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文/Ansel
2003年1月，时任索尼集团总裁兼首席运营官的安藤国威先生在美国拉斯维加斯消费电子展的主题演讲舞台上举起了一款像纸张一样轻巧纤薄的显示器——24英寸OLED显示器原型。几乎就从2003年开始，OLED(有关发光二极管，或称有机电致发光)这种新型平板显示技术开始频繁地出现在人们视野中，甚至我们身边的很多产品已经采用了这项技术。
OLED带来的希望和变革
从名字上看就有些神秘的OLED会给我们的显示世界带来什么变化呢？我们不妨神游一下OLED技术成熟后的生活：各种纤薄亮丽的显示器自然比比皆是，未来我们更会拥有像画卷一样可以卷起来轻松携带的超大尺寸电视机，以及与目前的贺卡材质几乎一样，但可以显示动画和视频的电子贺卡。您不用再面对超大尺寸平板电视难以搬进屋里的尴尬，用户不仅可以轻松地把大电视“贴在”任何一面墙上，而且还可以把显示屏和户外的摄像头配合，实时等比例显示墙外的场景，让墙从人们的视觉中消失。
而OLED应用发展的速度也让人震惊，市场调研机构DisplaySearch今年1月预测，全球OLED市场可望从今年的7.57亿美元，扩大到2009年的53.5亿美元，增长率达到700%；而2006年OLED模块的销量将达到8470万个，足以让我们在各处都看到其亮丽的身影。在小尺寸显示屏领域，OLED已经对LCD形成了威胁，开始在一些崇尚新技术与时尚的产品中广泛应用；在大尺寸领域，虽然目前OLED还面临着材料寿命、制造成本等一系列问题，但众多重量级厂家正加大投入，驱动这辆显示领域的最新赛车开足马力前进。
撩开OLED技术的面纱
来势如此汹涌的OLED并不是什么复杂技术的堆积，它带来了产品结构、工艺，以及周边设计的显著简化。图中所示的就是柯达在1987年申请专利时公布的典型OLED结构：玻璃基板上面是一层透明的ITO(氧化铟锡)阳极，上面覆盖着增加稳定性的钝化层，再向上就是我们的主角——P型和N型有机半导体材料，最顶上是镁银合金阴极。这些涂层都是蒸镀到玻璃基板上的，因此厚度非常薄。在电极两端加上5V-10V的电压，P/N结就可以发出相当明亮的光。
1988年，OLED获得另一项重大突破。在英国剑桥大学著名的Cavendish实验室工作的博士生Jeremy Burroughes发表了一篇论文。他的研究证明，不仅小分子有机材料，大分子的聚合物也有场致发光效应。这种方式也被称为PLED(polymer LED)或LEP(light emitting polymer)，制造工艺更加简单，只需要精密的涂布设备，而且发光效率更高。
虽然目前我们能够看到的OLED应用大多是手机或MP3的屏幕，属于被动单色或多色模块，但材料和工艺的多样性让OLED有多种途径可以实现彩色显示。最典型的有6种方式：不同材料发出红、绿、蓝三色，像CRT显示一样，由三色像素拼接成一个彩色像素；采用发出白光的材料，像LCD显示一样，通过三色滤色镜形成彩色像素；采用特殊的材料，能够在不同的驱动电压下发出不同的色彩；使用发出蓝色光线的材料，激发荧光物质发出各种色彩的光线；激光共振方式；将红、绿、蓝三色发光膜重叠起来，构成彩色像素。
与液晶显示器一样，目前OLED显示屏的驱动也分为有源与无源两类。最早出现的是无源OLED，它采用行列扫描的方式驱动相应的像素发光，形成屏幕显示，因此成本较低，工艺也比较简单，但由于刷新速度、驱动能力等问题，只用于小尺寸的显示屏。1995年，柯达与三洋公司签署协议，通过三洋的低温多晶硅技术(LTPS)和柯达的电致发光材料实现了有源矩阵OLED。有源显示技术近似于目前的TFT液晶显示器，OLED发光材料集成在硅片上，每个像素都由一个晶体管驱动。虽然有源矩阵在制造工艺和成本方面有一定的难度，但在大尺寸和彩色OLED应用中，采用LTPS技术驱动已经成为厂商的共识。
自己发光带来的优势
从原理而言，自发光可以算是OLED最鲜明的特色，让其在与LCD等透射光成像器件的对比中非常突出。与LCD相比，OLED具有以下优势：
* OLED器件的核心层厚度很薄，厚度可以小于1毫米，厚度为液晶的1/3；
* OLED器件为全固态机构，无真空、液体物质，抗震性好，可以适应巨大的加速度、振动等恶劣环境，而且在低温下也可以保证出色的显示效果，有很高的军事应用价值；
* 主动发光的特性让OLED几乎没有视角问题，在很大的角度内观看，显示画面不失真；
* OLED器件单个像素的响应速度是液晶元件的1000倍，可以实现精彩的视频重放；
* 低温特性好，在零下40度能正常显示，而液晶在低温下显示效果不好；
* 对材料和工艺的要求比LCD减少约1/3，成本将会更低；
* 发光转化效率高，能耗比液晶略低一些；
* OLED器件单个像素尺寸可以相当小，国外厂家推出了像素尺寸只有几微米的产品，而且还有很大的“减肥”潜力，非常适合应用在微显示设备中；
* OLED能够在不同材质的基板上制造，可以做成能弯曲的柔软显示器。
