自1987年就職于美國(guó)柯達(dá)公司的我國(guó)香港鄧青云博士首次研制出具有實(shí)用價(jià)值的OLED顯示器件以來(lái),OLED以其主動(dòng)發(fā)光、廣視角、快速響應(yīng)等特性受到業(yè)界的廣泛關(guān)注。
第三代夢(mèng)幻顯示器
與目前占主導(dǎo)地位的液晶顯示器(LCD)和等離子顯示器(PDP)相比,OLED無(wú)論在顯示性能還是器件制造方面都具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),是目前業(yè)界公認(rèn)的一種理想的平板顯示器,被稱(chēng)為第三代“夢(mèng)幻顯示器”。概括起來(lái),OLED具有以下競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì):
第一,主動(dòng)發(fā)光,更輕更薄更省電。OLED材料自身可以發(fā)出紅、綠、藍(lán)等顏色的光,因此不需要LCD必備的背光源和彩色濾光板,這種簡(jiǎn)單的器件結(jié)構(gòu)使OLED在相同屏幕尺寸的情況下,厚度不到LCD的1/2,重量不到LCD的1/3,功耗不到LCD的2/3。
第二,可視特性?xún)?yōu)異:亮度高、色彩豐富、對(duì)比度大、響應(yīng)速度快、視角大、幾乎不受環(huán)境光的影響。OLED材料亮度大于100000cd/m2,遠(yuǎn)超過(guò)液晶顯示器,對(duì)比度更是高達(dá)100萬(wàn)比1,色彩還原能力超過(guò)LCD2倍,響應(yīng)速度超過(guò)LCD1000倍,且在360°視角范圍內(nèi)無(wú)亮度色彩損失,陽(yáng)光直射下也幾乎不受影響。
第三,適于各種惡劣的使用環(huán)境:工作溫度范圍寬、耐沖擊、抗震動(dòng)。OLED工作溫度范圍在40℃~80℃,且由于OLED為全固態(tài)結(jié)構(gòu),無(wú)真空、無(wú)液體物質(zhì),抗震性好,可適應(yīng)野外、飛機(jī)和宇宙飛船上的巨大加速度、振動(dòng)等惡劣環(huán)境。
第四,制造成本低。OLED器件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制程工序約為L(zhǎng)CD的2/3,大規(guī)模生產(chǎn)后,OLED成本比LCD低40%。
第五,OLED可做成能卷曲的柔性顯示器。易實(shí)現(xiàn)軟屏顯示,制成便于攜帶的可卷曲的顯示器,未來(lái)的應(yīng)用范圍十分廣闊。
第六,OLED易于制成薄而透明的顯示器。
第七,OLED器件可用于照明。以平面發(fā)光為特點(diǎn)的OLED與其他光源相比具有高效、環(huán)保、安全等優(yōu)點(diǎn),目前用于照明的白光OLED器件效率已達(dá)到50lm/W,壽命超過(guò)5000小時(shí),街邊路燈或室內(nèi)燈具換上OLED將不會(huì)太遙遠(yuǎn)。LCD為達(dá)到更佳的顯示效果,也正借助于OLED作為其背光源。
AMOLED技術(shù)是方向
OLED技術(shù)發(fā)展方向,總體來(lái)說(shuō),是從小尺寸、低分辨率的PMOLED向大尺寸、高分辨率的AMOLED發(fā)展,同時(shí)研究柔性顯示器及白光照明等。需要解決的技術(shù)重點(diǎn)包括以下方面:
一是研發(fā)用于A(yíng)MOLED的低溫多晶硅TFT技術(shù),尤其解決結(jié)晶化技術(shù)、TFT亮度補(bǔ)償技術(shù)及TFT基板制程工藝等。
二是增加OLED的亮度。目前OLED顯示器的實(shí)際亮度遠(yuǎn)未達(dá)到其理論值,需研究新的器件結(jié)構(gòu)如在陰陽(yáng)極內(nèi)側(cè)加緩沖層、選用逸出功低且大氣穩(wěn)定性好的陰極材料、開(kāi)發(fā)逸出功大且透光性好的陽(yáng)極材料、研究能級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)發(fā)光更有效的有機(jī)材料等。
