OEL显示技术

中国电子科技集团公司第五十二所   王英   杭州  310012

有机电激发光（Organic Electroluminescence，以下简称OEL）技术，具有轻薄、可挠曲、自发光、高画质、省电等优点，它将成为未来高清显示器发展的新趋势。

1 物质如何自发光

   光是能量传播的一种形式，它的最基本单位叫做光子，而物质是由原子组成的。原子是由原子核与围绕在原子核周围的电子所组成，这些电子按各自固定的路径围绕原子核运动着，它们运行的轨迹叫轨道。电子运行在不同的轨道有着不同的能量。通常情况下，更大能量的电子远离核子，运行在较远的轨道上，而那些靠近原子核的电子能量则较低。电子要从一个更低的轨道跳到一个更高的轨道，它就需要增加更多的能量。反过来，电子从高轨道跌落到更低轨道时就必须释放能量。这种能量是以“光子”的形式释放的，也就是我们希望能见到的发光现象。显然，释放的能量越多，产生的光子也越多，光子的运动频率也将越高。正是这个频率的高低决定了物质能否自发光，以及发什么颜色的光。

2 OEL组件的基本结构

OEL组件的基本结构是由感光基板、铟锡氧化物（ITO，作为阳极）、金属（阴极）和有机材料等组成（图1），其中有机材料又包括：电洞传输层(HTL)、发光层（EL）与电子

（1）阴极与电子传输层

    当电源提供适当低的电压时，加载在阴极上的电流使阴极释放出带负电的电子。而电子传输层的作用就是帮助阴极释放的电子能够顺利传输至有机材料中。

（2）阳极与电洞传输层

    与阴极不同，通电后阳极释放的是带正电的电洞（失去电子而留有空穴的原子）。电洞传输层的作用就是帮助带正电的电洞移动至有机层。当电子传输层带来的电子与电洞传输层的电洞在有机材料中相遇后，电子就源源不断地从高轨道填充到低轨道的电洞中去，从而释放出能量。

（3）感光基板

    很多材料都可以作为OEL的基板，如玻璃，透明塑胶，金属薄膜甚至是画布。

传输层（ETL）。

3 OEL的优势

（1）出众的显示效果

    OEL具有自发光特性，不需要背光源，增加的电子传输层和电洞传输层大大提高了电子的发光效率，因此在对比度，亮度方面有着无可比拟的优势。它不会像LCD那样存在视角和响应时间的问题。另外，OEL的发光层可以轻松地表现出高分辨率的26万真彩色，而且随着材料技术的不断发展，OEL显示器在图像表现上的潜力将无法估量。

（2）真正的可便携

    和LCD相比，可便携才是OEL最大的魅力所在。用几十纳米厚的有机材料作为发光层，再加上各类可弯曲的塑料或薄膜感光基板材料，可以预见在不久的将来，电视可以像一张纸一样挂在墙壁上，不用时像百叶窗一样卷起来；相机、手机也可以任意折叠弯曲，随意携带……

（3）环境适应能力强

    OEL显示技术具有全固态特性，无真空腔，无液态成分。因此它的机械性能好，抗震性强，温度适应能力也十分了得，就算在-40℃～80℃范围内也可正常工作。因此在军事，航天领域OEL将大有作为。

（4）环保、省电

    同样是自发光，和PDP相比，OEL具有低压驱动和低功耗特性，驱动电压在10V以下，比LCD屏幕更加省电。

（5）更低的生产成本

    OEL技术的构成简单，无需背光单元，基板选择面广，材料和工艺方面的要求比LCD低近1/3。

4 OEL的应用

    根据发光层有机材料的不同，OEL组件大致可分为两种：一种是以染料或颜料为材料的小分子组件，另一种是以共轭性高分子为材料的高分子组件。其中小分子OEL组件亦被称为OLED（有机发光显示器），高分子OEL组件则被称为PLED。

（1）早早登场的OLED

    提到OLED大家一定不陌生（现在Kodak公司拥有OLED的基本专利权），从MP3到手机屏幕，很多数码产品上已经用上了OLED，其实OLED就是OEL显示技术走进我们生活的一种成功应用。当然，OLED的应用远不止这些。

    OLED的显示屏幕可以做得非常纤细，因为OLED器件的核心层厚度很薄，甚至可以小于1毫米。同时，OLED显示设备可以呈现各种各样的弯曲形状。不远的将来，屏幕能像纸一样轻薄柔软，卷起来带着走。使用笔卷式的显示器，将不再是好莱坞电影中的科幻情节了

（2）无法想象的PLED

    摩天大楼的外墙用高清电视来装饰，家里的整面墙都用来欣赏电影……这些可不是天方夜谭，PLED就可以让我们轻松实现！

    PLED技术由英国剑桥显示器技术（CDT）公司主导，和小分子的OLED相比，它在超大尺寸、低成本上占有更大的技术优势。小分子材料的分子量一般在数百左右，而高分子则在数万至数百万之间，因此，高分子材料有良好的热稳定性与机械性质，可以使材料完美地均匀分布于超大面积基板上。

    另外，由于PLED可采用喷墨式的制造工艺（如爱普生公司的微液体工艺喷墨打印技术），将CDT公司的发光高分子材料喷印在塑料甚至是画布面板上，制造出大尺寸的显示器，只要喷印技术和面板尺寸许可，显示器尺寸之大将让现有的显示器望尘莫及。并且高分子PLED有着更低的驱动电压（3V～4V），其功耗非常低。