蘋果公司表示今年將在iPhone 8上使用OLED屏幕，其在智能手機等電子產(chǎn)品領(lǐng)域的示范效應將是OLED的一重要推動力。隨著VR(虛擬現(xiàn)實)、可穿戴設(shè)備等新電子產(chǎn)品的爆發(fā)趨勢，OLED 將帶來新的切入點。 OLED 終端產(chǎn)品市場爆發(fā)迅速，帶動 OLED 增長前景可期，綜合來看，今年很有可能成為“OLED元年”。

　　本文就從OLED入手，介紹下OLED的發(fā)展歷史以及發(fā)展前景等，下面就跟隨小編走進OLED的世界。。。

　　有機發(fā)光二極管(OLED)是一種由柯達公司開發(fā)并擁有專利的顯示技術(shù)，這項技術(shù)使用有機聚合材料作為發(fā)光二極管中的半導體材料。聚合材料可以是天然的，也可能是人工合成的，可能尺寸很大，也可能尺寸很小。蛋白質(zhì)和DNA就是有機聚合物的例子。OLED顯示技術(shù)廣泛的運用于手機、數(shù)碼攝像機、DVD機、個人數(shù)字助理(PDA)、筆記本電腦、汽車音響和電視。OLED顯示器很薄很輕，因為它不使用背光。OLED顯示器還有一個最大為160度的寬屏視角，其工作電壓為二到十伏特。基于OLED的新技術(shù)有軟性有機發(fā)光顯示技術(shù)(FOLED)，這項技術(shù)有可能在將來使得高度可攜帶、折疊的顯示技術(shù)變?yōu)榭赡堋?/p>

　　發(fā)展歷史

　　1947年出生于香港的美籍華裔教授鄧青云在實驗室中發(fā)現(xiàn)了有機發(fā)光二極體，也就是OLED，由此展開了對OLED的研究，1987年，鄧青云教授和Van Slyke 采用了超薄膜技術(shù)，用透明導電膜作陽極，Alq3作發(fā)光層，三芳胺作空穴傳輸層，Mg/Ag 合金作陰極，制成了雙層有機電致發(fā)光器件。1990 年，Burroughes 等人發(fā)現(xiàn)了以共軛高分子PPV為發(fā)光層的OLED，從此在全世界范圍內(nèi)掀起了OLED 研究的熱潮。鄧教授也因此被稱為“OLED之父”。

　　在OLED的兩大技術(shù)體系中，低分子OLED技術(shù)主要集中于日本、韓國、中國臺灣這三個地區(qū)，而高分子的PLED主要為歐洲廠家發(fā)展。另外，之前LG手機的OEL也是利用的OLED技術(shù)。OLED技術(shù)及專利由英國的科技公司CDT掌握。兩大技術(shù)體系相比，PLED產(chǎn)品的彩色化上仍有困難。而低分子OLED則較易彩色化。

　　不過，雖然將來技術(shù)更優(yōu)秀的OLED會取代TFT等LCD，但有機發(fā)光顯示技術(shù)還存在使用壽命短、屏幕大型化難等缺陷。

　　為了形像說明OLED構(gòu)造，可以將每個OLED單元比做一塊漢堡包，發(fā)光材料就是夾在中間的蔬菜。每個OLED的顯示單元都能受控制地產(chǎn)生三種不同顏色的光。OLED與LCD一樣，也有主動式和被動式之分。被動方式下由行列地址選中的單元主動發(fā)光。主動方式下，OLED單元后有一個薄膜晶體管(TFT)，發(fā)光單元在TFT驅(qū)動下點亮。主動式OLED比被動式OLED省電，且顯示性能更佳。

　　產(chǎn)品特性

　　OLED顯示技術(shù)具有自發(fā)光的特性，采用非常薄的有機材料涂層和玻璃基板，當有電流通過時，這些有機材料就會發(fā)光，而且OLED顯示屏幕可視角度大，并且能夠節(jié)省電能，從2003年開始這種顯示設(shè)備在MP3播放器上得到了應用。

　　以O(shè)LED使用的有機發(fā)光材料來看，一是以染料及顏料為材料的小分子器件系統(tǒng)，另一則以共軛性高分子為材料的高分子器件系統(tǒng)。同時由于有機電致發(fā)光器件具有發(fā)光二極管整流與發(fā)光的特性，因此小分子有機電致發(fā)光器件亦被稱為OLED(Organic Light EmitTIng Diode)，高分子有機電致發(fā)光器件則被稱為PLED (Polymer Light-emitTIng Diode)。小分子及高分子OLED在材料特性上可說是各有千秋，但以現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展來看，如作為監(jiān)視器的信賴性上，及電氣特性、生產(chǎn)安定性上來看，小分子OLED處于領(lǐng)先地位。當前投入量產(chǎn)的OLED組件，全是使用小分子有機發(fā)光材料?！　?/p>

　　結(jié)構(gòu)

　　OLED的基本結(jié)構(gòu)是由一薄而透明具半導體特性之銦錫氧化物(ITO)，與電力之正極相連，再加上另一個金屬陰極，包成如三明治的結(jié)構(gòu)。整個結(jié)構(gòu)層中包括了：空穴傳輸層(HTL)、發(fā)光層(EL)與電子傳輸層(ETL)。當電力供應至適當電壓時，正極空穴與陰極電荷就會在發(fā)光層中結(jié)合，產(chǎn)生光亮，依其配方不同產(chǎn)生紅、綠和藍RGB三原色，構(gòu)成基本色彩。OLED的特性是自己發(fā)光，不像TFT LCD需要背光，因此可視度和亮度均高，其次是電壓需求低且省電效率高，加上反應快、重量輕、厚度薄，構(gòu)造簡單，成本低等，被視為 21世紀最具前途的產(chǎn)品之一。

