近些年，OLED技术作为发光显示和照明技术的重要发展成果，越来越受到人们的青睐。原因是这种技术更符合节能环保的绿色工业发展方针，同时，在显示方面与LCD相比，有着独特的技术特性和诱惑力。在照明方面具有制作技术和使用上更环保等特性，是柔和的平面光源。

　　与LCD技术相比，OLED的优点是：第一，OLED可以自身发光，而LCD则不是，所以OLED比LCD发光效率更高，另外OLED显示对比度更高，色彩效果更加丰富;第二，LCD需要背景照明，而OLED是自发光，会使显示屏幕更薄也更加节能;第三，OLED所需材料很少，制造工艺简单，量产时的成本要比LCD节省20%以上;第四，OLED没有视角范围的限制，可视角度一般可达到160度。

　　显示技术可分为光显示和非光显示，光显示是显示屏出射的光作用于人眼而提供信息；而非光显示不是以光的形式作用人眼。OLED可分为AMOLED和PMOLED，其中，AM表示有源或主动的意思，PM表示无源或被动的意思。PMOLED主要用于低端显示产品，如MP3，MP4，遥控器等小尺寸显示，主要竞争产品是TN-LCD等显示产品，并以单色和局域彩色显示为主，由于PMOLED无法制作出性能高和面积大的显示屏，所以在显示应用上除了透明PMOLED外，已经基本上处于停顿状态。

　　AMOLED及其大面积显示

　　AMOLED显示的优势

　　有源矩阵OLED（AMOLED）属于光显示中的重要一类，是目前最引人注目的平板显示。AMOLED是在薄膜晶体管（TFT）基板上制作OLED的。TFT是控制面板，主要由无机半导体材料构成。目前的OLED产业已经主要转向于AMOLED技术。AMOLED显示主要用于智能手机和OLED大面积电视。OLED电视很快就要占据平板电视较大的市场份额。OLED电视的超薄、环保屏幕将给家用电器带来彻底的革新。屏幕仅3毫米厚，电视要“纤细”很多，而且，其清晰度是目前最好的LCD电视屏幕的10倍。未来电视可以制成可弯曲的形状。图1示出了PMOLED和AMOLED器件结构。

　　与同世代LCD相比，OLED生产工艺减少了10道工序，AMOLED的结构要比TFT-LCD简单得多。AMOLED显示屏与TFT-LCD显示屏生产线基板尺寸即世代的划分几乎一样，TFT基板和OLED基板可根据未切割成产品的基板的长和宽尺寸划分成不同的世代。目前，G2AMOLED显示的技术已经是成熟技术，G4.5和G5.5仅有韩国三星开始量产,虽然基板尺寸越大目标产品成本越低，但是技术难度也越大。LG的金属氧化物TFT+CF+WOLED，其中，CF是彩色滤光膜，由于不用控制像素分辨率的金属模板（MASK），目前可以在G8上生产。基板尺寸越大，切割AMOLED显示屏数量也会越多，成本也会被降低。

　　AMOLED和TFT-LCD图像显示的主要区别是色彩鲜艳，在同样环境光(特别在高环境光下)AMOLED下显示图像明显优于TFT-LCD，如图2所示。同时，AMOLED响应速度明显快于TFT-LCD，所以AMOLED动态画面在电视和移动通讯应用中，明显优于TFT-LCD，即没有拖尾现象，如图3所示。另外，AMOLED与TFT-LCD相比，观察角度依赖性要小得多。

　　AMOLED由TFT基板和OLED构成。用于AMOLED的TFT种类有：基于LTPS-TFT的AMOLED，基于金属氧化物-TFT的AMOLED技术。用于AMOLED的OLED主要分为底发射和顶部发射技术。目前主要采用顶部发射ＯＬＥＤ（TOLED）技术，是利用金属掩模板（MASK）RGB像素制作技术，WOLED+CF技术的AMOLED。另外，还有正在研发的其他AMOLED新型显示技术。

　　AMOLED工艺技术

　　AMOLED工艺技术包括TFT基板技术、OLED制作技术、OLED屏的封装技术、AMOLED的主要制程、AMOLED主要制作设备。

　　TFT基板技术分为LTPS基本制作技术和IGZO-TFT（铟镓锌氧化物）背板技术。

　　OLED制作技术包括顶发射OLED技术、蒸发源技术、利用IGZO-TFT基板的白光OLED(WOLED)+CF技术实现彩色显示。

　　OLED屏的封装技术有IR（红外）激光封装技术、UV（紫外）和IR激光混合封装技术，它们都是针对玻璃基板的TFT-OLED的封装技术。随着柔性OLED显示技术的进展，薄膜封装技术应运而生。

　　AMOLED主要包括LTPS-TFT技术和OLED技术。LTPS-TFT技术主要是使a-Si晶化的技术，采用准分子激光退火（ELA）技术，目前国内尚没有这项技术。AMOLED制作技术虽然很多借鉴了PMOLED技术，但还有一些AMOLED特有的关键技术，比如顶发射及其激光封装技术，实际上这项技术似乎是OLED技术的关键。

　　AMOLED主要制作设备：RGB-SBS方式MASK方式，主要有线型和团簇式相结合的生产设备和带有薄膜封装的设备。在这种设备中除了真空蒸发镀膜所需要的设备外，还需要聚合物制备UV(紫外)固化腔体和制作无机氧化物薄膜的PECVD沉积系统。在聚合物制备腔体中，首先制作单体（monomer）再在另外腔体UV固化，之后再在聚合物薄膜上制作氧化物薄膜，由此多层交替进行。

