OLED简介(全面介绍OLED_包括技术原理、制作过程_关键技术_国内外现状分析等)

OLEDOLEDOLEDOLED 简介简介简介简介 OLED 显示技术与传统的 LCD 显示方式不同，无需背光灯，采用非常薄 的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光。 而且 OLED 显示屏幕可以做得更轻更薄，可视角度更大，并且能够显著节省 电能。 目前在 OLED 的二大技术体系中，低分子 OLED 技术为日本掌握，而高 分子的 PLEDLG 手机的所谓 OEL 就是这个体系，技术及专利则由英国的科技 公司 CDT 掌握，两者相比 PLED 产品的彩色化上仍有困难。而低分子 OLED 则较易彩色化，不久前三星就发布了 65530 色的手机用 OLED。 不过，虽然将来技术更优秀的 OLED 会取代 TFT 等 LCD，但有机发光显 示技术还存在使用寿命短、屏幕大型化难等缺陷。目前采用 OLED 的主要是 三星如新上市的 SCH-X339 就采用了 256 色的 OLED，至于 OEL 则主要被 LG 采用在其 CU8180 8280 上我们都有见到。 为了形像说明 OLED 构造，可以将每个 OLED 单元比做一块汉堡包，发 光材料就是夹在中间的蔬菜。每个 OLED 的显示单元都能受控制地产生三种 不同颜色的光。OLED 与 LCD 一样，也有主动式和被动式之分。被动方式下 由行列地址选中的单元被点亮。主动方式下，OLED 单元后有一个薄膜晶体 管（TFT），发光单元在 TFT 驱动下点亮。主动式的 OLED 比较省电，但被 动式的 OLED 显示性能更佳。 目目目目 录录录录 1. OLED 的结构与原理.............................................................................................. 3 2. 有机发光材料的选用............................................................................................. 4 3. OLED 关键工艺..................................................................................................... 5 一、氧化铟锡(ITO)基板前处理........................................................................... 5 二、阴极工艺..................................................................................................... 6 三、封装............................................................................................................ 6 4. OLED 的彩色化技术.............................................................................................. 6 一、RGB象素独立发光...................................................................................... 7 二、光色转换..................................................................................................... 7 三、彩色滤光膜..................................................................................................8 5. OLED 的驱动方式..................................................................................................8 一、无源驱动（PM OLED）...............................................................................8 二、有源驱动（AM OLED）............................................................................ 