把显示器卷起来：有机发光材料细说

在电视、录像机发明之前，人们最熟悉的莫过于电影了。

在一个空旷的场所，支好放映机，挂好电影屏幕，当一束灯光从人们头顶越过，投射到布质银幕上时，图像就栩栩如生地展现在观众面前了。

这种布质屏幕又轻又薄，电影结束后，只要叠一叠，卷一卷，随便放到一个不碍眼的地方就可以了，这样的图像显示器实在是方便之极。

美国UDC公司制造的柔性显示屏；

相形之下，虽然现在的彩电和计算机显示器正在变得越来越轻、越来越薄，傻大笨粗已经成为过时的代名词。但如果与当年的电影屏幕相比，还是显得十分笨重，先别设想能不能用轻薄如纸来形容它们，单单是想把显示器折叠起来就几乎是天方夜谭了。然而，随着有机发光材料技术的发展，这种设想马上就要变为现实了。

用有机发光材料制造的显示器不仅可以变得很薄，给人们的生活带来方便，且与当今时尚的液晶显示器（LCD）相比，它还具有亮度高、节能、制造成本低等诸多优点。仅从发光机理上说，由于液晶自身不能发光，因此需要利用背光，而有机发光二极管（OLED）自身可以发光，OLED显示器注定要比液晶显示器节省能源。

此外，就是与发光二极管（LED）相比，OLED也有很多优势。有机发光材料不需要制备成晶体，因此，其生产和制造过程相对简单和容易。它们可以制成极薄的单层，由于不同有机发光材料可以产生不同的颜色，只要把它们组合到基板上，就可以获得完美画质。同时，由于它们对基板的要求不高，诸如便宜的玻璃、柔软的塑料以及金属片等均可作为它的基板。

也许在不久的将来，大型彩电、电脑显示器都可以卷起来塞在房间的某个角落。当塑料军用地图打开后，已不再是简单的线条，不再是静态的图纸一张，而是活生生的战场实况；而士兵用的电脑迷彩服能像变色龙一样，随着藏身处所的不同配置与周围环境相同的图案；甚至把电脑戴在手腕上或缝在衣服上也不会令人生出奇怪的感觉。

穿在身上的电子设备能用柔性OLED来制造。上图是美国UDC公司制造的样机；

OLED还可以应用于照明领域。譬如古典的建筑物，既有飞檐，又有圆柱，倘若照明设施能做到取势造型、依形布局，对于保持古建筑的风格尤为重要；家庭居所的灯光可以发自天花板或墙上的壁纸，既节省了空间，又能美化居室环境，可谓两全其美。

第一个有源矩阵OLED显示器，它为柯达Easy Share LS633相机提供2.3英寸显示屏；

虽然OLED要在照明市场上击败LED尚需假以时日，但它在显示器方面的巨大潜力，已经引发了全球近100多家公司和企业的投资热潮。目前，OLED主要应用在低能耗小型电子产品中，继柯达和三洋公司2002年联手将其应用于数码相机和手机显示屏之后，近年又推出了15英寸电脑显示器原型机。2003年全球有机材料显示市场为2.19亿美元，预计2009年将高达31亿美元。
半导体为什么会发光

要追溯OLED的研发历程，恐怕还要从半导体说起。

1947年，人类首先开发出晶体管；1962年，哈隆亚克发明了LED。在商业上，它们最初应用在计算器和手表上，早期计算机的小红灯就是由它们制成，后来很快应用到交通信号灯。LED可以产生激光，光纤通信就是激光和光导纤维相结合的产物，现在极为普遍的CD和DVD都与它密切相关。自从1990年开发出蓝光LED之后，摩天大楼以及广场上开始出现蔚为壮观的大屏幕彩色电视墙，它们是由数十万个LED芯片所组成的。不过，要想将LED应用到掌上电脑或笔记本计算机上却并不实际。

LED与OLED都是由半导体制成，半导体的导电性能介于导体与绝缘体之间。半导体材料的束缚电子与自由电子之间的能隙很小。在给定电压下，电子获得足够能量后就会发生能级跃迁并开始导电。半导体中若人为地掺入少量杂质可形成掺杂半导体，杂质对半导体导电性能影响很大。在技术上通常通过控制杂质含量（即掺杂）来控制半导体导电特性。经过掺杂处理之后，半导体更容易导电；如果掺入的原子的外层电子数比原半导体材料的外层电子数少，则如同拿掉了电子，因此留下了带正电的空穴，称之为P型半导体，如四价原子硅晶体中掺入三价硼原子。容易获取电子的原子称为受主，P型半导体由受主控制材料导电性。反过来，如果掺杂之后有多余的电子，称之为N型半导体。在四价原子硅晶体中掺入五价原子，例如磷或砷，就可形成N型半导体。易释放电子的原子称为施主，N型半导体由施主控制材料导电性。将电子添加到P型材料，则电子在遇到空穴后就可能掉到较低的能带上，放出能量与能隙相同的光子，其波长取决于发光材料的能隙大小。

要产生可见光，有机材料的低能带与高能导带之间的能隙大小必须落在狭窄的范围内，大约2至3电子伏特。所谓电子伏特是指一个电子被一伏特的电位差加速后所得到的动能。能量为1电子伏特光子的波长为1240纳米，相当于红外线的波长；能量为2电子伏特光子的波长为620纳米，其颜色偏红。