　　OLED固态照明

　　目前实用的固态光源除白光LED灯外，OLED固体照明是新发展起来一种高效节能的OLED灯。这种固态光源的优点是：效率高、能耗低、工作电压低而比较安全，制作和使用都是环保的，没有灯丝断裂，因而耐用寿命长、维护价格低，有高质量的光输出，仅有少量的紫外光和红外光辐射等。预计到2020年，固态光源比现有照明技术产生的同样光输出，可节省能源50％。

　　作为固态照明光源如LED和OLED都在向前发展。OLED作为显示器的应用研究已有多年，近来已开展它在照明灯方面的应用研究。无机的LED灯虽然能提供很高的能效和特别长的寿命，但芯片制造成本太高且不够环保，因而被限制在特殊的应用上。目前无机LED由于成本的原因还没有进入家庭，主要用于交通信号和车灯。OLED灯与LED点光源不同，它是很薄的平面分布式光源，且能大规模、大面积、低成本制造，因而成为新概念梦幻光源，因而可以开发很多新的应用领域。

　　OLED技术的未来预测

　　除了中小尺寸的AMOLED继续发展外，AMOLEDTV会很快发展起来，目前OLED电视仅局限于发达国家的部分用户，预估今年全球OLED电视市场规模仅为10万台，预计2016年将达到1,800万台，其中日本市场将达230万台。

　　随着市场需求的急增，预估AMOLED面板生产成本会不断下降。在2016年可能会出现供应不足的局面。另外由于比LCD更快的响应速度，OLED非常适合用来支持3D影像显示，预计3D显示将成为OLED电视的标准规格，预估2016年用于3D显示的OLED电视比重将高达83%。

　　就发光色精细化技术而言，也在不断发展，目前使用的精细金属掩模板技术，很难继续提高显示的精度，于是人们开发出新的技术，如激光转印（LITI）和WOLED+CF技术，虽然像素精度可以提高，但是效率和工作寿命等还有待于提高。OLED最大的好处是可以制作大于G6及其以上基板的AMOLED显示。

　　作为柔性OLED产品，可穿戴的柔性OLED显示会更诱人。

　　第三代有机电致发光——超荧光OLED

　　近年来，有机发光二极管（OLED）材料和器件又有了新进展，出现了第三代电致发光（超荧光）OLED。它与以前的荧光和磷光材料和器件不同，这种材料和器件融合了荧光和磷光的低成本和高效率优点，促进了人们对OLED器件新机制——产生于单重态向三重态上转换的延迟荧光的光物理的深入认识，还将带动未来OLED产业的发展。应该说是继荧光和磷光之后的OLED的第三个里程碑。

　　单重态发光，最大内量子效率为25%，后者利用的三重态发光，由于重金属效应，三重态发光可以同时利用单重态和三重态激子能量产生磷光OLED的最大内量子效率可达100%。尽管各自都有各自的优点,前者具有高的可靠性，后者则效率高。这两种材料也都有各自的缺点：荧光OLED效率仅为25%，磷光OLED在大电流下有严重的效率下降，由于两者都使用了贵金属铱和铂等配合物使成本增高，这些都严重制约了OLED的产业化进程。

　　日本Display-Japan公司已经在OLED显示方面与日本九州大学的最尖端有机光电子研究中心CAdachi(安达千波夫)研究组合作制作出了OLED显示屏。Adachi研究组宣布，如果说OLED的第一代是荧光OLED、第二代是磷光OLED，那么利用TADF的OLED就被称为第三代电致发光-超荧光OLED，接近100%内量子效率的OLED不再使用铱、铂等昂贵的稀有金属材料，而新研发的第三代超荧光OLED融合了前两代OLED的高效和低成本优点，但真正达到产业水平尚需进一步努力。

　　对我国发展OLED技术的建议

　　我国在OLED研究方面与国际水平很接近，特别是科研机构一直紧跟国际先进水平，但是自己的原创技术不太多，OLED产业技术研发很欠缺。相关企业在OLED研发方面作了很大贡献，大大拉近了我国OLED产业技术与国际水平的距离。我国大型企业高端技术人才严重匮乏，相关技术人员基本都是从国外或台湾地区引进的，还没有形成培养技术人才队伍的能力。核心设备主要靠从日本和韩国进口，这些设备的购置成本在制作成本中占很高比例，特别是AMOLED中的TFT技术占据的比重更大，我国目前似乎没有这个方面的统筹投资安排，以至于我们的研发也是在进口设备上进行的。我们应该学习韩国的经验，他们的OLED起步比我国还晚了几年，可是他们一开始就重视研发设备，从剖析日本设备入手，然后是仿造，后来再创新。这个模式应该值得中国借鉴。韩国的技术研发主体在大的公司，如三星和LG，这些研发人员的目标就是产业技术、产品良率、生产节拍以及成本。

　　我国的OLED材料研发起步很早，国产材料出口多是粗品，几乎达不到国外OLED显示的要求，国外精加工后再卖回给国内。台湾地区的材料厂商都是为企业供应配套OLED材料，而我们几乎都是零散的销售，因而形成不了规模。

　　在AMOLED的TFT和IGZO-TFT技术中，目前国内能够产业化的技术并不多见，只有研发技术。另外，大面积和大规模的产业型OLED照明技术还没有真正形成，虽然研发的样品已经达到或超过国际水平，但是规模化量产技术还很薄弱。

　　笔者呼吁从国家层面集中少量强大企业进行研发，从全国招募OLED技术研发技术骨干，适当聘请国外和台湾地区的技术专家，使我国OLED产业达到国际水平，迅速实现规模化生产和销售，尽快获得收益。应该逐步把产业技术研发从纯科研机构转移到企业的技术研发中心，科研院所应积极配合产业部门开展OLED技术的研发。

　　作者单位：

　　中科院长春光机所发光学及应用国家重点实验室