三是增加器件的壽命和穩(wěn)定性。盡管OLED壽命已達(dá)到近3萬(wàn)小時(shí),但與CRT、LCD相比仍有較大的差距,因此提高器件的發(fā)光效率,減少發(fā)熱對(duì)器件壽命的影響,同時(shí)改進(jìn)制備工藝,加強(qiáng)對(duì)基底材料的超凈處理并減少氧、水汽對(duì)器件的侵蝕,以提高器件壽命和穩(wěn)定性是OLED技術(shù)發(fā)展需解決的重要問(wèn)題。
四是進(jìn)行新的高效有機(jī)材料的研究。OLED技術(shù)發(fā)展的另一重要方面是研究低驅(qū)動(dòng)電壓、高發(fā)光效率的新型有機(jī)發(fā)光材料,進(jìn)行熒光材料的改性及磷光材料研究。
五是改善生產(chǎn)工藝,提高成品率,降低成本,確保市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
我國(guó)并未落后
目前全球加入OLED市場(chǎng)競(jìng)逐的廠(chǎng)商合計(jì)有100家以上,包括IT行業(yè)絕大多數(shù)大型跨國(guó)公司,如制造廠(chǎng)商有三星SDI、LGD、索尼、夏普、精工愛(ài)普生及我國(guó)臺(tái)灣的奇晶、錸寶等廠(chǎng)商;材料開(kāi)發(fā)商有柯達(dá)、劍橋顯示技術(shù)公司、通用顯示公司、住友化學(xué)等;設(shè)備制造商有日本真空、大日本印刷、韓國(guó)斗山等。
雖然國(guó)際上OLED研發(fā)的單位較多,但核心技術(shù)主要掌握在柯達(dá)、通用顯示公司、劍橋顯示技術(shù)公司三家歐美公司手中。其中在PMOLED市場(chǎng),錸寶穩(wěn)居全球出貨量第一,在A(yíng)MOLED市場(chǎng),SDI處于領(lǐng)先地位,而索尼于2007年12月在全球最早推出了11英寸OLED電視。就整個(gè)行業(yè)來(lái)看,目前OLED正處在由技術(shù)研發(fā)向產(chǎn)業(yè)化過(guò)渡的初期,其中SDI、索尼代表了OLED行業(yè)的技術(shù)領(lǐng)先水平。
我國(guó)在OLED技術(shù)方面的研究起步并不晚,1991年國(guó)內(nèi)已經(jīng)開(kāi)始研究OLED,到目前為止,除臺(tái)灣錸寶、奇晶等業(yè)內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)外,大陸的四川虹視、維信諾、信利電子等均開(kāi)展了研究并已實(shí)現(xiàn)PMOLED量產(chǎn)。尤其四川虹視率先開(kāi)展了AMOLED研究,著重布局AMOLED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。根據(jù)計(jì)劃,2008年底可完成3英寸級(jí)AMOLED開(kāi)發(fā),有望取得重大突破。此外以清華大學(xué)、上海大學(xué)、華南理工大學(xué)、電子科技大學(xué)、長(zhǎng)春應(yīng)化所等為代表的高校及科研機(jī)構(gòu)也長(zhǎng)期開(kāi)展了OLED器件及有機(jī)材料方面的研究并取得了較大成果。
將迎來(lái)發(fā)展良機(jī)
在CRT時(shí)代我國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為被動(dòng),在LCD時(shí)代產(chǎn)業(yè)發(fā)展處于落后水平,而在發(fā)展第三代顯示技術(shù)———OLED產(chǎn)業(yè)方面中國(guó)最有機(jī)會(huì)擺脫國(guó)外大公司的技術(shù)壟斷,占領(lǐng)中國(guó)這一世界平板顯示產(chǎn)業(yè)的巨大市場(chǎng),從而實(shí)現(xiàn)顯示產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國(guó)的夢(mèng)想。