10 三、主动式与被动式两者比较...........................................................................10 6. OLED 的优缺点....................................................................................................10 一、OLED 的优点.............................................................................................11 二、OLED 的缺点.............................................................................................11 7. OLED 的应用....................................................................................................... 12 一、OLED 在头戴显示器领域的应用.................................................................12 二、OLED 在MP3 领域的应用..........................................................................12 8. 中国大陆 OLED 产业化进程................................................................................ 13 一、研发单位................................................................................................... 13 二、产业化.......................................................................................................14 三、驱动 IC...................................................................................................... 14 9. OLED 市场前景....................................................................................................14 一、OLED 电视机市场......................................................................................14 二、商品化过程................................................................................................15 三、P-OLED 微显示器即将投入商用................................................................. 15 四、OLED 在显示和照明领域的地位.................................................................16 10. OLED 的技术分类.............................................................................................. 17 1. OLED 的结构的结构的结构的结构与与与与原理原理原理原理 OLED 的基本结构是由一薄而透明具半导体特性之铟锡氧化物(ITO)，与 电力之正极相连，再加上另一个金属阴极，包成如三明治的结构。整个结 构层中包括了：空穴传输层(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)。当电 力供应至适当电压时，正极空穴与阴极电荷就会在发光层中结合，产生光 亮，依其配方不同产生红、绿和蓝 RGB 三原色，构成基本色彩。OLED 的特 性是自己发光，不像 TFT LCD 需要背光，因此可视度和亮度均高，其次是 电压需求低且省电效率高，加上反应快、重量轻、厚度薄，构造简单，成 本低等，被视为 21 世纪最具前途的产品之一。 有机发光二极体的发光原理和无机发光二极体相似。当元件受到直流 电（Direct Current；DC）所衍生的顺向偏压时，外加之电压能量将驱动 电子（Electron）与空穴（Hole）分别由阴极与阳极注入元件，当两者在 传导中相遇、结合，即形成所谓的电子-空穴复合（Electron-Hole Capture）。 而当化学分子受到外来能量激发後，若电子自旋（Electron Spin）和基态 电子成对，则为单重态（Singlet），其所释放的光为所谓的萤光 （Fluorescence）；反之，若激发态电子和基态电子自旋不成对且平行， 则称为三重态（Triplet），其所释放的光为所谓的磷光（Phosphorescence）。 当电子的状态位置由激态高能阶回到稳态低能阶时，其能量将分别以 光子（Light Emission）或热能（Heat Dissipation）的方式放出，其中 光子的部分可被利用当作显示功能；然有机萤光材料在室温下并无法观测 到三重态的磷光，故 PM-OLED 元件发光效率之理论极限值仅 25%。 