚需制作空穴注入层（Hole Inject Layer；HIL）、空穴传输层（Hole Transport Layer；HTL）、电子传输层（Electron Transport Layer；ETL）与电子注入层（Electron Inject Layer；EIL）等结构，且各传输层与电极之间需设置绝缘层，因此热蒸镀（Evaporate）加工难度相对提高，制作过程亦变得复杂。 由于有机材料及金属对氧气及水气相当敏感，制作完成後，需经过封装保护处理。PM-OLED虽需由数层有机薄膜组成，然有机薄膜层厚度约仅1,000～1,500A°（0.10～0.15 um），整个显示板（Panel）在封装加干燥剂（Desiccant）後总厚度不及200um（2mm），具轻薄之优势。
三、OLED的优缺点 优点： 1.厚度可以小于1毫米，仅为LCD屏幕的1/3，并且重量也更轻； 2.固态机构，没有液体物质，因此抗震性能更好，不怕摔； 3.几乎没有可视角度的问题，即使在很大的视角下观看， 画面仍然不失真； 4.响应时间是LCD的千分之一，显示运动画面绝对不会有拖现象； 5.低温特性好，在零下40度时仍能正常显示，而LCD则无法做到； 6.制造工艺简单，成本更低； 7.发光效率更高，能耗比LCD要低； 8.能够在不同材质的基板上制造，可以做成能弯曲的柔软显器。 缺点： 1.寿命通常只有5000小时，要低于LCD至少1万小时的寿命； 2.不能实现大尺寸屏幕的量产，因此目前只适用于便携类的数 码类产品； 3.存在色彩纯度不够的问题，不容易显示出鲜艳、浓郁的色彩。
三、OLED的缺点 对缺点的修改： 现在的OLED的寿命已经远远超过5000小时了，而且已经生产出了较大尺寸的OLED面板，色彩十分鲜艳。 截止07年7月前后，荧光材料方面，性能最高的是日本出光兴产(Idemitsu Kosan)的材料。红光效率达到了11cd/A，寿命 高达16万小时；绿光效率达到30cd/A，寿命为6万小时；正在开发中的高效率、长寿命蓝光材料BD-2 (0.13, 0.22)，效率为 8.7cd/A，寿命2.3万小时。 磷光材料方面，UDC公司开发的红光材料色度坐标为(0.67，0.33)，效率达到15cd/A，500 cd/m^2下工作寿命超过15万小时；绿光材料色坐标为(0.34，0.61)，效率达到65cd/A，初始亮度为1000 cd/m^2时，寿命超过4万小时；最难得到的蓝色 磷光材料效率达到了30cd/A，在200 cd/m^2的初始亮度下，寿命达到了10万小时。 总体上讲，OLED红、绿、蓝三色材料的发光效率和发光寿命均基本满足实用化需求。 从以上数据看来，现在的OLED 在500cd/m^2下至少有20000小时的工作时间。
四、OLED的应用 OLED在头戴显示器领域的应用 ： 以视频眼镜和随身影院为重要载体的头戴式显示器得到了越来越广泛的应用和发展。其在数字士兵、虚拟现实、虚拟现实游戏、3G与视频眼镜融合、超便携多媒体设备与视频眼镜融合方面有卓越的优势。 与LCD和LCOS相比，OLED在头戴显示器的应用有非常大的优势：清晰鲜亮的全彩显示、超低的功耗等，是头戴式显示器发展的一大推动力。 率先把OLED应用在视频眼镜上的是美国的eMagin. 无论是对于民用消费领域还是工业应用乃至军事用途都提供了一个极佳的近眼应用解决途径。随之，采用欧洲的超微OLED显示屏的视频眼镜被推上市场。在国内，iTheater（爱视代）凭雄厚的研发实力率先推出世界首款高分子超微OLED显示屏的视频眼镜；凭借其全知识产权的背景顺利打入国内军事领域，为中国数字士兵的建设出一份力。 OLED在MP3领域的应用 ： MP3作为一款数字随身听已经在市场上日益成为时尚娱乐的主角，对于它的功能、容量、价格等等都得到了人们广泛的关注，也是各厂家目光的焦点所在，可是对于作为MP3的眼睛的屏幕却很少有人涉及。 除了影音随身看产品之外，不论Flash型还是HDD型的MP3，大多采用黑白单色LCD面板，仅仅停留在能够聆听音乐的简单要求上。但现如今的MP3除了这种最基本的功能外，更多的立足于人们对于个性、时尚追求的心理，表达的是一种生活的观念。