浅析有机电致发光显示技术及市场前景阎韬，孙渝威，关丽哲，李光辉（安彩高科研发中心，河南安阳455000）摘要：OLED即有机发光显示技术，是一种全新的显示技术，其具有更薄、更轻、主动发光(即不需要背光源)、广视角、高清晰、响应速度快、低能耗、低温和抗震性等优点。
文章通过介绍OLED 平板显示的技术特点、专利技术现状及未来的发展前景，让我们对这种新平板显示技术有一个全新的认识，并对OLED技术有一个全面了解，避开专利技术壁垒，抓住机遇，实现传统CRT （阴极射线管显示器，cathode ray tube）显示产业成功转型。
关键词：有机发光显示技术；平板显示技术；发光材料；专利；知识产权中图分类号：TN141.9文献标识码：BThe Analysis of Organic Electro LuminescenceDisplay Technology and the Market OutlookYAN Tao,SUN Yu-wei,GUAN Li-zhe,LI Guang-hui(ANCAI Hi-Tech.Co.,Ltd.,Anyang He'nan455000,China) Abstract:OLED———"Organic Electro Luminescence display technology"is a new display technology.With many Advantage,such as thinner,lighter,active light(without backlight), wide viewing angle,high resolution,faster response,lower energy consumption,lower temperature and shock resistance.This paper describes the technical characteristics of OLED,patented technology statusand the outlook,it brings us a new understanding of the OLED technology,to avoid patented technical barriers and seize opportunity to bring the traditional CRT(cathode ray tube)display industry a successful transition.Keywords:organic electro luminescence display technology;flat planer-display technique;organic electroluminescent material;patent;Intellectual property文章编号：１００６－６２６８（２０１０）０８－００１９－０５收稿日期：2010-05-28技术交流19Aug．2010，总第115期现代显示Advanced DisplayAug ．2010，总第115期现代显示Advanced Display 图1OLED 器件结构示意图引言信息技术是当今世界经济社会发展的重要驱动力，电子信息产业又是国民经济的战略性、基础性和先导性支柱产业，“十一五”高新技术产业发展规划和信息产业发展规划明确指出，在平板显示领域我国将重点支持OLED 显示技术的发展。
因为目前液晶和等离子显示的核心技术掌握在外国企业手中，我国将力争在下一代平板显示技术上掌握核心技术，集中各种资源开发研究，超前部署，实现产业化。
OLED 显示技术与液晶显示相比，是一种全新的显示技术，它最大的特点是能自行发光，OLED 的正极是一个薄而透明的铟锡氧化物(ITO)，阴极为金属组合物，将有机材料层(包括空穴传输层、发光层、电子传输层等)包夹在其中，形成一个“三明治”。
尤其继全球首款OLED 电视XEL-1之后，索尼、三星推出使用电池驱动，无需任何线缆连接的概念性OLED电视，这使OLED 成为人们高度期待的下一代显示技术。
美国CNN 媒体已把OLED 技术与电脑、互联网、手机、无线通信网络等25项创新技术一并列为未来25年将改变人类生活、具有强大影响力的技术。
1OLED 技术介绍OLED 显示技术与传统的LCD （液晶显示器，liquid crystal display ）显示方式不同，无需背光源，它采用超薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光，而且它的屏幕可以做得很轻薄，可视角度很大，并能显著节省电能。
OLED 显示器的彩色化、高分辨率和大面积化，使金属荫罩刻蚀技术直接影响着显示板画面的质量，因此对金属荫罩图形尺寸精度及定位精度提出了更苛刻的要求。
1.1OLED 基本结构及发光原理为了形象说明OLED 的构造，可以将每个OLED 单元比作一块汉堡包，发光材料就是夹在中间的蔬菜。
接通电源，正极的空穴与阴极的电荷就会在发光层中结合，产生光亮。
根据包夹在其中的有机材料的不同，会发出不同颜色的光。
每个单元可被控制产生三种不同颜色的光，并可以通过改变OLED 内部材料的表面结构达到提高OLED 发光效率的目的。
