鄭 彬

（河南信息工程學(xué)校，河南 鄭州410100）

在剛剛落幕的2013 年國際消費(fèi)電子產(chǎn)品展覽會(huì)（CES）上，一些國際IT 巨頭紛紛拿出自己的最新產(chǎn)品。 其中，勢(shì)頭正勁的韓國三星發(fā)布了世界首款可彎曲屏幕OLED 電視， 展示了未來的電視是什么樣的？只有紙一樣薄，可彎曲面板增強(qiáng)了畫面的景深效果，創(chuàng)造出更加栩栩如生的視覺體驗(yàn)，被譽(yù)為“家庭娛樂領(lǐng)域的突破性創(chuàng)新”。

1 OLED 顯示簡介

1.1 OLED 顯示原理

有機(jī)發(fā)光二極管顯示（Organic Light Emitting Diode，OLED）又稱為有機(jī)電致發(fā)光顯示， 是自20 世紀(jì)中期發(fā)展起來的一種新型顯示技術(shù)。其基本原理是：在大于某一闕值的外加電場(chǎng)作用下，空穴和電子以電流的形式分別從陽極和陰極注入到夾在陽極和陰極間的有機(jī)薄膜發(fā)光層，兩者結(jié)合并生成激子，發(fā)生輻射復(fù)合而導(dǎo)致發(fā)光。 如圖1 所示。

圖1 OLED 顯示原理

1.2 OLED 顯示的優(yōu)點(diǎn)

OLED 被認(rèn)為是繼TFT-LCD 后的下一代平板顯示技術(shù)。 相對(duì)于TFT-LCD，OLED 有以下一些優(yōu)點(diǎn)：

1.2.1 OLED 構(gòu)造簡單，屏幕厚度遠(yuǎn)小于LCD 屏幕，僅相當(dāng)于LCD 的1/3，重量也更輕；并能夠在不同材質(zhì)的基板上制造，可做成柔軟顯示面板。 這些特點(diǎn)使得OLED 顯示器可以具有緊湊的設(shè)計(jì)和很薄的形狀，也增加了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的靈活性。

1.2.2 OLED 是自發(fā)光器件，不需要背光源。 這一點(diǎn)帶來幾個(gè)好處：①OLED 顯示器結(jié)構(gòu)可以較薄， 同時(shí)由于TFT-LCD 中背光源的光透過率較低，同等亮度下OLED 比TFT-LCD 功耗更低；②視角寬，不存在視角的問題；③高對(duì)比度。

1.2.3 OLED 工作溫度范圍比LCD 更寬。 對(duì)LCD 而言，低溫下響應(yīng)時(shí)間顯著變慢，高溫下光調(diào)制能力減弱，漏光現(xiàn)象發(fā)生，對(duì)比度下降。 而OLED 在低溫達(dá)到-40°C 下仍能很好的工作， 高溫只受OLED 材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度限制。

1.2.4 反應(yīng)速度快。 OLED 響應(yīng)時(shí)間在微秒數(shù)量級(jí)，LCD 響應(yīng)時(shí)間在毫秒數(shù)量級(jí)，因此OLED 不會(huì)有拖影的現(xiàn)象。

1.2.5 OLED 屏幕由固態(tài)結(jié)構(gòu)組成，沒有液體物質(zhì)，因此抗震性能更好，不怕摔。

1.2.6 理論上生產(chǎn)成本更低。 OLED 制造涉及到的材料比TFT-LCD少，制造工序較少，并且有可能利用基于溶液的低成本工藝進(jìn)行生產(chǎn)。

正因?yàn)镺LED 具備這些無可比擬的優(yōu)勢(shì)，它被視為新一代平板顯示技術(shù)，成為各大廠商積極布局的重點(diǎn)對(duì)象，對(duì)其投入了極大的精力與財(cái)力。

2 OLED 柔性顯示

2.1 柔性顯示的魅力

柔性顯示是在目前所有已經(jīng)應(yīng)用的和正在開發(fā)的顯示器中，OLED 獨(dú)有的特殊性能，已成為一個(gè)重點(diǎn)研究方向。

相比其他顯示技術(shù)，柔性顯示的特點(diǎn)是可以做得很輕、很薄、不易碎，并且有一定形變承受力，可彎曲、扭曲甚至卷曲、折疊。如與塑料晶體管技術(shù)相結(jié)合，可以制成人們夢(mèng)寐以求的電子報(bào)刊、墻紙電視、服裝裝飾等產(chǎn)品，淋漓盡致地展現(xiàn)出有機(jī)半導(dǎo)體的魅力。