这些优势让OLED可以成为一种近乎理想的平板显示设备，无论在家里、在移动中、还是在行业应用领域，它都有望改变目前显示器的应用状态。
2006年的OLED变局
虽然OLED的特色给我们呈现出一个美好的应用前景，虽然小尺寸无源OLED模块在手机和MP3上得到了迅速的普及，但在很多显示领域的专家看来，OLED正遭遇到发展中的瓶颈。
其实在2003年柯达第一次把2.4英寸有源彩色OLED显示屏应用于数码相机EasyShare LS633之后，有源OLED的产品化发展非常迟缓。虽然2004年索尼开始把3.8英寸OLED屏用于自己的CLIE VZ90，无论在尺寸上、产品品质上还是应用上都取得了突破，但有源产品目前在整个OLED市场中有源产品仅仅占13%。
2006年新年前后，这个领域的变局初现端倪：OLED的先驱之一，日本东北先锋在2005年12月中旬宣布解散其投资成立生产有源OLED的子公司ELDis；1月份，日本三洋公司宣布结束与柯达的合作关系同时中止与柯达合资设立的OLED制造、销售子公司SK Display，并退出OLED市场……
东北先锋和三洋在解释退出OLED市场的原因时都提到了有源OLED在产品化方面遇到的障碍。这样看来，OLED的发展前景似乎值得商榷。
但如果再看看另外几个巨头的动态，我们的观点可能会转180度。2005年11月28号，出光兴产株式会社和索尼集团签署了关于双方联合开发新一代OLED发光材料的备忘录，为了促进共同发展，双方还达成了OLED相关专利权互用协议；目前全球最大的OLED生产商三星则在2005年11月宣布投资逾4.5亿美元兴建一条第四代OLED生产线，采用LTPS有源矩阵驱动技术；而与三洋分手后，柯达迅速与LG飞利浦达成协议，联手开拓OLED市场……看来，OLED的未来还是具有足够的诱惑力。
在Sony集团于2005年秋季发表的新营运方针中，新设立了显示装置开发本部，并将OLED作为液晶电视等之后的下一代显示技术进行开发。Sony早在1994年就进入了OLED开发领域，一直非常看好这项技术的进展。这次设计显示装置开发本部，把原本分散在各子公司的OLED研发人才集中起来，目标就是尽快开发并量产大尺寸有源OLED产品，特别是采用OLED技术的下一代平板电视。
抢占下一代平板显示技术核心地位
我们可以把目前这些巨头对OLED技术的巨额投入看作对下一代平板显示市场的豪赌。目前，LCD与PDP技术的对决已经进入决胜局，LCD看来胜券在握；佳能和东芝大力推动的SED(表面电致发光)技术将在今年走入市场；LCD、DLP、SXRD等微显背投技术也不甘寂寞……这个庞大的市场吸引了太多的竞争者。
从技术角度分析，OLED确实有实力成为LCD之后的下一代平板显示技术盟主，但在产品化问题羁绊其发展脚步的同时，LCD和其他技术也在迅速完善。例如，目前LCD不仅响应速度成倍提高，原型机的对比度也达到了惊人的百万比一。而OLED从概念上已经调足了人们的胃口，如果产品化的进度不能加速，恐怕市场留给它的空间也会日益减小。
目前，OLED(特别是有源OLED)的发展主要遇到两个问题：寿命和制造成本。前者阻碍着OLED应用在电视等场合，对于目前流行的手机等应用，显示屏通常只要达到500小时的工作寿命即可。而电视应用则截然不同，产品化至少要求其面板的显示寿命达到3万小时以上。对于低分子OLED材料而言，其亮度半衰寿命已经达到了绿色1万小时、红色6000小时、蓝色5000小时的水平；以英国剑桥显示器技术公司(Cambridge DisplayTechnology，CDT)为代表的高分子OLED则更胜一筹，CDT最近宣布，蓝色高分子OLED元件亮度半衰寿命达到了10万小时，已经初步具备了实用的水准。
而制造成本则是更为复杂的问题，涉及到生产规模、生产工艺和成品率等问题，目前有源OLED屏的成本还明显高于同尺寸的LCD屏。随着LTPS工艺的成熟和各厂商对OLED生产线投入的增加，其制造成本有望迅速下降，但短时间内追上LCD还有一定的难度。从长远看，因为OLED屏幕没有背光源、没有特殊的偏振膜，元件数量远远小于LCD，降低成本的潜力很大。
我们希望真正的OLED应用元年尽快到来，让那些美好的梦想真实地呈现在我们眼前。
OLED发现之路
笔者曾经在美国拜访过OLED之父邓青云博士，说起当年偶然发现OLED现象的机遇，邓博士还历历在目。
邓青云博士1947年出生于中国香港，1970年在英属哥伦比亚大学得到化学理学士学位，于1975年在康奈尔大学获得物理化学博士学位。此后，他成为位于纽约罗切斯特的柯达研究实验室的一名研究科学家，并开始了他从事有机半导体材料和电子应用设备开发的职业生涯。1979年的一天晚上，汪先生在回家的路上忽然想起有东西忘记在实验室。回到实验室，他发现黑暗中有个亮的东西。打开灯，原来是一块做实验的有机蓄电池在发光。这是怎么回事？OLED研究就由此开始了。
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