PM-OLED 发光原理是利用材料能阶差，将释放出来的能量转换成光子， 所以我们可以选择适当的材料当作发光层或是在发光层中掺杂染料以得到 我们所需要的发光颜色。此外，一般电子与电洞的结合反应均在数十纳秒 （ns）内，故 PM-OLED 的应答速度非常快。 典型的 PM-OLED 由玻璃基板、ITO（indium tin oxide；铟锡氧化物） 阳极（Anode）、有机发光层（Emitting Material Layer）与阴极（Cathode） 等所组成，其中，薄而透明的 ITO 阳极与金属阴极如同三明治般地将有机 发光层包夹其中，当电压注入阳极的空穴（Hole）与阴极来的电子 （Electron）在有机发光层结合时，激发有机材料而发光。 而目前发光效率较佳、普遍被使用的多层 PM-OLED 结构，除玻璃基板、 阴阳电极与有机发光层外，尚需制作空穴注入层（Hole Inject Layer；HIL）、 空穴传输层（Hole Transport Layer；HTL）、电子传输层（Electron Transport Layer；ETL）与电子注入层（Electron Inject Layer；EIL）等结构，且 各传输层与电极之间需设置绝缘层，因此热蒸镀（Evaporate）加工难度相 对提高，制作过程亦变得复杂。 由于有机材料及金属对氧气及水气相当敏感，制作完成後，需经过封 装保护处理。PM-OLED 虽需由数层有机薄膜组成，然有机薄膜层厚度约仅 1,000～1,500 。 A（0.10～0.15 um），整个显示板（Panel）在封装加干燥剂 （Desiccant）後总厚度不及 200um（2mm），具轻薄之优势。 2. 有机发光材料的选用有机发光材料的选用有机发光材料的选用有机发光材料的选用 有机材料的特性深深地影响元件之光电特性 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现。在阳极材料的选择上，材 料本身必需是具高功函数（High work function）与可透光性，所以具有 4.5eV-5.3eV 的高功函数、性质稳定且透光的 ITO 透明导电膜，便被广泛应用于 阳极。在阴极部分，为了增加元件的发光效率，电子与电洞的注入通常需要低功 函数（Low work function）的 Ag、Al、Ca、In、Li 与 Mg 等金属，或低功函数 的复合金属来制作阴极（例如：Mg-Ag 镁银）。 适合传递电子的有机材料不一定适合传递电洞，所以有机发光二极体的电子 传输层和电洞传输层必须选用不同的有机材料。目前最常被用来制作电子传输层 的材料必须制膜安定性高、热稳定且电子传输性佳，一般通常采用萤光染料化合 物。如 Alq、Znq、Gaq、Bebq、Balq、DPVBi、ZnSPB、PBD、OXD、BBOT 等。而电 洞传输层的材料属于一种芳香胺萤光化合物，如 TPD、TDATA 等有机材料 有机发光层的材料须具备固态下有较强萤光、载子传输性能好、热稳定性和 化学稳定性佳、量子效率高且能够真空蒸镀的特性，一般有机发光层的材料使用 通常与电子传输层或电洞传输层所采用的材料相同，例如 Alq 被广泛用于绿光， Balq 和 DPVBi 则被广泛应用于蓝光。 一般而言，OLED 可按发光材料分为两种：小分子 OLED 和高分子 OLED（也可 称为 PLED）。小分子OLED 和高分子OLED 的差异主要表现在器件的制备工艺不同： 小分子器件主要采用真空热蒸发工艺，高分子器件则采用旋转涂覆或喷涂印刷工 艺。小分子材料厂商主要有：Eastman、Kodak、出光兴产、东洋 INK 制造、三菱 化学等；高分子材料厂商主要有：CDT、Covin、Dow Chemical、住友化学等。目 前国际上与 OLED 有关的专利已经超过 1400 份，其中最基本的专利有三项。小分 子 OLED 的基本专利由美国 Kodak 公司拥有，高分子 OLED 的专利由英国的 CDT （Cambridge DisPlay Technology）和美国的 Uniax 公司拥有。 3. OLED 关键工艺关键工艺关键工艺关键工艺 一、氧化铟锡一、氧化铟锡一、氧化铟锡一、氧化铟锡(ITO)(ITO)(ITO)(ITO)基板前处理基板前处理基板前处理基板前处理 (1) ITO 表面平整度：ITO 目前已广泛应用在商业化的显示器面板制造， 其具有高透射率、低电阻率及高功函数等优点。一般而言，利用射频溅镀 法(RF sputtering)所制造的 ITO，易受工艺控制因素不良而导致表面不平 整，进而产生表面的尖端物质或突起物。另外高温锻烧及再结晶的过程亦 会产生表面约 10～30nm 的突起层。这些不平整层的细粒之间所形成的路径 会提供空穴直接射向阴极的机会，而这些错综复杂的路径会使漏电流增加。 一般有三个方法可以解决这表面层的影响：一是增加空穴注入层及空穴传 输层的厚度以降低漏电流，此方法多用于 PLED 及空穴层较厚的 OLED(~200nm)。二是将 ITO 玻璃再处理，使表面光滑。三是使用其它镀膜 方法使表面平整度更好。 (2) ITO 功函数的增加：当空穴由 ITO 注入 HIL 时，过大的位能差会产 生萧基能障，使得空穴不易注入，因此如何降低 ITO / HIL 接口的位能差 则成为 ITO 前处理的重点。一般我们使用 O2-Plasma 方式增加 ITO 中氧原子 的饱和度，以达到增加功函数之目的。