OLED行業(yè)定義及分類

　　OLED技術(shù)起源于歐美，但實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的國家/地區(qū)主要集中在東亞，如日本、韓國、中國等地區(qū)。下文是中國報告大廳小編整理的OLED行業(yè)定義及分類信息。

　　OLED行業(yè)定義

　　有機發(fā)光二極管又稱為有機電激光顯示（Organic Light-Emitting Diode，OLED），由美籍華裔教授鄧青云在實驗室中發(fā)現(xiàn)，由此展開了對OLED的研究。OLED顯示技術(shù)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(dāng)有電流通過時，這些有機材料就會發(fā)光，而且OLED顯示屏幕可視角度大，并且能夠節(jié)省電能。更多最新OLED行業(yè)分析信息請查閱中國報告大廳發(fā)布的《2016-2021年OLED行業(yè)市場競爭力調(diào)查及投資前景預(yù)測報告》。

　　有機發(fā)光二極管（organic light-emitting diode，OLED）是一種由柯達公司開發(fā)并擁有專利的顯示技術(shù)，這項技術(shù)使用有機聚合材料作為發(fā)光二極管中的半導(dǎo)體（semiconductor）材料。聚合材料可以是天然的，也可能是人工合成的，可能尺寸很大，也可能尺寸很小。蛋白質(zhì)和DNA就是有機聚合物的例子。

　　OLED的分類

　　根據(jù)發(fā)光材料的不同，OLED又可以分成三類，即小分子OLED，聚合物OLED（也被稱之為PLED）和鑭系有機金屬OLED（也叫稀土OLED）。在小分子OLED中，發(fā)光體是離散的分子。八羥基喹啉鋁（Alq3）是常用的發(fā)光材料，Alq3可發(fā)出波長范圍從450nm至700nm的寬帶綠光輻射，峰值波長位于550nm。如果在Alq3中加入摻雜劑或用其它原子（如鈹）取代鋁，就可得到不同顏色的光輻射。Kodak公司的C.W.Tang于1987 年發(fā)表的劃時代結(jié)果采用的就是Alq3?，F(xiàn)在Kodak公司擁有小分子OLED的基本專利。先鋒公司的子公司東北先鋒最早向Kodak公司注冊，生產(chǎn) 64×256象素的多色OLED，用于汽車音響。三洋電子也于1999年向Kodak注冊，二者聯(lián)合研制出了世界上第一塊主動矩陣全色OLED（1999 年9月）。該顯示器的對角尺寸為2.4英寸，象素數(shù)為852×222，大小是57×165μm2，驅(qū)動電壓12V。這塊樣品凝聚了Kodak公司的材料和成膜技術(shù)以及三洋電子的低溫多晶硅TFT技術(shù)。向Kodak注冊的公司除了先鋒和三洋電子之外，還有TDK，TED等公司。這些公司都從事小分子OLED 的研發(fā)工作，并且都有自己的專利技術(shù)。這里值得一提的還有美國新澤西的UDC（Universal Display Corporation）公司，該公司的技術(shù)后盾是普林斯頓大學(xué)和南加利弗尼亞大學(xué)。他們主要開發(fā)電致磷光OLED器件，其功率效率居世界領(lǐng)先水平（大于 30lm/W）。

　　第二類有機發(fā)光材料是共軛聚合物。與小分子不同，聚合物發(fā)光材料的成膜可用溶液方法進行處理。通常采用的方法是旋涂法和噴黑打印方法，其中噴墨法是劍橋顯示技術(shù)公司（CDT）和精工愛普生（SEIKO-EPSON）的專利技術(shù)。PLED是劍橋大學(xué)卡文迪許實驗室Friend小組于1990年首次發(fā)布的，使用的發(fā)光材料是PPV。PPV本身是難溶性的，不易加工處理，但PPV的前驅(qū)物可溶于某些溶劑，象氯仿、甲醇等?？梢岳眠@一特性制作PLED。目前廣泛使用的材料除了PPV之外，主要還有MEH-PPV和聚芴類材料。劍橋顯示技術(shù)公司（CDT）成立于1992年，該公司擁有PLED的基本專利。除了 CDT之外，還有位于加利弗尼亞Santa Barbara的Uniax公司、Philips公司、Covion公司等。這些公司都向CDT進行了注冊。最早將PLED推向市場的可能要算 Philips公司了。該公司位于荷蘭Heerlen的中試線每年的生產(chǎn)能力為一千萬平方厘米，主要用于背光源，此外還生產(chǎn)87×80象素、8位灰度等級的單色器件。Uniax是2000年度諾貝爾化學(xué)獎得主Alan Heeger教授于1990年創(chuàng)辦的，后被杜邦收購。它的生產(chǎn)能力是4000平方英寸/月，典型產(chǎn)品是64×96象素的黃綠光單色器件以及主要用于PDA 的160×160單顯器件。Cavion公司位于德國法蘭克福，成立于1999年，主要向PLED廠商提供聚合物發(fā)光材料。

