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OLED技术与市场应用
自1979年柯达公司的邓青云博士发现了有机电致发光现象以来,OLED技术实用化、产业
化的步伐从此开始。OLED有机发光显示因其高亮度、宽视角、低功耗、主动发光、宽温等特性,被誉为继LCD之后的新一代显示技术。2005年美国CNN将OLED技术与个人电脑、因特网、
移动手机、无线网络等25项创新技术一道列为25年来改变人类生活最具影响力的技术。
OLED技术自诞生到现在,其发展的速度超过当今任何一种显示技术的发展速度。目前市场上已经有含OLED显示屏的MP3、手机、数码相机、车载显示器、家用电器在销售。随着其技术的不断成熟,我们可以预见在不久的将来,电视可以像一张纸一样挂在墙壁上,不用时像百叶窗一样卷来;也可以想像,我们的相机、手机或小电视都可以非常轻薄,可折叠任意弯曲,随意携带……
OLED具有八大优势
技术上不断取得新突破
OLED是指在电场驱动下,通过载流子注入和复合导致发光的现象。其原理是用ITO玻璃透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极,在一定电压驱动下,电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层,然后分别迁移到发光层,相遇形成激子使发光分子激发,后者经过辐射后发出可见光。辐射光可从ITO一侧观察到,金属电极膜同时也起了反射层的作用。
根据使用有机功能材料的不同,OLED器件可以分为两大类:小分子器件和高分子器件。根据驱动方式的不同,OLED器件也可以分为无源驱动型(Passive Matrix,亦称被动驱动)和有源驱动型(ActiveMatrix,亦称主动驱动)两种。
有机发光显示器件之所以受到人们的青睐,是因为其与LCD为代表的第2代显示器相比,有着突出的技术优点:
首先,具有低成本特性,工艺简单,使用原材料少。人们相信OLED将成为LCD替代性技术的最重要原因是其在降低加工成本方面的潜力,除了对材料和工艺方面的要求比LCD低近1/3外,OLED的加工工艺也比LCD简单了很多。据相关资料显示,OLED显示屏需要86道加工工序,而LCD屏则需要200多道。对于成本决定生命力的未来大屏幕显示领域,这无疑增加了OLED竞争的筹码。
第二,具有自发光特性,不需要背光源。
第三,具有低压驱动和低功耗特性,直流驱动电压在10伏以下,易于用在便携式移动显示终端上。
第四,具有全固态特性,无真空腔,无液态成分,机械性能好,抗震动性强,可实现软屏显示。使用塑料、聚酯薄膜或胶片作为基板,OLED屏可以做到更薄,甚至可以折叠或卷起来。目前由于在软基板上的涂镀等加工工艺还未成熟,可折叠或卷曲的显示器产品还没有商品化,但这一切都会在不远的将来实现。
第五,具有快速响应特性,响应时间为微秒级,是普通液晶显示器响应时间的1000倍。适于播放动态图像,具有宽视角特性,上下、左右的视角宽度超过170度。
第六,具有高效发光特性,可作为新型环保光源。
第七,具有宽温度范围特性,在-40℃至+80℃范围内都可正常工作。
第八,具有高亮度特性,显示效果鲜艳、细腻。
如今,世界范围内致力于OLED技术研发的机构、组织和公司正呈现勃勃生机。未来技术的发展趋势,仍然围绕着提高寿命、改善画质、大屏幕、柔性显示方面开展。
目前,业内技术的研发重点依然集中在使用寿命、大尺寸屏幕和高清晰度方面。近期在材料寿命、驱动、亮度、彩色化和柔性等方面均有大的突破。目前,CDT的蓝光材料寿命已达10万小时;Philips联手德国Novaled公司研制出亮度为1000cd/m2、功效达25lm/W的白光材料,这加快了OLED应用于照明的步伐;日本在OLED柔性显示性能方面有所创新;业界领先者三星电子,开发出新的OLED工艺技术,为其大规模生产大尺寸OLED显示器提供了可能。从三星2005年1月推出的21英寸和5月推出的40寸OLED电视屏,可一窥其工艺技术的突飞猛进,更加奠定了其在OLED业的主导地位。
市场应用前景广阔
引发投资大热潮
OLED市场应用前景十分广阔。今年第一、二季度频频上市的OLED显示屏,主要集中应用于MP3、手机、车载音响、3D目镜等的小尺寸显示屏。在MP3显示屏方面,OLED屏正在成为主流。