ITO 经 O2-Plasma 处理后功函数可由 原先之 4.8eV 提升至 5.2eV，与 HIL 的功函数已非常接近。 加入辅助电极，由于 OLED 为电流驱动组件，当外部线路过长或过细时， 于外部电路将会造成严重之电压梯度，使真正落于 OLED 组件之电压下降， 导致面板发光强度减少。由于 ITO 电阻过大(10 ohm / square)，易造成不 必要之外部功率消耗，增加一辅助电极以降低电压梯度成了增加发光效率、 减少驱动电压的快捷方式。铬(Cr：Chromium)金属是最常被用作辅助电极 的材料，它具有对环境因子稳定性佳及对蚀刻液有较大的选择性等优点。 然而它的电阻值在膜层为 100nm 时为 2 ohm / square，在某些应用时仍属 过大，因此在相同厚度时拥有较低电阻值的铝(Al：Aluminum)金属(0.2 ohm / square)则成为辅助电极另一较佳选择。但是，铝金属的高活性也使其有 信赖性方面之问题因此，多叠层之辅助金属则被提出，如：Cr / Al / Cr 或 Mo / Al / Mo，然而此类工艺增加复杂度及成本，故辅助电极材料的选 择成为 OLED 工艺中的重点之一。 二、阴极工艺二、阴极工艺二、阴极工艺二、阴极工艺 在高解析的 OLED 面板中，将细微的阴极与阴极之间隔离，一般所用的 方法为蘑菇构型法(Mushroom structure approach)，此工艺类似印刷技术 的负光阻显影技术。在负光阻显影过程中，许多工艺上的变异因子会影响 阴极的品质及良率。例如，体电阻、介电常数、高分辨率、高 Tg、低临界 维度(CD)的损失以及与 ITO 或其它有机层适当的黏着接口等。 三、封装三、封装三、封装三、封装 ⑴ 吸水材料：一般 OLED 的生命周期易受周围水气与氧气所影响而降 低。水气来源主要分为两种：一是经由外在环境渗透进入组件内，另一种 是在 OLED 工艺中被每一层物质所吸收的水气。为了减少水气进入组件或排 除由工艺中所吸附的水气，一般最常使用的物质为吸水材(Desiccant)。 Desiccant 可以利用化学吸附或物理吸附的方式捕捉自由移动的水分子，以 达到去除组件内水气的目的。 ⑵ 工艺及设备开发：为了将 Desiccant 置于盖板及顺利将盖板与基板 黏合，需在真空环境或将腔体充入不活泼气体下进行，例如氮气。值得注 意的是，如何让盖板与基板这两部分工艺衔接更有效率、减少封装工艺成 本以及减少封装时间以达最佳量产速率，已俨然成为封装工艺及设备技术 发展的 3 大主要目标。 4. OLED 的彩色化技术的彩色化技术的彩色化技术的彩色化技术 显示器全彩色是检验显示器是否在市场上具有竞争力的重要标志，因 此许多全彩色化技术也应用到了 OLED 显示器上，按面板的类型通常有下面 三种：RGB 像素独立发光，光色转换(Color Conversion)和彩色滤光膜(Color Filter)。 一、一、一、一、RGBRGBRGBRGB象素独立发光象素独立发光象素独立发光象素独立发光 利用发光材料独立发光是目前采用最多的彩色模式。它是利用精密的 金属荫罩与 CCD 象素对位技术，首先制备红、绿、蓝三基色发光中心，然 后调节三种颜色组合的混色比，产生真彩色，使三色 OLED 元件独立发光构 成一个象素。该项技术的关键在于提高发光材料的色纯度和发光效率，同 时金属荫罩刻蚀技术也至关重要。 目前，有机小分子发光材料 AlQ3是很好的绿光发光小分子材料，它的 绿光色纯度，发光效率和稳定性都很好。但 OLED 最好的红光发光小分子材 料的发光效率只有 31mW，寿命 1 万小时，蓝色发光小分子材料的发展也是 很慢和很困难的。有机小分子发光材料面临的最大瓶颈在于红色和蓝色材 料的纯度、效率与寿命。但人们通过给主体发光材料掺杂，已得到了色纯 度、发光效率和稳定性都比较好的蓝光和红光。 高分子发光材料的优点是可以通过化学修饰调节其发光波长，现已得 到了从蓝到绿到红的覆盖整个可见光范围的各种颜色，但其寿命只有小分 子发光材料的十分之一，所以对高分子聚合物，发光材料的发光效率和寿 命都有待提高。不断地开发出性能优良的发光材料应该是材料开发工作者 的一项艰巨而长期的课题。 随着 OLED 显示器的彩色化、高分辨率和大面积化，金属荫罩刻蚀技术 直接影响着显示板画面的质量，所以对金属荫罩图形尺寸精度及定位精度 提出了更加苛刻的要求。 二、光色转换二、光色转换二、光色转换二、光色转换 光色转换是以蓝光 OLED 结合光色转换膜阵列，首先制备发蓝光 OLED 的器件，然后利用其蓝光激发光色转换材料得到红光和绿光，从而获得全 彩色。该项技术的关键在于提高光色转换材料的色纯度及效率。这种技术 不需要金属荫罩对位技术，只需蒸镀蓝光 OLED 元件，是未来大尺寸全彩色 OLED 显示器极具潜力的全彩色化技术之一。但它的缺点是光色转换材料容 易吸收环境中的蓝光，造成图像对比度下降，同时光导也会造成画面质量 降低的问题。目前掌握此技术的日本出光兴产公司已生产出 10 英寸的 OLED 显示器。 三、彩色滤光膜三、彩色滤光膜三、彩色滤光膜三、彩色滤光膜 此种技术是利用白光 OLED 结合彩色滤光膜，首先制备发白光 OLED 的 器件，然后通过彩色滤光膜得到三基色，再组合三基色实现彩色显示。该 项技术的关键在于获得高效率和高纯度的白光。它的制作过程不需要金属 荫罩对位技术，可采用成熟的液晶显示器 LCD 的彩色滤光膜制作技术。所 以是未来大尺寸全彩色 OLED 显示器具有潜力的全彩色化技术之一，但采用 此技术使透过彩色滤光膜所造成光损失高达三分之二。