从OLED技术原理谈OLED显示器件产业化需要着重解决的问题

OLED技术现状

关于OLED器件的研究起源于上一世纪的60年代，但大规模的开发研究起源于1986年美国的Easten　Kodak(EK)的基本专利发表之后。现在世界上关于OLED器件的开发主要分布在日本、美国和欧州。欧美主要以高分子材料为主，可望有比较长的寿命。日本则以低分子材料为主，已获得很好的发光亮度，发光效率寿命。就目前的情况来看，在实际应用技术开发方面，日本遥遥领先，己经进入商业应用阶段。欧州居第二位，但在应用技术方面与日本的距离越来越近。美国主要拥有基本专利。

现在有关OLED技术，主要有三大基本专利，它们是:

1． 基于柯达的主要以小分子为对象的器件基本结构专利。
2． 针对高分子材料的材料专利。
3． 实现高效率发光的三线态发光材料专利。

其中第1项和第3项由美国企业控制。第2项由英国控制。而与OLED应用及产业技术相关的绝大多数专利则由日本企业所控制。

现在世界上进行OLED相关技术开发的主要企业有：在日本有SONY、东芝、SHARP、松下、三洋电机、NEC、三菱化学、三菱电机、卡西欧、出光、凸版印刷、先峰音响、出光兴产、住友化学、TDK等。在美国有柯达、Dupont、UDC(Universal Display Corporation)、Dow Chemical Company等。欧洲有Cambridge Display Technology(CDT)、Phillips、Covion等。日本以外的亚洲地区有以RitDisplay为首的台湾省的近10家企业，韩国的三星显示器等。技术上最领先的为先峰音响、出光兴产(材料)、三洋电机、TDK等。特别是先峰音响公司己经开发出三代产品推向市场。

现在国际上小分子OLED器件的最高寿命可以达到：红色和绿色超过万4小时，蓝色达到1万小时，白光达到2万小时。最高发光效率可以达60lm/W。最低电压可以实现只需加上3-4Ｖ电压就能接近一般电视的亮度。最大面积400×400 mm2。

我国在OLED方面以大学为中心也开展了一些研究。也有一些企业已经投资或将要投资OLED技术。但从总体技术水平来看至少要比国际先进水平落后5－8年。特别是在要实现商业化所必须的关键技术和重要技术方面几乎是空白，发展趋势与当年的液晶产业极为相似。要想将OLED产业真正培养成为我国的民族产业，道路还十分艰难。图3为北京大学开发出的非动态图象演示器，其尺寸为80×80×0.7毫米,驱动电压为5V(本显示屏是在国家自然科学基金(90101013)，杰出青年科学基金(50125310)，863计划(2002AA324080)，973计划(2002CB613405)资助下研制成功的)。

与OLED产业化相关的现存问题

虽然OLED技术可称之为最理想的显示技术。但对它的研究开发历史并不长，要想真正实现其产业化，必须克服以下一些具体的难题；即因大面积化带来的问题，从单色显示到多色显示带来的问题，封装技术与使用寿命的问题，阴极电极微细化的问题，驱动技术问题等。

从实验室到工业化，器件的大面积化将带来工艺、设备技术和驱动技术等方面的问题。比如大面积基板的镀膜均匀性问题。有机膜的不均匀性将导致发光亮度和色彩的不均匀性，影响显示效果。显示面积增大，意味着器件必须有很高的瞬间亮度和高的发光效率，并在高亮度下有良好的稳定性。也就是说，在100cd/m2得到的所谓寿命数据并不能确保实际应用的寿命。透明电极ITO的面阻抗问题也将显得越来越突出。透明度高，阻抗小的ITO基板的开发将是有机电致发光技术工业化过程中的一个重大课题。

从单色显示到多色显示和彩色过渡时，将三种不同的发光材料分别镀在同一象素的非常临近的三个小区域上将是又一大难题。而且，对于用高分子发光材料的器件来说问题更为突出。另外，长期使用过程中的三基色的相对稳定性问题也会显现出来。这些问题必须通过材料、制造工艺和驱动电路技术来综合解决。
要实现商业化，使用寿命问题必须解决，从材料和器件结构着手是途径之一。但是封装技术也不能忽视，甚至更为重要。

驱动技术在实验室研究阶段或器件面积不大时不显得重要。因为不采用复杂的驱动电路也能实现良好的显示效果。但一旦考虑到产业化和大面积化。此问题就会变得非常突出。这是因为有机电致发光是一个电流支配过程，不同于在诸如液晶显示类的电压支配过程。而至今为止，还没有一套成熟地高度集成地大电流驱动IC。

阴极电极(多为活性大的金属)微细化问题也是在有机电致发光技术工业化过程中要遇到且必须解决地一个重要难题。其难就难在由于一旦镀上有机膜后，器件就绝对不能与有机溶剂及活性气体接触，也就是说不能采用二次加工的方式来形成微细阴极电极。

在有机电致发光技术的产业化过程中，虽然会遇到以上诸多难题，但由于OLED是一个划时代的高新技术。在所有的显示技术中，只有它才能真正地把显示屏带到野外，带进严寒地区，带到宇宙，真正地实现显示屏亮、轻、薄、快、低功耗、全方位等理想特性。相信随着研究开发的深入和完善，以上问题是可以得到解决的。