引言

      顯示器工業(yè)發(fā)展在近幾十年中迅速發(fā)展，得到了極大的令人興奮的成績(jī)——有機(jī)發(fā)光二極管（organic LED，縮稱OLED）。有機(jī)半導(dǎo)體是由聚集的非晶分子所形成的，此是一種固體、非結(jié)晶物料，沒有固定形狀的，一般來講有兩類有機(jī)發(fā)光體，由“小”與“高”分子來區(qū)分。

　　OLED是有機(jī)分子薄膜組成的固體化器件，在施加電力下便產(chǎn)生光，可用它們來制造更光亮、更鮮明的自發(fā)光顯示屏，更是不需要背光的，造出的顯示屏比今日采用的傳統(tǒng)發(fā)光二極管（LED）或液晶顯示器（LCD）還要薄許多及功耗低許多。下面就來簡(jiǎn)單介紹下這項(xiàng)新興發(fā)光技術(shù)。

　　1 OLED如何發(fā)光？

　　OLED顯示屏乃是把數(shù)塊薄層的有機(jī)材料疊加一起，其發(fā)光形式與LED類似，不過其過程則稱為“電發(fā)磷光”（electro-phosphorescence）它采用發(fā)出紅光、綠光、藍(lán)光、或白光的物質(zhì)，不需任何其他的發(fā)光源，OLED材料顯示光亮、清晰的圖像，在幾乎任何角度下都容易觀看。

　　OLED發(fā)光的過程是這樣：

　　a 當(dāng)電池或電源電路施加電壓到OLED上時(shí)，電流便從陰極流過有機(jī)層至陽極。

　　b 陰極給與電子往有機(jī)分子的放射層。

　　c 陽極從有機(jī)分子的導(dǎo)電層消去電子。

　　d 在放射層與導(dǎo)電層之間的邊界，電子找電洞，當(dāng)電子找到一個(gè)電洞時(shí)，電子填入該洞中（它墜入失去電子的原子里跳進(jìn)另一能階）。

　　e 當(dāng)電子發(fā)生跳躍時(shí)，它釋放能量，以光子形式出現(xiàn)，OLED發(fā)出光輝。

　　光的顏色取決于放射層中有機(jī)分子的類別，制造商把數(shù)類有機(jī)片放置在同一OLED上，造成富色彩的顯示屏，光的強(qiáng)度（或亮度）決定于施加的電流量，電流越大就更光亮。

　　摻雜或者強(qiáng)化有機(jī)材料，有助于控制光的顏色和亮度，另外，制造商可選擇有機(jī)材料的結(jié)構(gòu)——“小”（單）分子或復(fù)雜分子鏈（聚合物）——迎合生產(chǎn)設(shè)施。

　　2 OLED的成分

　　OLED與普通LED一樣，同是固體化半導(dǎo)體器件，厚度100至500nm，大約比人類頭發(fā)幼200倍。OLED可以有兩層或三層有機(jī)材料，在三層設(shè)計(jì)中，第三層有助于傳送電子由陰極往放射層。在本文中會(huì)集中講述二層設(shè)計(jì)。

　　OLED內(nèi)里成分包括：

　　a 基片（清透的膠片、玻璃、薄膜）：基片支持整個(gè)OLED。

　　b 陰極（透明）：當(dāng)電流流過OLED時(shí)陽極抽出電子（加添電子“洞”）。

　　c 有機(jī)層：這些層由有機(jī)分子或聚合物所造成。

　　d 導(dǎo)電層：這層由有機(jī)塑料分子造成，目的在于由陽極而來的電洞。聚苯胺（polyaniline）是用于OLED的其中一種導(dǎo)電聚合物。

　　e 放射層：此層也用有機(jī)塑料分子造成（不過有別于導(dǎo)電層），它傳送來自陰極的電子，聚芴酮（polyfluorenone）是用于放射層的其中一種聚合物。

　　f 陰極（視OLED類別而定可以是不透明的）：當(dāng)電流流過OLED時(shí)陰極注入電子。

　　3 制作過程

　　制造OLED過程中絕大部分將有機(jī)層涂布在基片上，可通過以下方法完成：包括真空淀積/真空熱汽化，有機(jī)汽相淀積、噴墨打印等。

　　真空淀積或真空熱汽化法。在真空室里，有機(jī)分子漸漸被加熱（蒸發(fā)），并經(jīng)冷凝，在冷凍的基片上形成薄膜。這種制造技術(shù)昂貴，效率不高。

