OLED柔性電視淺析

鄭 彬

（河南信息工程學校，河南 鄭州410100）

在剛剛落幕的2013 年國際消費電子產品展覽會（CES）上，一些國際IT 巨頭紛紛拿出自己的最新產品。 其中，勢頭正勁的韓國三星發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，可彎曲面板增強了畫面的景深效果，創造出更加栩栩如生的視覺體驗，被譽為“家庭娛樂領域的突破性創新”。

1 OLED 顯示簡介

1.1 OLED 顯示原理

有機發光二極管顯示（Organic Light Emitting Diode，OLED）又稱為有機電致發光顯示， 是自20 世紀中期發展起來的一種新型顯示技術。其基本原理是：在大于某一闕值的外加電場作用下，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薄膜發光層，兩者結合并生成激子，發生輻射復合而導致發光。 如圖1 所示。

圖1 OLED 顯示原理

1.2 OLED 顯示的優點

OLED 被認為是繼TFT-LCD 后的下一代平板顯示技術。 相對于TFT-LCD，OLED 有以下一些優點：

1.2.1 OLED 構造簡單，屏幕厚度遠小于LCD 屏幕，僅相當于LCD 的1/3，重量也更輕；并能夠在不同材質的基板上制造，可做成柔軟顯示面板。 這些特點使得OLED 顯示器可以具有緊湊的設計和很薄的形狀，也增加了結構設計的靈活性。

1.2.2 OLED 是自發光器件，不需要背光源。 這一點帶來幾個好處：①OLED 顯示器結構可以較薄， 同時由于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高對比度。

1.2.3 OLED 工作溫度范圍比LCD 更寬。 對LCD 而言，低溫下響應時間顯著變慢，高溫下光調制能力減弱，漏光現象發生，對比度下降。 而OLED 在低溫達到-40°C 下仍能很好的工作， 高溫只受OLED 材料的玻璃化轉變溫度限制。

1.2.4 反應速度快。 OLED 響應時間在微秒數量級，LCD 響應時間在毫秒數量級，因此OLED 不會有拖影的現象。

1.2.5 OLED 屏幕由固態結構組成，沒有液體物質，因此抗震性能更好，不怕摔。

1.2.6 理論上生產成本更低。 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行生產。

正因為OLED 具備這些無可比擬的優勢，它被視為新一代平板顯示技術，成為各大廠商積極布局的重點對象，對其投入了極大的精力與財力。

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應用的和正在開發的顯示器中，OLED 獨有的特殊性能，已成為一個重點研究方向。

相比其他顯示技術，柔性顯示的特點是可以做得很輕、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相結合，可以制成人們夢寐以求的電子報刊、墻紙電視、服裝裝飾等產品，淋漓盡致地展現出有機半導體的魅力。

2.2 OLED 柔性顯示器的結構

將導電玻璃基片換成導電塑料基片（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發光顯示器（Flexible OLED，FOLED）。

對于柔性OLED 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：

（1）塑料基片的平整性通常比玻璃基片要差，基片表面的突起會給膜層結構帶來缺陷，引起器件損壞。最為嚴重的是塑料基片的水、氧透過率遠遠高于玻璃基片，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，人們對塑料基片進行了大量的改進，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率的透明導電膜的問題。

2.3 柔性OLED 的研究進程與現狀

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

1997 年，Forrest 等人發現基于小分子的有機半導體材料也有優異的機械性能，并制備了以ITO 作為導電層、小分子材料為發光層的柔性有機小分子OLED 器件，擴展了導電層、功能層材料的選擇范圍。

2002 年，SONY 公司發表了將低溫多晶Si-TFT 拷貝到塑料底板上的技術，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變溫度（Tg 為250°C）的塑料基片，并發表了基于該塑料基片的低溫非晶硅-TFT 陣列加工技術。

2005 年，C.Charton、N.Schiller 等人嘗試在柔性襯底上分別濺射了Al2O3層和有機與無機交替多層膜，以阻隔氧氣和水汽對器件的影響。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，在國際信息顯示協會（SID）的展會上，SONY 公司首次推出了TFT 驅動的2.5 英寸柔性OLED 樣品， 實現了約1670 萬色的全彩顯示，像素尺寸為318μm 見方，精細度為80ppi，實現了最高的精細度。 在2008 年的高新技術博覽會上，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，預示著未來的電視、手機等可視設備都將迎來一個超薄時代。

2013 年， 在美國舉行的CES 展覽會上， 三星展示了一款可彎曲OLED 屏幕的智能手機。 三星、LG 在本次展會上還同時發布了全球首款可彎曲屏幕的柔性OLED 電視。LG 還宣布2013 年3 月份將會開售旗下首款55 英寸OLED 電視，現在已經開始接受預定，預計在今年7月份出貨。

盡管現在OLED 電視還面臨著許多的問題和阻礙，但很多人也堅信，OLED 電視終究會有普及的一天， 就如同當初的LCD替代CRT 一樣，最終會進入尋常百姓家。 無論如何，如今僅僅只是一個開端，OLED 電視時代始終是離我們越來越近了。

［1］王秀峰.現代顯示材料與技術[M].化學工業出版社，2007.

［2］應根裕.平板顯示技術[M].人民郵電出版社，2006.