未来新星 浅谈OLED显示技术

未来新星 浅谈OLED显示技术

新型显示器件发展迅速，是继电子管、半导体集成电路后，形成的又一个规模庞大的电子器件产业，其应用范围涵盖彩电、计算机、计算器、游戏机、 PDA 、手机及室外大屏幕显示等方面。新型显示技术及相关产业的产品占到信息产业总产值的 30% 以上，成为电子信息产业的基础支撑产业之一，其发展快慢、技术水平高低，直接影响整个电子信息制造业的发展。

　　 显示技术的不断进步带动了显示产业跨越式的发展，显示器市场更加强调轻薄、高画质、人性化等功能。从传统的黑白、彩色、超平、纯平 CRT 显示器，到如今大放异彩的 LCD、PDP 平面显示器，显示产业的规模日渐壮大。 OLED 技术的飞速发展已经动摇了 LCD 与 PDP 的霸主地位，成为未来显示领域极具竞争力的新星。

　　 OLED 显示技术是一门相当年轻的显示技术，依其所使用的有机半导体材料大致可分为小分子器件和高分子器件（ PLED ）两种。小分子 OLED 技术发展的较早，因而技术也较为成熟。高分子器件（ PLED ）的发展始于 1990 年，由于聚合物可以采用旋涂、喷墨印刷等方法制备薄膜，从而有可能大大地降低器件生产成本，但目前该技术远未成熟。

　　 由于 OLED 具有高亮度、宽视角、响应速度快、易于实现高分辨率全彩色显示、低电压直流驱动、低功耗、发光效率比高、温度特性宽、耐恶劣环境能力好等优点，而且成本低，制造工艺简单，所以非常适用于手机、 PDA 、数码相机、 DVD 、 GPRS 等小尺寸显示，其产业前景正受到世界各国的普遍关注。 OLED 显示技术在过去 10 多年的时间里取得了巨大的进展。目前荧光小分子器件发光效率已经超过 16 lm/w ；而磷光小分子器件的发光效率则已接近 30 lm/w。；能够推出全彩色 OLED 的公司和研究单位越来越多，采用低温多晶硅 TFT 驱动的全彩色器件也已经被开发了出来；白光 OLED 得到了广泛的重视，已制成的白光器件可以在 100cd/m2 亮度下保持较长时间。有机发光显示技术基本达到了实际应用的要求，特别是在发光效率方面， OLED 远远高于 PDP 的水平。

　　 目前，OLED 技术能够满足实用化的要求，但技术的优势还没有发挥出来，在材料、彩色化、大尺寸、柔软显示 IC 、封装和生产工艺等方面都还有改进的余地。从长远来看， OLED 未来的发展将沿着小尺寸、中尺寸、大尺寸、超大尺寸，单色、多色、彩色，无源、有源硬屏、软屏的方向进行发展，最理想的显示器应该是 TFT-AM-OLED。

全球 OLED 产业发展迅速

　　 随着 OLED 显示屏越来越多地用于替代手机中的 LCD 显示屏， 2003 年全球 OLED 的显示屏面板市场的销售收入达到 2.51 亿美元，而到 2004 年全球 OLED 显示屏面板市场的销售收入就突破了 4.08 亿美元，同比增长了 63%。 iSuppli 预测，全球 OLED 显示屏面板市场 2005 年的销售收入将达到 6.15 亿美元，比 2004 年增长 50.7%。

2004 年全球 OLED 显示屏面板的销售量为 3100 万块，几乎比 2003 年的 1680 万块的销售量增加了一倍。

2004 年，三星 SDI 在全球 OLED 显示屏面板市场排名第一位，占市场份额的 44%，超过了日本的先锋公司。

2004 年，全球 OLED 显示屏面板市场的销售收入有 89% 来自于手机市场。在未来 10 年内，手机将一直是 OLED 显示屏的最大的应用市场。

　 根据 Display Search 最新的统计数据， 2005 年第三季全球 OLED 出货量为 1670 万片，产值达到 1.309 亿美元，较去年同期增长 144%。预测到 2008 年，全球 OLED 产业有望快速增长到 22 亿美元以上。

　 目前全球已经量产的 OLED 生产线至少有多条，中试线也有几十条之多。国际上从事 OLED 研究开发及产业化的公司有一百家以上，其中一部分公司已开始进行批量生产。日本厂商在 OLED 的技术上起步较早，以东北先锋为首， TDK 、三洋电机、索尼、精工 - 爱普生、 NEC 等大厂在 OLED 技术的开发上都投下不少心力。欧美地区也有众多公司投入研发，如： CDT 、 Kodak 、 DuPont 、 UDC 、 eMagin 、 Philips 等，韩国已有三星、 LG 、现代等 10 余家企业宣布涉足 OLED 产业，台湾地区也有来宝、东源激光、友达、胜园等 14 家厂商投入到 OLED 产业。

　　 近几年 OLED 发展很快， 2001 年索尼和三星分别研制成功 13 和 15.1 英寸有源有机发光显示屏， 2002 年东芝研制成功 17 英寸 TFT OLED 样机， 2003 年索尼推出了 24 英寸 TFT OLED 样品， 2004 年精工爱普生开发出 40 英寸有机电致发光显示器面板。

