浅谈手机的新型显示屏OLED发展历史及发光工作原理

由于有机电致发光二极管（Organic Light-Emitting Diode，OLED） 由于同时具备自发光，不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广、构造及制程较简单等优异之特性，被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术，因此目前全球有多家厂商投入研发，根据了解和估计，我国目前手机市场上采用OLED产品的手机共38款［单色OLED10 款，区域色15款，256色8款，全色3款］（见表1），据本人得知目前国内手机设计公司正在着手研发的OLED手机，已有7款。再加上SKD/CKD的产品和国际品牌的产品。

预计到年底我国手机市场上会有50款OLED产品手机，风骚于我国手机市场（见表2）。同时在综合表3数据显示，OLED未来可望与STN-LCD及TFT-LCD技术抗衡，至此向大家介绍OLED的相关知识。

一、OLED发展历史

其依材料区分大致可分为小分子系及高分子系两种，小分子系是以染料及颜料为材料，称为OLED，在1987年由美国伊士曼柯达公司（Eastman Kodak Co.）的C.W.Tang［邓青云博士，出生于香港，毕业于***大学化学系］所发表，高分子系式以共轭性高分子为材料，则称为PLED（Polymer Light-emitting Diode）或LEP（Light-emitting Polymer Device），是由英国剑桥大学（Cambrige Univ.）所1990年提出。1992年剑桥成立显示技术公司CDT（Cambrige Display Technology），使PLED商业化。

二、OLED的发光原理

OLED的发光原理与LED相似，是利用外加偏压使电洞和电子分别由正、负极出发，并在有机发光层相遇而产生发光作用，其中阳极为ITO导电膜，阴极则含有Mg、Al、Li等金属，其基本结构如（图四）所示。而OLED发光的颜色取决于有机发光层的材料，故厂商可由改变发光层的材料而得到所需之颜色。也可以理解为主要发光原理是由电子与电洞结合而产生光，视材料的不同，电子与电洞所具的能阶也有差异，进而产生不同波长（即不同颜色）的光线。

三、OLED/Polymer OLED（高分子OLED）

OLED为自发光材料，不需用到背光板，同时视角广、画质均匀、反应速度快、较易彩色化、用简单驱动电路即可达到发光、制程简单、可制作成挠曲式面板，符合轻薄短小的原则，应用范围属于中小尺寸面板；但由于OLED驱动电压较高、因此在能量上使用的效益较差。而PLED由于不需经过薄膜制程及高价的真空装置，组件构造只有2层，较为简单，因此在投资成本上较OLED低很多；但由于PLED在色彩的表现上不如OLED佳，每个颜色衰减常数不同，必须对色彩偏差做补偿，同时频宽又大，发光色彩不易调整，因此产品的寿命亦较短暂，目前PLED主要应用范围以大尺寸面板为主。从产品的市场区隔来看，OLED 的市场利基要往高单价、高附加价值的产品发展，而PLED则往大量而低单价的产品发展。

四、无源OLED和有源OLED

OLED以驱动方式可分为无源驱动（Passive Matrix；PMOLED）与有源驱动（Active Matrix；AMOLED）两种，OLED的驱动方式是属于电流驱动。无源方式的构造较于简单，驱动视电流决定灰阶，应用在小尺寸产品上的分辨率及画质表现还算不错，但若要往大尺寸应用产品发展，恐怕会提高消耗电量、寿命降低的问题发生。最好的对应的则是采用有源驱动方式，因为有源的电流整流性较无源方式佳，不易产生漏电现象，同时使用在低温多晶硅（Poly-si）TFT技术时，电流可以产生阻抗较低的小型TFT，符合大尺寸、大画面OLED显示器的需求。

五、OLED彩色化方式

OLED以彩色化的方式区分可分为三种，一，“RGB三色发光结构”、二，“色变换结构［白光＋彩色滤光片］”，三，“彩色滤光膜［蓝光＋色转换层］”等3种方式。由于3色发光结构运用独立发光材料RGB（红绿蓝）3色进行排列，具有发光效率佳的特性，不需再加上彩色滤光片或色彩变换层的薄膜，为目前投入厂商最普遍的使用方式；但由于3色法制程是采用屏蔽（shadow mask）蒸镀法，因此色彩的精细度较差。而色变换方式则是以蓝色发光材料进行发光，发光时中间隔上一层薄膜，因此发光效率不如3色发光方式佳。彩色滤光片则是以白光发光材料进行发光，中间加了一层彩色滤光片，因此发光效率亦不如3色发光方式佳，目前拥有白光技术的厂商并不多。