第一,世界OLED產(chǎn)業(yè)還處于產(chǎn)業(yè)化初期,全球涉足OLED產(chǎn)業(yè)的企業(yè)雖然很多,但目前基本處于研發(fā)階段,且產(chǎn)品主要是小尺寸PMOLED器件,真正對(duì)LCD構(gòu)成威脅的AMOLED器件實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的只有少數(shù)幾家公司。
第二,在技術(shù)方面中國(guó)與世界處于同一起跑線(xiàn)。OLED技術(shù)目前還不成熟,各個(gè)企業(yè)在消化柯達(dá)和劍橋CDT專(zhuān)利技術(shù)方面的進(jìn)度大致相同,誰(shuí)能在發(fā)光材料和器件的研制及制造工藝方面率先取得突破,誰(shuí)就可能取得行業(yè)主導(dǎo)權(quán)。
第三,投資相對(duì)較低。OLED的投資規(guī)模約數(shù)千萬(wàn)至數(shù)億美元,不到TFT-LCD生產(chǎn)線(xiàn)投資規(guī)模的一半,極大地降低了市場(chǎng)進(jìn)入的門(mén)檻和投資風(fēng)險(xiǎn)。
第四,我國(guó)OLED產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)良好。我國(guó)在有機(jī)發(fā)光材料的合成方面已掌握了很多關(guān)鍵技術(shù),這對(duì)我國(guó)進(jìn)入OLED產(chǎn)業(yè)是一個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì);四川虹視、維信諾、信利已建設(shè)OLED量產(chǎn)線(xiàn),清華大學(xué)、華南理工大學(xué)等一批高校也取得了較大的OLED研究成果;香港晶門(mén)科技、中潁電子已成為全球?yàn)閿?shù)不多的OLED驅(qū)動(dòng)IC開(kāi)發(fā)商;此外,我國(guó)臺(tái)灣憑借在IT制造方面的優(yōu)勢(shì),以錸寶、攸景、奇晶、統(tǒng)寶等為代表的一批企業(yè)已走在世界OLED產(chǎn)業(yè)化的前列。
第五,我國(guó)市場(chǎng)潛力巨大,可為OLED產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入持續(xù)的動(dòng)力。憑借OLED出眾的顯示性能,作為顯示產(chǎn)業(yè)終端制造和消費(fèi)大國(guó),我國(guó)OLED的市場(chǎng)前景廣闊。
我國(guó)顯示產(chǎn)業(yè)突出重圍的機(jī)會(huì)來(lái)了,但是要抓住良機(jī),推動(dòng)我國(guó)OLED產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,還需解決以下問(wèn)題:
首先,OLED是技術(shù)資金密集型產(chǎn)業(yè),也是信息產(chǎn)業(yè)前沿技術(shù),需要國(guó)家相關(guān)部門(mén)站在戰(zhàn)略的高度對(duì)OLED產(chǎn)業(yè)進(jìn)行整體規(guī)劃,集中資源,強(qiáng)化自主創(chuàng)新,引導(dǎo)和鼓勵(lì)企業(yè)加入OLED產(chǎn)業(yè)鏈并給予資金支持,形成可持續(xù)發(fā)展的能力。
其次,我國(guó)目前雖具有一定的OLED產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),但產(chǎn)業(yè)鏈尚未現(xiàn)成,需要以建設(shè)產(chǎn)業(yè)鏈的思路,形成包括原材料、設(shè)備、驅(qū)動(dòng)IC、終端應(yīng)用集聚的產(chǎn)業(yè)配套體系,解決目前“產(chǎn)、學(xué)、研、用”脫節(jié)的問(wèn)題。
最后,形成以企業(yè)為龍頭,集聚高等院校、科研機(jī)構(gòu)、海外力量的國(guó)家級(jí)OLED工程技術(shù)中心,重點(diǎn)研究AMOLED,著力培養(yǎng)一支高級(jí)技術(shù)專(zhuān)家隊(duì)伍,切實(shí)打造中國(guó)OLED產(chǎn)業(yè)。(作者系四川虹視顯示技術(shù)有限公司)