我国 OLED 产业发展现状
2003 年，国内信利半导体引进了一条小批量 OLED 生产线，目前正在进行产品及市场方面的开发， 2005 年 10 月份投产，主要生产无源 OLED。
　　 清华大学于 1996 年成立 OLED 项目组从事 OLED 技术研究，建成了中国大陆第一个 OLED 中试线。上海广电从事多年 OLED 技术研究，在 2005 年一季度建成中试线，进行小批量生产。上海大学于 1990 年开始 OLED 研究工作，研制出白色发光器件和绿色矩阵显示器件。吉林大学从 1994 年开始在新型 OLED 材料开发及性能研究方面开展了深入系统的研究工作，在新型电致发光配合物材料方面取得了一些有创新性的成果。

2005 年 11 月 6 日，清华大学和北京维信诺公司在昆山建立了我国内地首条 OLED 大规模生产线，投资金额预计达 7.5 亿元人民币。清华大学和维信诺的 OLED 产业化发展规划包括两个阶段：第一阶段建设两条中小尺寸 OLED 生产线， 2005 ～ 2006 年建设第一条 OLED 大规模生产线， 2008 年前后再建设第二条生产线，产品主要用于手机、 MP3 播放器、车载显示器和数码相机上，两条生产线产能开辟后，年产中小尺寸 OLED 器件将达 2000 万件左右，年产值约为 12 亿元人民币。第二阶段将根据市场和技术发展情况，在 2008 年后投资建设 1 条大尺寸 OLED 生产线，产品拓展至 10 英寸以上的全彩显示器。

核心技术已经有所突破
　　 目前我国 OLED 的技术和产业化整体水平与国外仍有两年左右的差距，但是在部分核心技术上已经具有国际先进水平，并取得了一定的研究成果。
　　 在器件结构方面，我国开发的单层结构器件减少了材料、设备和工艺过程，降低了成本；
　　 在材料方面，吉林大学开展了三线态磷光材料的性能研究，维信诺和清华大学联合开发的红光材料获得很高的发光亮度；
　　 在 OLED 的彩色化方面，我国也已经开发出 26 万色全彩 OLED 样品，已经追上世界水平。

与国际水平的差距
　　 尽管取得了很大进展，但与国际水平相比，我国在 OLED 的技术和产业化方面仍然存在一定差距：
在知识产权方面
　　 低分子 OLED 材料和结构的基本专利主要掌握在美国柯达公司手里，有些专利将要过期，但其一系列后续专利，仍然形成了比较完整的专利体系。高分子 PLED 材料和结构的基本专利主要掌握在英国 CDT 公司和美国 DuPont 等公司手中。在有源驱动方面，日本的三洋、 Sharp 、 SEL 、 Eldis 韩国的三星、 LG 、台湾的工研院都掌握一定量的核心专利。我国清华大学和维信诺已申请了 42 项国内外 OLED 专利，吉林大学和长春光机所各申请了 10 项。这些专利涉及 OLED 材料、器件结构、工艺技术以及驱动技术等。国际上， OLED 专利持有者在 80 年代末的不超过 5 家，现在已经发展到了 200 多家，核心技术的不断突破，使得各专利持有者的互补性越来越强，没有一家公司能够仅凭自身的专利技术就能生产出最先进的产品，知识产权方面的合作不可避免。
在技术方面
　　同国际前沿有机发光显示技术比较，我国还存在明显的一些技术差距。突出表现为：有机发光红绿蓝三色材料解决方案不完善，无法提供具备实用性的蓝光发光材料；磷光材料的红绿蓝三色实用化材料还没有开发成功。
在生产设备方面
　　我国没有 OLED 生产设备的制造厂商，关键设备在日本、韩国、欧洲企业手中。除此之外 ITO 玻璃、光刻胶等原材料，也都存在类似的问题。
在生产方面
　　由于我国 TFT 技术发展滞后，面板的制备技术薄弱，生产管理经验积累不足，因此在有源 OLED 的生产工艺开发方面难度较大，同时也缺乏生产管理人才，这是我国 OLED 产业化建设的弱点。总之我国 OLED 上下游产业链尚不完备， OLED 高素质的技术和管理人才紧缺，政府和企业对 OLED 的资金投入不够等都制约了我国产业化的进展。
在驱动 IC 方面
　　全球已经有多家公司在从事 OLED 驱动 IC 的设计和生产，而我国只能从国外引进驱动 IC ；在大尺寸和彩屏技术上由于设备条件相对落后，资金投入相对缺乏，目前与国外发展有很大差距；这些环节上存在的不足都一定程度地制约了我国有机发光显示技术的发展。
　　2006 年，大屏幕显示器件市场将继续扩大，竞争将继续升温，随着在材料研究、工艺技术、生产设备、成本控制、半导体技术和市场应用等方面的不断进步，今后 3-5 年将是 OLED 技术走向成熟并迎来市场高速增长的阶段。我国 OLED 企业需要抓住机遇，增强自主开发能力，加速 OLED 本土制造和大规模生产，完善 OLED 产业链。

来源：投影时代