OLED 与LCD 一样，也有有源驱动和无源驱动之分，无源驱动由行列地址选中的单元被点亮；有源驱动OLED 单元后有一个薄膜晶体管（TFT ），发光单元在TFT 驱动下点亮。
有源驱动的OLED 比较省电，但无源驱动的OLED 显示性能更佳。
图1所示为OLED 的一个典型结构图，显示屏最外层为透明的玻璃基板，紧邻其内壁为阳极，在阳极内表面上依次有空穴传输层、发光层、电子传输层和金属阴极，包括封装片在内总厚度一般不超过2mm 。
其发光原理是：用ITO 透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极，在一定电压驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层，电子和空穴分别经过电子和空穴传输层迁移到发光层，并在发光层中相遇，形成激子并使发光分子激发，后者经过辐射弛豫而发出可见光。
根据材料的不同，OLED 可以分为两大类：高分子器件和小分子器件。
小分子OLED 技术发展得较早（1987年），高分子OLED 的发展始于1990年，高分子OLED 又称为PLED （Polymer LED ）。
相对于高分子器件，小分子器件更为成熟。
目前在OLED 的两大技术体系中，低分子OLED 技术为美国柯达公司掌握，但是柯达的核心专利已经过期，日本公司在这方面比较领先。
而高分子的PLED （LG 手机的所谓OEL 就是这个体系）技术及专利则由英国的科技公司CDT 掌握，2007年CDT 被日本住友化学收购。
两者相比，PLED 产品在彩色化上仍有困难。
根据驱动方式的不同，OLED 也可以分为两大类：无源驱动和有源驱动。
无源驱动不采用TFT 基板，一般适用于中小尺寸显示，而有源驱动则采用TFT 基板，适用于中大尺寸显示，特别是大尺寸全彩色动态图像显示。
技术交流201.2OLED技术特点有机发光显示器之所以受到人们的青睐，因其具有以下技术优点：（1）工艺简单，原材料少，成本低；（2）自发光，直流低电压驱动（10V以下），因此用电池就可以驱动，易于用在便携式移动显示终端上；（3）可实现软屏显示；（4）是全固化器件，无真空腔，无液态成份；（5）响应速度快，为微秒级，是液晶显示器响应速度的1,000倍；（6）视角宽，上下、左右的视角宽度超过170°；（7）工作温度范围广，在－40℃～70℃范围内都可正常工作；（8）亮度高，可达300cd/m2以上；（9）分辨率高，可达到1毫米30条线以上，可以用于微显示；（10）对比度高，目前已经能达到200:1以上；（11）发光材料来源丰富，易于实现全彩色；（12）功耗低。
OLED显示器比LCD显示器还要薄，其响应时间和视角特性均超过了LCD液晶屏。
LCD的响应时间大约是毫秒级，而OLED的响应时间大约是几个到几十个微秒。
OLED的快速响应特性保证了其显示运动图像的质量要好于常规的LCD。
另外，OLED能够在低温下显示，而LCD的响应速度将随温度发生变化，随温度降低其响应速度变慢。
基于以上特点，各国的平板显示器厂商正竞相开发OLED技术，推进其产业化进程。
1.3影响OLED产业化进程的主要原因（1）发光材料在批量生产情况下，材料的提纯技术成为关键，因为显示屏用的材料必须达到电子级纯度，才能保证显示屏的高效率和高稳定性。
（2）显示屏制作技术显示屏制作技术中包含几个步骤，其中较为关键的技术有：均匀、致密的大面积薄膜制作工艺技术；高分辨技术；彩色化技术，如红绿蓝三色发光法、微腔结构法、蓝光色转换法、白光滤光片法等；封装技术。
上述技术目前均需进一步完善。
（3）集成技术显示器实际上是一个技术集成系统。
显示效果除与屏的质量有关外，与模块驱动技术也有关系。
OLED用IC芯片目前种类还很少，而且现有的驱动、控制芯片仍有待进一步完善。
2国内外OLED知识产权状况伴随OLED显示技术的发展，尤其是产业化工作的开始，国际上有关公司和研究机构对相关知识产权给予了极大关注。
目前国际上与OLED有关的专利已经超过6,000份，其中最根本的专利有三项。
小分子器件的基本专利由美国柯达公司所有，现已过保护期。
高分子器件的基本专利由英国CDT公司和美国Uniax公司拥有，其中CDT拥有高分子器件结构专利，Uniax拥有用可溶性高分子材料的专利。
与国外相比，我国的专利申报情况无论是在数量还是质量上均存在很大的差距。
这种差距从国外机构和国内机构在中国大陆申请OLED发明专利的情况分析中也可以看出，如图2所示。
从图3来看，国内专利技术与国外相比差距非常明显，表明挑战是巨大的，但希望依然存在。
鉴于有机发光显示技术本身的不成熟性，其未来技术的发展空间仍然是巨大的。
国内单位要力争在一些关键点上获得突破，以获得在OLED技术发展和产业化进程中占据适当的位置，积极主动地参与国际竞争与合作。
3OLED技术发展趋势及前景3.1OLED技术今后发展的侧重点（1）彩色化技术图2国内外在华申报专利状况对比技术交流21Aug．2010，总第115期现代显示Advanced DisplayAug ．2010，总第115期现代显示Advanced Display 图3国内外在华申报专利比例OLED 是由红、绿、蓝（R 、G 、B ）三原色光的重复像素组成，像素尺寸越精细，分辨率越高。
目前最为普及的全彩化技术为“RGB 三色发光法”。