所以在面板的设计上，出现了多彩背光设计，就是经常听到的“7色背光”的产品。在此基础上进一步发展，已经有用到区域彩色OLED面板（如：黄、蓝双色等区域各16色阶）的产品，有代表性的有BenQ的Joybee180、iRiver N10等。 OLED（Organic Light Emitting Display），即有机发光显示屏，在MP3 屏幕的应用领域属于新崛起的种类，被誉为“梦幻显示屏”。它无需背光灯，而是“主动发光”。以BenQ Joybee180的OLED液晶屏为例，它摒弃了传统LCD的缺点，每个像素都可自行发光，不管在什么角度什么光线下都可以比传统LCD显示更加清晰的画面，而且环境越黑屏幕越亮，犹如夜间的莹彩精灵。 MP3的消费者多为年轻族群，对他们而言MP3除了基本功用之外，还带有一点点炫耀的色彩。在夜晚寂静的街边，边走边听着音乐，看着OLED屏幕跳动的蓝光，音符的跳动伴着脚步的跳动和心情的起伏，定有一种别样的感觉。或是在朋友欢聚的Party上，OLED蓝光的闪烁熠熠生辉，定能让你成为聚会的主角。
四、OLED的应用 潜在的应用 ： OLED技术的主要优点是主动发光。现在，发红、绿、蓝光的OLED都可以得到。在过去的几年中，研究者们一直致力于开发OLED在从背光源、低容量显示器到高容量显示器领域的应用。下面，将对OLED的潜在应用进行讨论，并将其与其它显示技术进行对比。 1999年首度商业化，技术仍然非常新。现在用在一些黑白/简单色彩的汽车收音机、移动电话、掌上型电动游乐器等。都属于高阶机种。 目前从事OLED的商业开发全世界约 100多家厂商， OLED 目前的技术发展方向分成两大类，日、韩和台湾倾向Kodak 的低分子OLED技术，欧洲厂商则以PLED为主。两大集团中除了KODAK 联盟之外，另一个以高分子聚合物为主的飞利浦公司现在也联合了EPSON、DuPont、东芝等公司全力开发自己的产品。2007年第二季全球OLED市场的产值已达到1亿2340万美元。 在中国企业方面，早在2005年，清华大学和维信诺公司决定开始OLED大规模生产线建设，并最终在昆山建设了OLED大规模生产线；广东省也积极上马OLED专案，截至2009年12月，广东已建、在建和筹建的OLED生产线项目有5个，分别是汕尾信利小尺寸OLED生产线、佛山中显科技的低温多晶硅TFT（薄膜场效应晶体管）AMOLED生产线专案、东莞宏威的OLED显示幕示范生产线项目、惠州茂勤光电公司AM(主动式)OLED光电项目、彩虹在佛山建设的OLED生产线项目。根据调研公司DisplaySearch的报告，全球OLED产业2009年的产值为8.26亿美元，比2008年增长 35%。中国成为全球OLED应用最大的市场，中国的手机、移动显示设备及其他消费电子产品的产量都超过全球产量的一半。
五、OLED在显示和照明领域的地位 有机发光二极管(OLED)技术在提振行业当前的不景气方面迈出了一大步，它正在显示和照明领域开拓出许多高利润的应用。有迹象表明，有源矩阵(AM)OLED而非无源矩阵(PM)OLED将最终主宰这一应用领域。 DisplaySearch公司预测，到2015年，OLED显示屏的营收将从2008年的5.91亿美元增长到60亿美元，年复合增长率(CAGR)将达到40%。届时，OLED电视将成为最大的应用，市场容量总计达26亿美元。手机显示屏(目前主要采用各种尺寸的PMOLED)市场将占到19亿美元（图1A）。 该市场研究公司还表示，虽然PMOLED显示屏的单位出货量到2015年将一直增长，但其收入将保持平稳。与此同时，AMOLED的单位出货量将增加两倍，并将在2011年超过PMOLED的出货量（图1b）。 DisplaySearch公司指出，目前PMOLED存在严重供过于求的情况。此外，许多建立了大型PMOLED生产线的公司正发现，由于有限的应用和来自LCD显示屏的竞争，这些生产线现在已处于开工不足状况。与LCD显示屏相比，PMOLED显示屏无法像LCD那样以很高性价比做出大型显示屏，因此其应用已受到局限。 “去年，AMOLED需求的增长弥补了PMOLED的下滑，”DisplaySearch显示技术总监JenniferColegrove说，“展望未来，为OLED找到一个LCD难以与其竞争的缝隙市场是很重要的，如柔性或透明显示或照明。OLED开发商也应该寻找机会把他们的技术与其他热点技术(如触摸屏)结合起来。” 另一方面，由于预期对AMOLED有大量需求，因此AMOLED的生产能力正在急剧扩张。与LCD相比，OLED显示屏具有以下优点：更薄的外形、更宽的视角、更快的响应速度、更低功耗、更好的色域和色彩还原、更高的对比度和更宽的工作温度范围。 不过，各公司仍然必须解决如何实现更大尺寸的OLED面板和提供更长的工作寿命等问题。另外，还需要更高效且寿命更长的蓝光OLED。为解决这些问题，设计人员正在转向非晶硅、改进的材料、薄膜晶体管(TFT)和金属氧化物驱动器电路、以及可实现TFT底板更高生产良率的更佳工艺方法。 AMOLED像素启动和关闭的速度比传统电影中像素运动的速度快两倍多。比PMOLED响应速度更快、功耗更低的AMOLED显示屏是全动态视频和图形显示应用的理想选择。AMOLED更适合于大屏幕显示器和电视机、电子标志牌和广告牌。 “AMOLED的能效比PMOLED好很多，”UniversalDisplayCorp(UDC)技术商业化副总裁JaniceMahon说。
六、OLED市场前景 （一）2013年全球OLED电视机市场将达14亿美元 据市场研究公司iSuppli最新发表的研究报告称，2013年全球OLED（有机发光二极管）电视机出货量将从2007年的3000台增长到280万台，复合年增长率为212.3%。从全球销售收入看，2013年全球OLED电视机的销售收入将从2007年的200万美元增长到14亿美元，复合年增长率为206.8%。 iSuppli称，OLED显示技术要对市场产生真正的影响还需要克服一些挑战。首先，AMOLED显示屏制造工艺还不充分。随着显示屏尺寸的加大，成品率损失和制造损失也越来越大。此外，OLED显示屏材料的使用寿命仍需要提高。AMOLED供应商不能保证产量。不过，OLED电视机也有许多优点。OLED电视不需要背光，因此比其它技术更省电和更多做的更薄。OLED电视响应时间非常快，在观看电视的时候没有移动模糊的现象。此外，OLED电视比其它技术的色彩更丰富。 索尼在2007年12月在日本市场推出了售价1800美元的11英寸OLED电视机，首先进入了这个市场。包括东芝和松下在内的一些厂商预计将在2009年进入这个市场。 （二）商品化过程 1997年Pioneer发表了配备解析度为256x64的单色PM-OLED面板的车用音响； 清达光电HGS256641车载音响显示器 1999年Tohoku Pioneer成功开发出5.2吋、解析度为320x240 pixels、256色的全彩（Full color）PM-OLED面板；2000年Motorola移动电话「Timeport」采用Tohoku Pioneer之1.8吋多彩（Area color）PM-OLED面板；2001年Samsung推出搭载全彩PM-OLED面板之行动电话；2002年Fujitsu行动电话F505i次屏幕搭配Tohoku Pioneer之1.0吋全彩PM-OLED面板，自此PM-OLED在行动电话次萤幕的应用随之大量兴起。 （三）P-OLED微显示器即将投入商用 • 研发暨生产金氏记录最小P-OLED屏幕的Micr oEmissive Displays（MED）公司，将于今年中由日本数位相机厂NHJ推出首宗消费电子产品，结合录音拨放MP3和高解析度数位相机，MED的ME3203为低耗电1/4 VGA解析度（3 20 x RGB x 240）P-OLED微显示器（Microdis play），将用在新产品的电子观景窗和目镜上。据了解，这种全球新产品是由台湾某数位相机厂设计研发出来。 • MED策略长安德伍（Ian Underwood）表示，针对微显示器的技术商业化，MED已投入五年的时间，目前已臻成熟，且做到世界级的独特技术层级。