　　介于小分子和聚合物發(fā)光材料之間的另一類重要材料是鑭系金屬有機化合物，它屬于稀土類發(fā)光材料。由這類材料構(gòu)成的器件不妨稱之為稀土OLED。在稀土OLED中，發(fā)光分子由一個金屬核心和外圍的有機殼層組成，如圖2所示。其發(fā)光機制與前兩類OLED不同，加電之后，首先在外圍有機殼層中形成激發(fā)態(tài)，然后將其能量傳遞給金屬核心，金屬核心去激時輻射出顏色比較純正的光。稀土OLED重要特點之一是單重態(tài)和三重態(tài)都產(chǎn)生光輻射，圖3是其能級圖，量子效率在理論上可達100%。因此，它的PL和EL效率都很高，EL功率效率的理論值為120lm/W。由于是金屬核心發(fā)光，與小分子和聚合物OLED相比，稀土OLED的光譜非常窄，半峰寬（FWHW）的典型值只有100nm。目前英國的兩家公司正在從事稀土OLED產(chǎn)品的開發(fā)工作。一家是Opsys公司，成立于1997年，牛津大學(xué)是其技術(shù)支持。另一家是成立于1999年的ELAM-T公司，主要開發(fā)鑭系金屬有機化合物材料，功率效率已經(jīng)超過 70lm/W。

　　OLED顯示方式分為被動（Passive Matrix）和主動（Acitive Matrix）矩陣顯示兩種方式。在被動矩陣OLED（簡稱PM-OLED）中，ITO和金屬電極都是平行的電極條，二者相互正交，在交*處形成LED。 LED逐行點亮形成一幀可視圖象。由于每一行的顯示時間都非常短，要達到正常的圖象亮度，每一行的LED的亮度都要足夠高。例如，一個100行的器件，每一行的亮度必須比平均亮度高100倍。這就需要很高的電流和電壓，從而引起功耗增加，顯示效率急劇下降。這就使得提高10倍。這就需要很高的電流和電壓，從而引起功耗增加，顯示效率急劇下降。這就使得PM-OLED在大面積顯示中的應(yīng)用受到限制。模擬結(jié)果表明，當(dāng)顯示面積提高4倍時，功率要提高10倍。對于2英寸的小面積顯示器件，PM-OLED的節(jié)能效果比同樣尺寸的背光源LCD要明顯得多；但對于10英寸的大面積PM-OLED來說和相同尺寸的LCD 相比，節(jié)能效果就不復(fù)存在了。因此，對于大面積顯示OLED，采用主動矩陣是一種比較理想的選擇。

　　主動矩陣OLED（AM-OLED）采用的是薄膜晶體管陣列（TFT）。利用類似于AMLCD的制造技術(shù)，在玻璃襯底上制作CMOS多晶硅TFT，發(fā)光層制作在TFT之上。驅(qū)動電路完成兩個功能，一是提供受控電流以驅(qū)動OLED，其次，在尋址期之后繼續(xù)提供電流以保證各象素連續(xù)發(fā)光。和PM-OLED不同的是，AM-OLED的各個象素是同時發(fā)光的。這樣單個象素的發(fā)光亮度的要求就降低了，電壓也得到了相應(yīng)的下降。這就意味著AM-OLED的功耗比PM- OLED要低得多，適合于大面積顯示。Kodak公司采用雙晶體管電路完成上述功能，缺點是無法克服水平象素之間的串?dāng)_問題。現(xiàn)在，CDT、精工愛普生、三洋電機等公司展出的17英寸OLED采用的就是主動矩陣方式?？梢灶A(yù)見，主動矩陣驅(qū)動技術(shù)將是今后OLED發(fā)展普遍采用的方式。

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