2.2 OLED 柔性顯示器的結(jié)構(gòu)

將導(dǎo)電玻璃基片換成導(dǎo)電塑料基片（或其他柔軟材料基底），采用同樣的材料和類似的工藝就可制成柔軟有機(jī)發(fā)光顯示器（Flexible OLED，F(xiàn)OLED）。

對(duì)于柔性O(shè)LED 器件而言， 基片是影響其效率和壽命的主要原因。 軟屏采用的塑料基片與玻璃基片相比，有以下缺點(diǎn)：

（1）塑料基片的平整性通常比玻璃基片要差，基片表面的突起會(huì)給膜層結(jié)構(gòu)帶來缺陷，引起器件損壞。最為嚴(yán)重的是塑料基片的水、氧透過率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于玻璃基片，而水、氧是造成器件迅速老化的主要因素。

（2）塑料基片的玻璃化溫度較低，只能采用低溫沉積的ITO（Indium-Tin-Oxide）導(dǎo)電膜，而低溫ITO 性能與高溫退火處理的ITO 性能差別很大，電阻率較高，透明度較差，最為嚴(yán)重的是低溫ITO 與基片之間附著力不好，可能造成ITO 剝落。

為此，人們對(duì)塑料基片進(jìn)行了大量的改進(jìn)，改善其表面平整度，增加水氧阻隔性能。采用新的工藝解決在低溫下制備高電導(dǎo)率的透明導(dǎo)電膜的問題。

2.3 柔性O(shè)LED 的研究進(jìn)程與現(xiàn)狀

1992 年，Gustafsson 等人發(fā)明了基于PET（Poly（ethylene-terephthalate））基片、以導(dǎo)電聚合物PANI/CSA（polyaniline/camphor sulfonic acid） 作為陽極、 發(fā)光聚合物MEHPPV 為發(fā)光層的柔性有機(jī)聚合物OLED 器件。

1997 年，F(xiàn)orrest 等人發(fā)現(xiàn)基于小分子的有機(jī)半導(dǎo)體材料也有優(yōu)異的機(jī)械性能，并制備了以ITO 作為導(dǎo)電層、小分子材料為發(fā)光層的柔性有機(jī)小分子OLED 器件，擴(kuò)展了導(dǎo)電層、功能層材料的選擇范圍。

2002 年，SONY 公司發(fā)表了將低溫多晶Si-TFT 拷貝到塑料底板上的技術(shù)，并試制出了液晶面板，塑料底板的厚度僅為0.22mm，密度為玻璃底板的一半左右。 夏普公司研制出高玻璃轉(zhuǎn)變溫度（Tg 為250°C）的塑料基片，并發(fā)表了基于該塑料基片的低溫非晶硅-TFT 陣列加工技術(shù)。

2005 年，C.Charton、N.Schiller 等人嘗試在柔性襯底上分別濺射了Al2O3層和有機(jī)與無機(jī)交替多層膜，以阻隔氧氣和水汽對(duì)器件的影響。他們所得到的柔性器件的亮度與玻璃襯底器件十分接近。

2007 年，在國際信息顯示協(xié)會(huì)（SID）的展會(huì)上，SONY 公司首次推出了TFT 驅(qū)動(dòng)的2.5 英寸柔性O(shè)LED 樣品， 實(shí)現(xiàn)了約1670 萬色的全彩顯示，像素尺寸為318μm 見方，精細(xì)度為80ppi，實(shí)現(xiàn)了最高的精細(xì)度。 在2008 年的高新技術(shù)博覽會(huì)上，SONY 又展出了一塊11 英寸的OLED 軟屏，其厚度只有0.3 毫米。 這款超薄軟屏的推出，預(yù)示著未來的電視、手機(jī)等可視設(shè)備都將迎來一個(gè)超薄時(shí)代。

2013 年， 在美國舉行的CES 展覽會(huì)上， 三星展示了一款可彎曲OLED 屏幕的智能手機(jī)。 三星、LG 在本次展會(huì)上還同時(shí)發(fā)布了全球首款可彎曲屏幕的柔性O(shè)LED 電視。LG 還宣布2013 年3 月份將會(huì)開售旗下首款55 英寸OLED 電視，現(xiàn)在已經(jīng)開始接受預(yù)定，預(yù)計(jì)在今年7月份出貨。

盡管現(xiàn)在OLED 電視還面臨著許多的問題和阻礙，但很多人也堅(jiān)信，OLED 電視終究會(huì)有普及的一天， 就如同當(dāng)初的LCD替代CRT 一樣，最終會(huì)進(jìn)入尋常百姓家。 無論如何，如今僅僅只是一個(gè)開端，OLED 電視時(shí)代始終是離我們?cè)絹碓浇恕?/p>

［1］王秀峰.現(xiàn)代顯示材料與技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

［2］應(yīng)根裕.平板顯示技術(shù)[M].人民郵電出版社，2006.