有機發(fā)光二極管（Organic Light-Emitting Diode，OLED）被視為新一代顯示技術，目前在手機、電視上已經(jīng)得到了應用。既然OLED是關注的焦點，那么大家對OLED的了解足夠多嗎？不管答案是肯定還是否定，都希望您能翻閱本篇文章，相信能讓您對OLED得到更深入的認識。

OLED之父乃華裔科學家

由于對OLED歷史的報道并不多，加上近年來OLED產(chǎn)品大多由日韓推出，大家在印象中似乎都認為OLED是日本人發(fā)明的，其實不然，“OLED之父”是華裔科學家——鄧青云博士。

1947年鄧青云出生在香港，于1970年在英屬哥倫比亞大學得到化學理學士學位，于1975年在康奈爾大學獲得物理化學博士學位。此后，他成為位于紐約羅切斯特的柯達研究實驗室的一名研究科學家，并開始了他從事有機半導體材料和電子應用設備開發(fā)的職業(yè)生涯。2006年，鄧青云博士因為其在有機發(fā)光二極體和異質結有機太陽能電池上取得的開創(chuàng)性的成就被選為美國工程院院士。2011年，鄧教授與芝加哥大學的斯圖爾特·賴斯教授和卡耐基梅隆大學的克里茲托夫·馬特加茲維斯基教授共同獲得了由沃爾夫基金會頒發(fā)的沃爾夫化學獎，這是在化學領域僅次于諾貝爾獎的國際性大獎。

科學新發(fā)現(xiàn)大都是從一些出人意外的小事件開始，OLED的發(fā)現(xiàn)也不例外。1979年的一天晚上，在柯達公司從事科學研究工作的華裔科學家鄧青云博士在回家的路上忽然想起自己把東西忘在了實驗室里。等他回到實驗室后，竟發(fā)現(xiàn)一塊做實驗用的有機蓄電池在黑暗中閃閃發(fā)光！這個意外驚喜為OLED的誕生拉開了序幕，而鄧博士也因此被稱為“OLED之父”（圖1）。

在OLED歷史的早期，有機電致發(fā)光技術徘徊在高驅動電壓、低亮度、低效率的水平上，這些方面的困難使得OLED不切實際，這也就使得OLED的研究工作未引起重視。直到1987年美國柯達公司的鄧青云博士等人發(fā)明以真空蒸鍍法制成多層式結構的OLED組件后，大幅提高了組件的性能，其低操作電壓與高亮度的商業(yè)應用潛力吸引了全球的目光。

1990年，英國劍橋大學的Burroughes、Friend等人發(fā)現(xiàn)導電高分子材料PPV具有良好的電致發(fā)旋光性能，并成功地開發(fā)出以涂布方式將高分子材料應用在OLED上，制成聚合物OLED器件，即Polymer LED，亦稱為“PLED”（圖2）。由于聚合物材料的熱穩(wěn)定性、柔韌性和機械加工性能都比有機小分子材料優(yōu)越，并且器件的制作工藝更加簡單，因而聚合物正逐漸成為有機EL領域新的研究熱點。

1992年Heeger等第一次發(fā)明了用塑料作為襯底制備可變性的柔性顯示器，將有機電致發(fā)光顯示器最為迷人的一面展現(xiàn)在人們的面前。1997年，F(xiàn)orrest等發(fā)現(xiàn)磷光電致發(fā)光現(xiàn)象，突破了有機電子發(fā)光量子效率低于25%的限制。自這時起，OLED技術告別了以基礎科學研究為主的階段，進入了以商業(yè)應用為主的時期。

國外也有稱OLED為有機電激光顯示（Organic Electroluminesence Display，OELD）。其與傳統(tǒng)的LCD顯示方式不同，無需背光燈，具有自發(fā)光的特性，采用非常薄的有機材料涂層和玻璃基板，當有電流通過時，這些有機材料就會發(fā)光。而且OLED顯示屏幕可以做得更輕更薄，可視角度更大，并且能夠顯著節(jié)省電能（圖3）。