　　有機(jī)汽相淀積法。在低壓、熱內(nèi)壁的反應(yīng)室里面以載汽傳送汽化的有機(jī)分子到冷凍的基片上，冷凝而成薄膜。采用載汽提高效率，降低制造OLED的成本。

　　噴墨打印法。利用噴墨技術(shù)，將有機(jī)分子噴射于基片上，情況就好像在電腦打印時(shí)墨水噴射到紙上，噴墨技術(shù)大大降低制造OLED的成本，也使到OLED能印刷在很大的基片上，為比如203厘米（80寸）電視或電子告示板制造巨型屏幕。

　　4 OLED的種類

　　OLED可分無源陣列式、有源陣列式、透明的、上面發(fā)光的、可折疊的、白色的，每一種有不同用途。

　　4.1 無源陣列式OLED

　　此類OLED有一條條排列的陰極，有機(jī)層及一條條排列的陽極，陽極條與陰極條互成直角排列，陰極與陽極交接點(diǎn)便造成像素，此處可發(fā)出光輝，只要外部電路施加電流至被選定的陰極條和陽極條的話，便可確定哪些像素亮及哪些像素滅。每一像素的亮度是與施加的電流成正比。

　　無源陣列OLED雖易于制造，可是損耗的功率卻比其它類型的OLED多，主要是由于外部電路對(duì)電力需求所致。對(duì)于文字及圖標(biāo)顯示它是有效率的，適合于小屏幕上（2至3寸對(duì)角），例如使用于轉(zhuǎn)移電話、PDA、MP3播放機(jī)。即使外部電路是這樣，無源陣列OLED損耗電池功率仍低于目前在這些裝置中采用的LCD。

　　4.2 有源陣列式OLED

　　這種OLED有全層的陽極，但陽極卻覆蓋有薄膜晶體管（TNT）——排成陣列，這晶體管陣本身就是決定那些像素點(diǎn)亮，從而形成影像。

　　有源陣列OLED對(duì)電力損耗較無源陣列OLED低，原因是TFT陣需求功率比外部電路少，所以對(duì)大型顯示屏這是效率優(yōu)勢(shì)；也有快速的刷新速度。有源陣列OLED使用在電腦顯示屏、大屏幕電視，電子告示板或路牌。

　　有源陣列OLED顯示屏把內(nèi)含電路的陰極、有機(jī)物、陽極、基片等各層疊在一起，像素是由有機(jī)材料于連續(xù)、分立的“點(diǎn)”圖案來定義，每一像素是直接啟動(dòng)的，由相關(guān)的電路傳送電壓至陰極與陽極物料，激勵(lì)中央的有機(jī)層。

　　有源陣列OLED像素的開關(guān)速度比傳統(tǒng)動(dòng)畫電影快三倍，使到這些顯示屏對(duì)于播放流暢的全動(dòng)感視頻非常理想?；蜏囟嗑Ч琛行实貍魉碗娏鳎渚C合的電路可削減有源陣列OLED顯示屏的重量和成本。

　　4.3 透明OLED

　　透明OLED只有透明成分（基片，陽極與陰極），當(dāng)熄滅時(shí)，透明程度與其基片一樣多達(dá)85%，在亮著時(shí)它給光在前后兩方向射出。透明OLED可以是無源陣列，也可以是有源陣列，這種技術(shù)可用于平視顯示器上。