目前日本 TDK 公司 和美国 Kodak 公司采用这种方法制作 OLED 显示器。 RGB 像素独立发光，光色转换和彩色滤光膜三种制造 OLED 显示器全彩 色化技术，各有优缺点。可根据工艺结构及有机材料决定。 5. OLED 的驱动方式的驱动方式的驱动方式的驱动方式 OLED 的驱动方式分为主动式驱动(有源驱动)和被动式驱动(无源驱 动)。 一、无源驱动（一、无源驱动（一、无源驱动（一、无源驱动（PMPMPMPMOLEDOLEDOLEDOLED）））） 其分为静态驱动电路和动态驱动电路。 ⑴ 静态驱动方式：在静态驱动的有机发光显示器件上，一般各有机电 致发光像素的阴极是连在一起引出的，各像素的阳极是分立引出的，这就 是共阴的连接方式。若要一个像素发光只要让恒流源的电压与阴极的电压 之差大于像素发光值的前提下，像素将在恒流源的驱动下发光，若要一个 像素不发光就将它的阳极接在一个负电压上，就可将它反向截止。但是在 图像变化比较多时可能出现交叉效应，为了避免我们必须采用交流的形式。 静态驱动电路一般用于段式显示屏的驱动上。 ⑵ 动态驱动方式：在动态驱动的有机发光显示器件上人们把像素的两 个电极做成了矩阵型结构，即水平一组显示像素的同一性质的电极是共用 的，纵向一组显示像素的相同性质的另一电极是共用的。如果像素可分为 N 行和 M 列，就可有 N 个行电极和 M 个列电极。行和列分别对应发光像素的 两个电极。即阴极和阳极。在实际电路驱动的过程中，要逐行点亮或者要 逐列点亮像素，通常采用逐行扫描的方式，行扫描，列电极为数据电极。 实现方式是：循环地给每行电极施加脉冲，同时所有列电极给出该行像素 的驱动电流脉冲，从而实现一行所有像素的显示。该行不在同一行或同一 列的像素就加上反向电压使其不显示，以避免“交叉效应”，这种扫描是逐 行顺序进行的，扫描所有行所需时间叫做帧周期。 在一帧中每一行的选择时间是均等的。假设一帧的扫描行数为 N，扫描 一帧的时间为 1，那么一行所占有的选择时间为一帧时间的 1/N 该值被称为 占空比系数。在同等电流下，扫描行数增多将使占空比下降，从而引起有 机电致发光像素上的电流注入在一帧中的有效下降，降低了显示质量。因 此随着显示像素的增多，为了保证显示质量，就需要适度地提高驱动电流 或采用双屏电极机构以提高占空比系数。 除了由于电极的公用形成交叉效应外，有机电致发光显示屏中正负电 荷载流子复合形成发光的机理使任何两个发光像素，只要组成它们结构的 任何一种功能膜是直接连接在一起的，那两个发光像素之间就可能有相互 串扰的现象，即一个像素发光，另一个像素也可能发出微弱的光。这种现 象主要是因为有机功能薄膜厚度均匀性差，薄膜的横向绝缘性差造成的。 从驱动的角度，为了减缓这种不利的串扰，采取反向截至法也是一行之有 效的方法。 带灰度控制的显示：显示器的灰度等级是指黑白图像由黑色到白色之 间的亮度层次。灰度等级越多，图像从黑到白的层次就越丰富，细节也就 越清晰。灰度对于图像显示和彩色化都是一个非常重要的指标。一般用于 有灰度显示的屏多为点阵显示屏，其驱动也多为动态驱动，实现灰度控制 的几种方法有：控制法、空间灰度调制、时间灰度调制。 二、有源驱动（二、有源驱动（二、有源驱动（二、有源驱动（AMAMAMAMOLEDOLEDOLEDOLED）））） 有源驱动的每个像素配备具有开关功能的低温多晶硅薄膜晶体管 （LowTemperature Poly-Si Thin Film Transistor, LTP-Si TFT），而且 每个像素配备一个电荷存储电容，外围驱动电路和显示阵列整个系统集成 在同一玻璃基板上。与 LCD 相同的 TFT 结构，无法用于 OLED。这是因为 LCD 采用电压驱动，而 OLED 却依赖电流驱动，其亮度与电流量成正比，因此除 了进行 ON/OFF 切换动作的选址 TFT 之外，还需要能让足够电流通过的导通 阻抗较低的小型驱动 TFT。 有源驱动属于静态驱动方式，具有存储效应，可进行 100%负载驱动， 这种驱动不受扫描电极数的限制，可以对各像素独立进行选择性调节。 有源驱动无占空比问题，驱动不受扫描电极数的限制，易于实现高亮 度和高分辨率。 有源驱动由于可以对亮度的红色和蓝色像素独立进行灰度调节驱动， 这更有利于 OLED 彩色化实现。 有源矩阵的驱动电路藏于显示屏内，更易于实现集成度和小型化。另 外由于解决了外围驱动电路与屏的连接问题，这在一定程度上提高了成品 率和可靠性。 三、主动式与被动式两者比较三、主动式与被动式两者比较三、主动式与被动式两者比较三、主动式与被动式两者比较 被动式 主动式 瞬间高高密度发光（动态驱动/有选择性） 连续发光（稳态驱动） 面板外附加 IC 芯片 TFT 驱动电路 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 /内藏薄膜型驱动 IC 线逐步式扫描 线逐步式抹写数据 阶调控制容易 在 TFT 基板上形成有机 EL 画像素 低成本/高电压驱动 低电压驱动/低耗电能/高成本 设计变更容易、交货期短（制造简单） 发光组件寿命长（制程复杂） 简单式矩阵驱动+OLED LTPS TFT+OLED 6. OLED 的优缺点的优缺点的优缺点的优缺点 一、一、一、一、OLEDOLEDOLEDOLED的优点的优点的优点的优点 1、厚度可以小于 1 毫米，仅为 LCD 屏幕的 1/3，并且重量也更轻； 2、固态机构，没有液体物质，因此抗震性能更好，不怕摔； 3、几乎没有可视角度的问题，即使在很大的视角下观看，画面仍然不 失真； 4、响应时间是 LCD 的千分之一，显示运动画面绝对不会有拖影的现象； 5、低温特性好，在零下 40 度时仍能正常显示，而 LCD 则无法做到； 6、制造工艺简单，成本更低； 7、发光效率更高，能耗比 LCD 要低； 8、能够在不同材质的基板上制造，可以做成能弯曲的柔软显示器。 