OLED技術發(fā)展至今，分類可是多種多樣的，但是它們的結構是類似的，而且比較簡單。為了形象說明OLED構造，可以將每個OLED單元比做一塊漢堡包，發(fā)光材料就是夾在中間的蔬菜。每個OLED的顯示單元都能受控制地產(chǎn)生3種不同顏色的光。

OLED生產(chǎn)線最貴但理論成本低

OLED生產(chǎn)線投資最貴，這個大家估計都能猜到，確實，其不僅高于CRT、等離子，還高于液晶顯示技術。我們知道，LG在中國國內(nèi)投資最大的項目是LGD廣州8.5代液晶面板線，投資金額高達40億美元，但同等規(guī)模的OLED生產(chǎn)線投資則可能高達50億美元以上，其價格高昂的原因主要在于生產(chǎn)工藝的難點——OLED技術主要由固體材料構成，而這些材料的涂布必須在液態(tài)、溶解態(tài)或者汽化態(tài)下進行。

雖說生產(chǎn)線最貴，但這是重新建設的算法，而OLED生產(chǎn)線可以由LCD液晶面板生產(chǎn)線改造而來，所以其整體產(chǎn)業(yè)投資卻幾乎是最低的。如果一條已經(jīng)幾乎完善的8.5代LCD生產(chǎn)線轉產(chǎn)OLED面板，投資通常在20億美元多一些，遠低于一條新的8.5代液晶面板線投資。

另外，上面已經(jīng)提到，OLED的結構比較簡單（圖4），相比液晶要簡單得多。這樣就說明了如果OLED顯示技術一旦大規(guī)模應用，必然會在成本上表現(xiàn)出一定的優(yōu)勢。事實上，OLED顯示技術在理論看來，也可能是目前為止成本最低的顯示器件。

相比起液晶，OLED的成本是比較低的。首先，液晶顯示需要一個光源系統(tǒng)，包括發(fā)光器件、驅動電路和導光板，而OLED則不需要；其次，液晶的封裝需要考慮液體材料的特點，例如流動性、不可支撐性，而OLED沒有這些問題。隨著噴墨打印材料及設備工藝的技術突破，通過噴墨打印方式制備的顯示面板在成本和性能上將更具競爭優(yōu)勢。

按發(fā)光材料可分為低分子OLED（日本公司掌握核心技術，更易彩色化）和高分子OLED（由英國CDT公司掌握核心技術）；按照驅動方式，又可以將OLED分為無源驅動OLED（PM-OLED） 和有源驅動OLED （AM-OLED） 2種；按基板材料，OLED的襯底材料可分為玻璃、塑料以及金屬薄膜等，塑料和金屬薄膜主要用于制造柔性OLED。

眾多分類中，最主要的分類方法之一是按驅動技術不同分類（圖5）。主動方式下，OLED單元后有一個薄膜晶體管（TFT），發(fā)光單元在TFT驅動下點亮。被動方式下，由行列地址選中的單元被點亮。主動方式下，OLED單元后有一個薄膜晶體管（TFT），發(fā)光單元在TFT驅動下點亮。主動式OLED應該比被動式OLED省電，且顯示性能更佳。

從全球范圍來看，手機、平板電腦、PC、電視等主要顯示設備均已經(jīng)進入向OLED升級的階段，雖然我國在OLED產(chǎn)業(yè)中起步并不是很晚，但是在技術儲備和產(chǎn)業(yè)資金準備上嚴重落后于日本、韓國和臺灣。所以，筆者覺得，我們還需適當加大投入，以求日后不再在OLED產(chǎn)業(yè)上出現(xiàn)受制于人的局面。

10.3969/j.issn.1008-892X.2018.01.015

（本文轉載自《南方網(wǎng)》2012年7月23日文章——《OLED之父乃華人 揭開OLED鮮為人知的秘密》，作者為懿之粹，內(nèi)容有刪減。請作者看到本文后與欄目編輯聯(lián)系，本刊將依據(jù)相關規(guī)定會支付稿費。）