　　有機發(fā)光二極體的發(fā)光原理和無機發(fā)光二極體相似。當元件受到直流電(Direct Current;DC)所衍生的順向偏壓時，外加之電壓能量將驅(qū)動電子(Electron)與空穴(Hole)分別由陰極與陽極注入元件，當兩者在傳導中相遇、結(jié)合，即形成所謂的電子-空穴復合(Electron-Hole Capture)。而當化學分子受到外來能量激發(fā)后，若電子自旋(Electron Spin)和基態(tài)電子成對，則為單重態(tài)(Singlet)，其所釋放的光為所謂的熒光(Fluorescence);反之，若激發(fā)態(tài)電子和基態(tài)電子自旋不成對且平行，則稱為三重態(tài)(Triplet)，其所釋放的光為所謂的磷光(Phosphorescence)。

　　當電子的狀態(tài)位置由激態(tài)高能階回到穩(wěn)態(tài)低能階時，其能量將分別以光子(Light Emission)或熱能(Heat DissipaTIon)的方式放出，其中光子的部分可被利用當做顯示功能;然有機熒光材料在室溫下并無法觀測到三重態(tài)的磷光，故PM-OLED元件發(fā)光效率之理論極限值僅25%。

　　PM-OLED發(fā)光原理是利用材料能階差，將釋放出來的能量轉(zhuǎn)換成光子，所以我們可以選擇適當?shù)牟牧袭斪霭l(fā)光層或是在發(fā)光層中摻雜染料以得到我們所需要的發(fā)光顏色。此外，一般電子與電洞的結(jié)合反應均在數(shù)十納秒(ns)內(nèi)，故PM-OLED的應答速度非?？?。

　　1. S.：PM-OLED的典型結(jié)構(gòu)。典型的PM-OLED由玻璃基板、ITO(indium TIn oxide;銦錫氧化物)陽極(Anode)、有機發(fā)光層(Emitting Material Layer)與陰極(Cathode)等所組成，其中，薄而透明的ITO陽極與金屬陰極如同三明治般地將有機發(fā)光層包夾其中，當電壓注入陽極的空穴(Hole)與陰極來的電子(Electron)在有機發(fā)光層結(jié)合時，激發(fā)有機材料而發(fā)光。

　　而發(fā)光效率較佳、普遍被使用的多層PM-OLED結(jié)構(gòu)，除玻璃基板、陰陽電極與有機發(fā)光層外，尚需制作空穴注入層(Hole Inject Layer;HIL)、空穴傳輸層(Hole Transport Layer;HTL)、電子傳輸層(Electron Transport Layer;ETL)與電子注入層(Electron Inject Layer;EIL)等結(jié)構(gòu)，且各傳輸層與電極之間需設(shè)置絕緣層，因此熱蒸鍍(Evaporate)加工難度相對提高，制作過程亦變得復雜。

　　由于有機材料及金屬對氧氣及水氣相當敏感，制作完成后，需經(jīng)過封裝保護處理。PM-OLED雖需由數(shù)層有機薄膜組成，然有機薄膜層厚度約僅1，000～1，500A°(0.10～0.15 um)，整個顯示板(Panel)在封裝加干燥劑(Desiccant)後總厚度不及200um(0.2mm)，具輕薄之優(yōu)勢。

　　材料

　　有機材料的特性深深地影響元件之光電特性表現(xiàn)。在陽極材料的選擇上，材料本身必需是具高功函數(shù)(High work function)與可透光性，所以具有4.5eV-5.3eV的高功函數(shù)、性質(zhì)穩(wěn)定且透光的ITO透明導電膜，便被廣泛應用于陽極。在陰極部分，為了增加元件的發(fā)光效率，電子與電洞的注入通常需要低功函數(shù)(Low work function)的Ag、Al、Ca、In、Li與Mg等金屬，或低功函數(shù)的復合金屬來制作陰極(例如：Mg-Ag鎂銀)。

　　適合傳遞電子的有機材料不一定適合傳遞空穴，所以有機發(fā)光二極體的電子傳輸層和空穴傳輸層必須選用不同的有機材料。目前最常被用來制作電子傳輸層的材料必須制膜安定性高、熱穩(wěn)定且電子傳輸性佳，一般通常采用螢光染料化合物。如Alq、Znq、Gaq、Bebq、Balq、DPVBi、ZnSPB、PBD、OXD、BBOT等。而空穴傳輸層的材料屬于一種芳香胺螢光化合物，如TPD、TDATA等有機材料。

　　有機發(fā)光層的材料須具備固態(tài)下有較強螢光、載子傳輸性能好、熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性佳、量子效率高且能夠真空蒸鍍的特性，一般有機發(fā)光層的材料使用通常與電子傳輸層或電洞傳輸層所采用的材料相同，例如Alq被廣泛用于綠光，Balq和DPVBi則被廣泛應用于藍光。

　　一般而言，OLED可按發(fā)光材料分為兩種：小分子OLED和高分子OLED(也可稱為PLED)。小分子OLED和高分子OLED的差異主要表現(xiàn)在器件的制備工藝不同：小分子器件主要采用真空熱蒸發(fā)工藝，高分子器件則采用旋轉(zhuǎn)涂覆或噴涂印刷工藝。小分子材料廠商主要有：Eastman、Kodak、出光興產(chǎn)、東洋INK制造、三菱化學等;高分子材料廠商主要有：CDT、Covin、Dow Chemical、住友化學等。國際上與OLED有關(guān)的專利已經(jīng)超過1400份，其中最基本的專利有三項。小分子OLED的基本專利由美國Kodak公司擁有，高分子OLED的專利由英國的CDT(Cambridge DisPlay Technology)和美國的Uniax公司擁有。