二、二、二、二、OLEDOLEDOLEDOLED的缺点的缺点的缺点的缺点 1、寿命通常只有 5000 小时，要低于 LCD 至少 1 万小时的寿命； 2、不能实现大尺寸屏幕的量产，因此目前只适用于便携类的数码类产 品； 3、存在色彩纯度不够的问题，不容易显示出鲜艳、浓郁的色彩。 对二的修改：现在的 OLED 的寿命已经远远超过 5000 小时了，而且已 经生产出了较大尺寸的 OLED 面板，色彩十分鲜艳。 截止 07 年 7 月前后，荧光材料方面，性能最高的是日本出光兴产 (Idemitsu Kosan)的材料。红光效率达到了 11cd/A，寿命高达 16 万小时； 绿光效率达到 30cd/A，寿命为 6 万小时；正在开发中的高效率、长寿命蓝 光材料 BD-2 (0.13, 0.22)，效率为 8.7cd/A，寿命 2.3 万小时。 磷光材料方面，UDC 公司开发的红光材料色度坐标为(0.67，0.33)，效 率达到 15cd/A，500 cd/m2下工作寿命超过 15 万小时；绿光材料色坐标为 (0.34，0.61)，效率达到 65cd/A，初始亮度为 1000 cd/m2时，寿命超过 4 万小时；最难得到的蓝色磷光材料效率达到了 30cd/A，在 200 cd/m2的初始 亮度下，寿命达到了 10 万小时。 总体上讲，OLED 红、绿、蓝三色材料的发光效率和发光寿命均基本满 足实用化需求。 从以上数据看来，现在的 OLED 在 500cd/m2下至少有 20000 小时的工作 时间。 7. OLED 的应用的应用的应用的应用 一、一、一、一、OLEDOLEDOLEDOLED在头戴显示器领域的应用在头戴显示器领域的应用在头戴显示器领域的应用在头戴显示器领域的应用 以视频眼镜和随身影院为重要载体的头戴式显示器得到了越来越广泛 的应用和发展。其在数字士兵、虚拟现实、虚拟现实游戏、3G 与视频眼镜 融合、超便携多媒体设备与视频眼镜融合方面有卓越的优势。 与 LCD 和 LCOS 相比，OLED 在头戴显示器的应用有非常大的优势：清晰 鲜亮的全彩显示、超低的功耗等，是头戴式显示器发展的一大推动力。 率先把 OLED应用在视频眼镜上的是美国的eMagin. 无论是对于民用消 费领域还是工业应用乃至军事用途都提供了一个极佳的近眼应用解决途 径。随之，采用欧洲的超微 OLED 显示屏的视频眼镜被推上市场。在国内， iTheater（爱视代）凭雄厚的研发实力率先推出世界首款高分子超微 OLED 显示屏的视频眼镜；凭借其全知识产权的背景顺利打入国内军事领域，为 中国数字士兵的建设出一份力。 二、二、二、二、OLEDOLEDOLEDOLED在在在在MP3MP3MP3MP3领域的应用领域的应用领域的应用领域的应用 MP3 作为一款数字随身听已经在市场上日益成为时尚娱乐的主角，对于 它的功能、容量、价格等等都得到了人们广泛的关注，也是各厂家目光的 焦点所在，可是对于作为 MP3 的眼睛的屏幕却很少有人涉及。 除了影音随身看产品之外，不论 Flash 型还是 HDD 型的 MP3，大多采用 黑白单色 LCD 面板，仅仅停留在能够聆听音乐的简单要求上。但现如今的 MP3 除了这种最基本的功能外，更多的立足于人们对于个性、时尚追求的心 理，表达的是一种生活的观念。所以在面板的设计上，出现了多彩背光设 计，就是经常听到的“7 色背光”的产品。在此基础上进一步发展，已经有 用到区域彩色 OLED 面板（如：黄、蓝双色等区域各 16 色阶）的产品，有 代表性的有 BenQ 的 Joybee180、iRiver N10 等。 OLED（Organic Light Emitting Display），即有机发光显示屏，在 MP3 屏幕的应用领域属于新崛起的种类，被誉为“梦幻显示屏”。它无需 背光灯，而是“主动发光”。以 BenQ Joybee180 的 OLED 液晶屏为例，它摒 弃了传统 LCD 的缺点，每个像素都可自行发光，不管在什么角度什么光线 下都可以比传统 LCD 显示更加清晰的画面，而且环境越黑屏幕越亮，犹如 夜间的莹彩精灵。 MP3 的消费者多为年轻族群，对他们而言 MP3 除了基本功用之外，还带 有一点点炫耀的色彩。在夜晚寂静的街边，边走边听着音乐，看着 OLED 屏 幕跳动的蓝光，音符的跳动伴着脚步的跳动和心情的起伏，定有一种别样 的感觉。或是在朋友欢聚的 Party 上，OLED 蓝光的闪烁熠熠生辉，定能让 你成为聚会的主角。 除了带来全新的视觉感受之外，OLED 还有很多 LCD 面板无法比拟的优 点。比如可以使 MP3 做得更轻更薄，可视角度更大，并且能够显著节省电 能。不过 OLED 的应用还要搭配 MP3 的整体设计，才能展现出它的魅力。目 前刚刚上市的 BenQ Joybee180 可以说是液晶屏的应用与整体设计相结合的 典范。Joybee180 的造型时尚、简约、大方，整款机器呈正方形，看上去像 一个精致小巧的手提袋，精华部分又好似一款华丽精美的手表。而且，运 用表带的流行元素取代传统的佩戴方法，提供一系列不同的面板，可依服 饰的不同进行替换，改变以往一成不变的搭配方案，秀出你的时尚搭配， 秀出你的独特心情。 