有机电致发光产品的研发现状

摘要: 有机电致发光器件(oled)具有驱动电压低、主动发光等优势，在平板显示领域引起了广泛的关注。本文介绍了近年来有机电致发光产品的研发状况，并展望了oled的商业前景。 　　 关键词: oled；pled；平板显示 　　随着信息时代的来临，新型显示器件的研制越来越引起人们的重视，特别是各类平板显示器件(fpd)以其体积小、重量轻、能耗低、屏幕大等特点，引发了一股强劲的平板显示器件研制热潮。 　　作为新一代平板显示器件，有机电致发光器件(oled)在手机、pda、数码相机、车载显示、笔记本电脑、壁挂电视以及军事领域都具有广阔的应用前景，是一种将来替代液晶显示器(lcd)的新型平板显示器件。正因如此，oled是近几年来新材料及显示技术领域研究、开发的一大热点，其产业化势头十分迅猛。　　目前，国内外对oled的研究主要集中在发光材料的研究、器件的制作和产品开发上。本文介绍了oled产品的开发情况，并展望了oled的商业前景。 　　oled的分类 　　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、covion、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。 　　oled的驱动方式可分为有源驱动和无源驱动。无源驱动施加电压给相应的行和列，使电流流过选定的像素。它结构简单，价格较低，适用于低功耗、小屏幕的显示器件，例如字符显示。有源驱动oled显示屏给每一个像素配备一个恒流源，这使得它能够满足视频图像所需的高分辨率和高信息量的要求，但价格较贵。 　　oled产品开发概况 　　目前在国外oled产品中，投入小分子oled产品的多为日商及中国台湾厂商；而投入高分子oled产品的则以欧美厂商居多。据统计全球已有约85家厂商投入研发，其中60家以上厂商皆采用小分子oled材料系统为主，只有25家左右厂商采用高分子oled材料系统。 　　小分子oled商品化进程较高分子oled快，但以无源驱动为主。1996年pioneer率先推出256×64单色产品，1997年idemitsu kosan也发表第一个全彩320×240产品，之后pioneer等厂商更相继发表多种单色、多彩产品。长期以来无源驱动小分子的领导厂商以pioneer为首。 　　而在有源驱动小分子方面，则是以eastman kodak为首。eastman kodak目前掌握大部分小分子材料专利，同时通过与sanyo的合作，应用tft技术发表有源驱动小分子oled产品，但在商品化进度上，有源驱动小分子仍明显落后于无源驱动小分子oled的发展。 　　高分子oled目前以研发有源驱动技术著称的cdt为首，其它投入厂商包括seiko-epson、philips等都得到了cdt技术移让；而无源驱动高分子oled则以philips为主。由于过去高分子oled制造工艺都采用旋转涂敷技术，为达到更加全彩化效果，cdt便与seiko-epson合作以喷墨技术制作。虽然1999年已有样品发表，但高分子oled在材料的选择、发光组件寿命的控制以及oled因膜厚凹凸不平、喷墨不易等方面，仍存在许多问题，无法获得有效解决。 　　由于喷墨技术需要约5至6道工序，容易产生滴墨和色彩混淆的情况，影响发光效率及寿命。所使用的喷墨头也可能在制造过程中发生堵塞，影响成品率。另外，高分子共轭架的长度不一，光谱较宽，不如小分子oled精细，而且由于高分子所有工序都须在超净室中完成，因此在超净室及机器设备维修成本上会比小分子oled高，因此要大量应用在下游产品上仍有许多困难。 　　但喷墨技术也有许多优点，如容易实现较大的屏幕面积、较高的分辨率，可采用电脑辅助设计，不需要光罩，不会浪费有机材料，制作过程少，减少了设备投资和空间的要求。因此，仍有很多公司从事该方面的研究。 　　下面是近年来国际上几个大公司在oled产品研究、开发及产业化上取得的进展和它们的代表产品： 　　2000年 　　philips和台湾ritec等公司推出了用于手机显示的oled显示器。 　　motorola公司开始销售采用oled显示屏的手机。 　　美国杜邦公司投资1500万美元给美国uniax公司组建高分子彩色发光6英寸试验线。 　　philips公司投资5000万美元建立了14英寸试验线；西门子公司也在马来西亚建立了具有一定规模的试验线。 　　2001年 　　sony公司推出了电视使用的oled显示器，屏幕为13英寸