照明方面的应用也不可小视,一旦技术成熟,这将掀起一场全球照明业的革命。另外,OLED推陈出新的市场应用带给人们意想不到的惊喜。今年2月,加拿大的多媒体工程公司Digicharm推出了运用OLED技术的一种新型电子媒介,用于零售商店商品货架上的标签。此种OLED屏标签,可以展现动态的商品影像,播放品牌的促销广告。Digicharm宣称一个OLED显示屏仅花费电视屏幕的1/3的价钱,这种新的应用将最先在美国商店使用。
随着人们对数字生活更高品质的追求,显示性能杰出的电子产品逐渐受到人们的青睐。OLED以其卓越性能,使提高人们生活的品质成为可能。在刚刚过去的2004年,OLED市场收入令人欢欣鼓舞。根据全球权威平板显示器(FPD)市场调研和咨询机构Display Search
去年12月份的最新统计,OLED行业2004年全年总收入为3.28亿美元,比2003年增长41%。OLED已进入的产品领域包括手机主屏和副屏、汽车音响、MP3、工业仪表、PDA、车载仪表、数码相机和微显示器等领域,其中,手机副屏约2.2亿美元,占67%;汽车音响约为0.38亿美元,占11.6%;MP3屏为0.37亿美元,占11.3%,这三者占了约90%。未来的3年至5年内将是OLED市场的高速增长期,它将逐渐在中小尺寸市场替代LCD。
在今年第一季度全球OLED市场,我国台湾省铼宝(RitDisplay)公司销量超过三星名列第一,三星位居第二,台湾省悠景(Universion)公司排名第三。铼宝受MP3市场需求高涨驱动,今年第一季度超过韩国三星电子,一跃成为世界OLED面板最大的供应商。
全球OLED行业以日韩和欧美等发达国家领先。我国台湾省后劲十足,我国内地在政府部门的大力扶持下,OLED行业正奋起直追。在各国争先恐后加快OLED产业化步伐的同时,2005年再掀起了OLED投资热
潮,越来越多的国家、研究机构和公司参与到OLED的角逐中来。
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,取得了一定的研究成果。
例如,在器件结构方面,我国开发的单层结构器件突破了传统的双层和多层结构专利技术,减少了材料、设备和工艺过程,大大降低了成本;在材料方面,吉林大学在世界范围内率先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了具有自主知识产权的红光材料;在OLED的彩色化方面,我国也已经开发出高清晰度26万色全彩OLED样品,已经追上世界水平。
我国在技术上尚存差距
国内公司奋起直追
同国际前沿有机发光显示技术比较,我国还存在明显的技术差距。突出表现为:我国有机发光显示材料方面拥有的知识产权较少,需要加快研发进度。有机发光显示材料的研发和生产脱节,研发机构有很多,但是OLED材料的生产厂商却极少,更缺少有机发光显示材料的下游厂商,材料评估和产业化有障碍。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,目前还同国外发展有很大差距。这些环节上存在的不足,都一定程度制约了我国有机发光技术的发展。
目前,我国只有两条OLED中试线,推出了单色OLED产品。而国外已经有OLED生产线十几条,推出了6.5万色、多色和单色OLED产品。
在有机发光显示ITO玻璃国产化方面,目前国内还没有一家能够生产符合用于OLED生产的ITO玻璃。北京维信诺公司正在与国内一些厂家在做联合攻关,力争尽快实现ITO玻璃的国产化。除此之外,光刻胶等原材料也都存在类似的问题。
在生产设备方面,我国虽然有OLED生产设备的制造厂商,但是OLED的关键生产设备技术掌握在日本、韩国手中,我国只有通过进口才能得到。
在AMOLED开发、生产方面,由于我国TFT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AMOLED的生产工艺开发方面难度较大,这是我国OLED产业化建设的弱点。
尽管中国OLED进程当中困难重重,国内公司仍看好其发展前景,纷纷斥资开始进军OLED行业。1月18日,TCL集团在惠州启动OLED项目;维信诺科技、成都电缆五粮液、京东方、上广电、信利等公司正积极筹备OLED产业化。其中,维信诺科技与清华大学共同研发的OLED项目,
为推进我国OLED产业化进程做出了巨大贡献。维信诺公司已经具备OLED技术研发、生产和销售能力,目前正在紧锣密鼓地筹备大规模生产线。相信在不久的将来,中国OLED行业必定会搭乘上世界OLED产业化的快车,在未来的OLED市场占据有利地位。
(中国电子报)
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