OLED 应用于 MP3 产品上不仅增加了产品绚丽的美感，而且也为图文资 讯的表达锦上添花，无疑将成为 MP3 显示面板的主流。 8. 中国大陆中国大陆中国大陆中国大陆 OLED 产业化进程产业化进程产业化进程产业化进程 一、研发单位一、研发单位一、研发单位一、研发单位 清华大学、华南理工、北京大学、吉林大学、上海大学、香港城市大 学、辽宁科技大学、长春光机所、北京化学所等高校、研究所、以及北京 京东方、上海广电电子、中国普天集团、长春竺宝科技、杭州东方通信等 企业约 40 多家。 二、产业化二、产业化二、产业化二、产业化 北京维信诺科技有限公司，清华大学技术入股，建有中国大陆第一条 OLED试生产线，与清华一起申请了 30 多项国内外 OLED专利。开发了 128*64、 132*64、16*1 等 OLED 产品。并研制成功了 64(RGB)*64、 96(RGB)*64、 160(RGB)*128 彩色 OLED，96*64 多色及 240 单色 OLED 样品，并在 2008 年 进入规模化生产。2005 年 11 月开始在昆山筹备建立中国大陆第一条 OLED 大规模生产线。 上海航天欧德(上海大学)，与杭州士兰微电子合作，最近成功开发出 具有自主知识产权的国内第一款 OLED 专用驱动 IC 芯片。其包括一颗 80 行 驱动(SC1680)和一颗 80 列驱动(SC16805)采用 QFP 封装，用于手机屏的 TAB 和 COF 用驱动 IC 也已开发出样品。 汕尾信利半导体（技术:韩国 Viatron，设备:口本 Evatach），该公司 的 OLED 生产线是中国大陆第一条具有规模生产能力的生产线。 三、驱动三、驱动三、驱动三、驱动 ICICICIC 深圳先科显示(香港城市大学、晶门科技)。香港晶门科技发布一款新 的带有控制器的 OLED 彩色驱动 IC-SSD1332。其是一款集成控制器及内建 DC/DC 电压转换器的单芯片 96*64，65K 色的 OLED 驱动芯片，可用于手机及 其它移动终端。 9. OLED 市场前景市场前景市场前景市场前景 一、一、一、一、OLEDOLEDOLEDOLED电视机市场电视机市场电视机市场电视机市场 据市场研究公司 iSuppli 最新发表的研究报告称，2013 年全球 OLED（有 机发光二极管）电视机出货量将从 2007 年的 3000 台增长到 280 万台，复 合年增长率为 212.3%。从全球销售收入看，2013 年全球 OLED 电视机的销 售收入将从 2007年的200万美元增长到14亿美元，复合年增长率为206.8%。 iSuppli 称，OLED 显示技术要对市场产生真正的影响还需要克服一些 挑战。首先，AMOLED 显示屏制造工艺还不充分。随着显示屏尺寸的加大， 成品率损失和制造损失也越来越大。此外，OLED 显示屏材料的使用寿命仍 需要提高。AMOLED 供应商不能保证产量。不过，OLED 电视机也有许多优点。 OLED 电视不需要背光，因此比其它技术更省电和更多做的更薄。OLED 电视 响应时间非常快，在观看电视的时候没有移动模糊的现象。此外，OLED 电 视比其它技术的色彩更丰富。 索尼在 2007 年 12 月在日本市场推出了售价 1800 美元的 11 英寸 OLED 电视机，首先进入了这个市场。包括东芝和松下在内的一些厂商预计将在 2009 年进入这个市场。 二、商品化过程二、商品化过程二、商品化过程二、商品化过程 1997 年 Pioneer 发表了配备解析度为 256x64 的单色 PM-OLED 面板的车 用音响；1999 年 Tohoku Pioneer 成功开发出 5.2 吋、解析度为 320x240 pixels、256 色的全彩（Full color）PM-OLED 面板；2000 年 Motorola 移 动电话「Timeport」采用 Tohoku Pioneer 之 1.8 吋多彩（Area color）PM-OLED 面板；2001 年 Samsung 推出搭载全彩 PM-OLED 面板之行动电话；2002 年 Fujitsu 行动电话 F505i 次屏幕搭配 Tohoku Pioneer 之 1.0 吋全彩 PM-OLED 面板，自此 PM-OLED 在行动电话次萤幕的应用随之大量兴起。 三、三、三、三、P-OLEDP-OLEDP-OLEDP-OLED微显示器即将投入商用微显示器即将投入商用微显示器即将投入商用微显示器即将投入商用 研发暨生产金氏记录最小 P-OLED 屏幕的 Micro Emissive Displays （MED）公司，将于今年中由日本数位相机厂 NHJ 推出首宗消费电子产品， 结合录音拨放 MP3 和高解析度数位相机，MED 的 ME3203 为低耗电 1/4 VGA 解析度（320 x RGB x 240）P-OLED 微显示器（Micro display），将用在 新产品的电子观景窗和目镜上。据了解，这种全球新产品是由台湾某数位 相机厂设计研发出来。 MED 策略长安德伍（Ian Underwood）表示，针对微显示器的技术商业 化，MED 已投入五年的时间，目前已臻成熟，且做到世界级的独特技术层级。 四、四、四、四、OLEDOLEDOLEDOLED在显示和照明领域的地位在显示和照明领域的地位在显示和照明领域的地位在显示和照明领域的地位 有机发光二极管(OLED)技术在提振行业当前的不景气方面迈出了一大 步，它正在显示和照明领域开拓出许多高利润的应用。