　　4.4 上面發(fā)光OLED

　　此類OLED的基片是不透明的或者呈反射的，適宜于有源陣列設(shè)計(jì)，上面發(fā)光OLED很有可能用于聰明卡上。

　　4.5 可折疊OLED

　　此類OLED的基片是用非常柔軟的金屬薄片或膠片造成，易用及非常輕薄是其特點(diǎn)，將之使用于移動(dòng)電話及PDA上可減低破裂——回收或修理的主要原因，可折疊OLED顯示器也可縫進(jìn)織維時(shí)，制造“聰明”衣，比如戶外救生衣，結(jié)合于電腦芯片、移動(dòng)電話、GPS接收器。

　　4.6 白光OLED

　　其發(fā)出的白光要比螢光燈更強(qiáng)，更均勻、更高能源效益，它也有螢光的真彩色質(zhì)素。由于OLED可造成大型的塊片，可取代目前在家居及辦公室采用的螢光燈，在照明用途上有潛力削減耗電費(fèi)用。

　　5 比LCD及LED優(yōu)勝

　　LCD是目前在小型裝置中選用的顯示屏，也流行于大屏幕電視，常規(guī)LED經(jīng)常在數(shù)字鐘及其他電子裝置上用作數(shù)字顯示，不過，OLED提供許多優(yōu)點(diǎn)皆超越這些LCD與LED：

　　a OLED的塑料有機(jī)層比LED或LCD的結(jié)晶層更薄、更輕、更柔軟。

　　b 由于OLED發(fā)光層很輕，OLED基片是柔軟而非堅(jiān)硬，所以O(shè)LED基片可以是塑料的，比LED及LCD所用的玻璃基片更安全。

　　c OLED比LED更光更亮，由于OLED的有機(jī)層比LED相應(yīng)的無機(jī)晶體管薄許多，這樣OLED的導(dǎo)電與放射層就可以造成多層式，還有，LED與LCD同要玻璃做支持，而玻璃吸收一些光。反之，OLED不需要玻璃。

　　d 與LCD很不同，OLED不需要背光，濾光鏡與偏振鏡，LCD工作是通過選擇遮蔽背光的區(qū)域，從而造出你看見的影像。不過，OLED是自己產(chǎn)生的，正由于OLED不靠背光，耗電方面就遠(yuǎn)低于LCD了（LCD損耗大部分在背光上），對(duì)于比如移動(dòng)電話的電池操作裝置來講這一點(diǎn)尤其重要。

　　e OLED易于制造，可生產(chǎn)大型顯示屏，由于它們主要是塑料成分，可造出闊而薄。LCD要生長(zhǎng)及放置如此多的液晶是極其困難的。

　　f OLED有闊的視場(chǎng)——約180度。由于LCD是以遮蔽光來操作，在某些角度下就會(huì)有內(nèi)在的視線阻礙，OLED自己產(chǎn)生光，所以提供非常廣闊的視野范圍。

　　綜合其優(yōu)點(diǎn)，包括更光亮更清晰顯示器：制造簡(jiǎn)單以致成本低和更堅(jiān)固的顯示模塊：以及快速反應(yīng)得以有全彩色的視頻圖像——即使在低溫下。

　　6 現(xiàn)在與將來的應(yīng)用

　　在OLED領(lǐng)域中的研發(fā)正迅速向前邁進(jìn)，并且會(huì)領(lǐng)導(dǎo)將來在平視顯示屏、汽車儀表板、電子告示板、家居與辦公室照明。以及軟性顯示屏等應(yīng)用上。由于OLED刷新的速度比LCD快近一千倍，因此，設(shè)有OLED顯示屏的裝置就可以在近乎實(shí)時(shí)的改變信息，視頻圖像更富真實(shí)感，并不斷地更新。未來的新聞報(bào)紙將會(huì)是OLED顯示屏，即時(shí)看見突發(fā)新聞，并且也好像傳統(tǒng)的報(bào)紙一檔。閱畢之后可將之折起及放入公事包或背包里。