OLED行業定義及分類

　　OLED技術起源于歐美，但實現大規模產業化的國家/地區主要集中在東亞，如日本、韓國、中國等地區。下文是中國報告大廳小編整理的OLED行業定義及分類信息。

　　OLED行業定義

　　有機發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現，由此展開了對OLED的研究。OLED顯示技術具有自發光的特性，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光，而且OLED顯示屏幕可視角度大，并且能夠節省電能。更多最新OLED行業分析信息請查閱中國報告大廳發布的《2016-2021年OLED行業市場競爭力調查及投資前景預測報告》。

　　有機發光二極管（organic light-emitting diode，OLED）是一種由柯達公司開發并擁有專利的顯示技術，這項技術使用有機聚合材料作為發光二極管中的半導體（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。蛋白質和DNA就是有機聚合物的例子。

　　OLED的分類

　　根據發光材料的不同，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，發光體是離散的分子。八羥基喹啉鋁（Alq3）是常用的發光材料，Alq3可發出波長范圍從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 年發表的劃時代結果采用的就是Alq3。現在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 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，象素數為852×222，大小是57×165μm2，驅動電壓12V。這塊樣品凝聚了Kodak公司的材料和成膜技術以及三洋電子的低溫多晶硅TFT技術。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 的研發工作，并且都有自己的專利技術。這里值得一提的還有美國新澤西的UDC（Universal Display Corporation）公司，該公司的技術后盾是普林斯頓大學和南加利弗尼亞大學。他們主要開發電致磷光OLED器件，其功率效率居世界領先水平（大于 30lm/W）。

　　第二類有機發光材料是共軛聚合物。與小分子不同，聚合物發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公司（CDT）和精工愛普生（SEIKO-EPSON）的專利技術。PLED是劍橋大學卡文迪許實驗室Friend小組于1990年首次發布的，使用的發光材料是PPV。PPV本身是難溶性的，不易加工處理，但PPV的前驅物可溶于某些溶劑，象氯仿、甲醇等。可以利用這一特性制作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能力為一千萬平方厘米，主要用于背光源，此外還生產87×80象素、8位灰度等級的單色器件。Uniax是2000年度諾貝爾化學獎得主Alan Heeger教授于1990年創辦的，后被杜邦收購。它的生產能力是4000平方英寸/月，典型產品是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廠商提供聚合物發光材料。

　　介于小分子和聚合物發光材料之間的另一類重要材料是鑭系金屬有機化合物，它屬于稀土類發光材料。由這類材料構成的器件不妨稱之為稀土OLED。在稀土OLED中，發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態，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和三重態都產生光輻射，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產品的開發工作。一家是Opsys公司，成立于1997年，牛津大學是其技術支持。另一家是成立于1999年的ELAM-T公司，主要開發鑭系金屬有機化合物材料，功率效率已經超過 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用受到限制。模擬結果表明，當顯示面積提高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，節能效果就不復存在了。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，在玻璃襯底上制作CMOS多晶硅TFT，發光層制作在TFT之上。驅動電路完成兩個功能，一是提供受控電流以驅動OLED，其次，在尋址期之后繼續提供電流以保證各象素連續發光。和PM-OLED不同的是，AM-OLED的各個象素是同時發光的。這樣單個象素的發光亮度的要求就降低了，電壓也得到了相應的下降。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擾問題。現在，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。可以預見，主動矩陣驅動技術將是今后OLED發展普遍采用的方式。