有迹象表明，有源 矩阵(AM)OLED 而非无源矩阵(PM)OLED 将最终主宰这一应用领域。 Display Search 公司预测，到 2015 年，OLED 显示屏的营收将从 2008 年的 5.91 亿美元增长到 60 亿美元，年复合增长率(CAGR)将达到 40%。届时， OLED 电视将成为最大的应用，市场容量总计达 26 亿美元。手机显示屏(目 前主要采用各种尺寸的 PMOLED)市场将占到 19 亿美元。该市场研究公司还 表示，虽然 PMOLED 显示屏的单位出货量到 2015 年将一直增长，但其收入 将保持平稳。与此同时，AMOLED 的单位出货量将增加两倍，并将在 2011 年 超过 PMOLED 的出货量。 Display Search 公司指出，目前 PMOLED 存在严重供过于求的情况。此 外，许多建立了大型 PMOLED 生产线的公司正发现，由于有限的应用和来自 LCD 显示屏的竞争，这些生产线现在已处于开工不足状况。与 LCD 显示屏相 比，PMOLED 显示屏无法像 LCD 那样以很高性价比做出大型显示屏，因此其 应用已受到局限。“去年，AMOLED 需求的增长弥补了 PMOLED 的下 滑，”Display Search 显示技术总监 Jennifer Colegrove 说，“展望未来， 为 OLED 找到一个 LCD 难以与其竞争的缝隙市场是很重要的，如柔性或透明 显示或照明。OLED 开发商也应该寻找机会把他们的技术与其他热点技术(如 触摸屏)结合起来。”另一方面，由于预期对 AMOLED有大量需求，因此 AMOLED 的生产能力正在急剧扩张。与 LCD 相比，OLED 显示屏具有以下优点：更薄 的外形、更宽的视角、更快的响应速度、更低功耗、更好的色域和色彩还 原、更高的对比度和更宽的工作温度范围。不过，各公司仍然必须解决如 何实现更大尺寸的 OLED 面板和提供更长的工作寿命等问题。另外，还需要 更高效且寿命更长的蓝光 OLED。为解决这些问题，设计人员正在转向非晶 硅、改进的材料、薄膜晶体管(TFT)和金属氧化物驱动器电路、以及可实现 TFT 底板更高生产良率的更佳工艺方法。AMOLED 像素启动和关闭的速度比 传统电影中像素运动的速度快两倍多。比 PMOLED 响应速度更快、功耗更低 的 AMOLED 显示屏是全动态视频和图形显示应用的理想选择。AMOLED 更适合 于大屏幕显示器和电视机、电子标志牌和广告牌。Universal Display Corp(UDC)技术商业化副总裁 Janice Mahon 表示 AMOLED 的能效比 PMOLED 好很多。 10. OLED的技术分类的技术分类的技术分类的技术分类 以 OLED 使用的有机发光材料来看，一是以染料及颜料为材料的小分子 器件系统，另一则以共轭性高分子为材料的高分子器件系统。同时由于有 机电致发光器件具有发光二极管整流与发光的特性，因此小分子有机电致 发光器件亦被称为 OLED(Organic Light-Emitting Diode)，高分子有机电 致发光器件则被称为 PLED (Polymer Light-emitting Diode)。小分子及高 分子 OLED 在材料特性上可说是各有千秋，但以现有技术发展来看，如作为 监视器的信赖性上，及电气特性、生产安定性上来看，小分子 OLED 现在是 处于领先地位，当前投入量产的 OLED 组件，全是使用小分子有机发光材料。 OLED 的发光特点及原理： OLED 为自发光材料，不需用到背光板，同时视角广、画质均匀、反应 速度快、较易彩色化、用简单驱动电路即可达到发光、制程简单、可制作 成挠曲式面板，符合轻薄短小的原则，应用范围属于中小尺寸面板。 显示方面：主动发光、视角范围大；响应速度快，图像稳定；亮度高、 色彩丰富、分辨率高。 工作条件：驱动电压低、能耗低，可与太阳能电池、集成电路等相匹 配。 适应性广：采用玻璃衬底可实现大面积平板显示；如用柔性材料做衬 底，能制成可折叠的显示器。由于 OLED 是全固态、非真空器件，具有抗震 荡、耐低温（-40℃）等特性，在军事方面也有十分重要的应用，如用作坦 克、飞机等现代化武器的显示终端。 由于上述优点，在商业领域 OLED 显示屏可以适用于 POS 机和 ATM 机、 复印机、游戏机等；在通讯领域则可适用于手机、移动网络终端等领域； 在计算机领域则可大量应用在 PDA、商用 PC 和家用 PC、笔记本电脑上；消 费类电子产品领域，则可适用于音响设备、数码相机、便携式 DVD；在工业 应用领域则适用于仪器仪表等；在交通领域则用在 GPS、飞机仪表上等。 1.OLED的结构与原理 2.有机发光材料的选用 3.OLED关键工艺 一、氧化铟锡(ITO)基板前处理 二、阴极工艺 三、封装 4.OLED的彩色化技术 一、RGB象素独立发光 二、光色转换 三、彩色滤光膜 5.OLED的驱动方式 一、无源驱动（PMOLED） 二、有源驱动（AMOLED） 三、主动式与被动式两者比较 6.OLED的优缺点 一、OLED的优点 二、OLED的缺点 7.OLED的应用 一、OLED在头戴显示器领域的应用 二、OLED在MP3领域的应用 8.中国大陆OLED产业化进程 一、研发单位 二、产业化 三、驱动IC 9.OLED市场前景 一、OLED电视机市场 二、商品化过程 三、P-OLED微显示器即将投入商用 四、OLED在显示和照明领域的地位 10.OLED的技术分类