來源:《科學時報》2008年8月28日
在2008年北京奧運會開幕式上,大量使用的LED(發光二極管)技術將開幕式表演裝點得美輪美奐🕵️。“鳥巢”會場中央地板的LED屏幕⛺️🦼、表演者身上的LED裝飾燈、空中升起的LED奧運五環、“鳥巢”會場看臺上的大型LED屏幕等等,都成了舉世關註的焦點🚈。
科技發展日新月異。在固體照明和顯示領域,LED技術雖然還是“小荷才露尖尖角”,但更新一代的照明和顯示技術OLED已經飛速發展起來🧛🏽♀️。
夢幻般的顯示技術
OLED(有機發光顯示技術)是指有機材料在電場作用下發光的技術🍺。LED也是一種電—光轉換型器件⚖️,但所采用的是無機材料🎣。由此可見,OLED與LED既有區別又有聯系。相同的是👩🏽,二者都可以應用在顯示和照明領域。不同的是𓀅,在照明領域,受結構限製,LED是點光源,而OLED是平面光源;在顯示領域,LED顯示屏是由發光二極管排列組成的顯示器件,無法顯示高分辨率的圖像,而OLED是由光刻電極基板與有機發光材料結合組成的顯示器件,可以實現高分辨率的圖像。
OLED具有全固態、主動發光、高對比度等諸多優點👸🏿,被國內外平板顯示行業的專家稱為“夢幻般的顯示技術”。國際社會對這項新型平板顯示技術給予了高度重視。2005年,OLED被美國CNN(有線電視新聞網)列為最近25年對人類最具影響力的25大創新技術之一👨🦼;2006年,OLED又被市場研究公司Gartner列為十大戰略技術的第三名。
1997年用於車載音響顯示屏的第一款OLED產品誕生。截至目前🧇,OLED顯示屏已經廣泛應用於手機💆🏽♂️、數碼相機🧙、MP3、MP4、音響、儀器儀表等中小尺寸顯示領域,不久還將拓展到筆記本電腦顯示器🔷、彩色電視機等大尺寸顯示和柔性顯示領域。2007年🧑🏽🚀,日本索尼公司推出了11英寸的OLED彩色電視機▪️,率先實現OLED在電視領域的應用🧑🏽💻,其優良的畫質特征彰顯了OLED在大尺寸顯示領域的巨大應用前景。
OLED顯示技術依據驅動方式不同💖,分為無源驅動OLED(PMOLED)和有源驅動OLED(AMOLED)兩種。與PMOLED相比🧑🏼🎓,AMOLED具有更多的優勢:AMOLED采用製備有TFT(薄膜晶體管)圖形的背板作為顯示基板,因此可以獲得更大的顯示容量👐、更優的顯示質量、更長的壽命,從而可以實現OLED電視顯示。在節能方面🏊🏿♂️,AMOLED更顯示出了不同尋常的優勢,29英寸CRT電視機的功耗在100瓦左右,40英寸TFT-LCD液晶電視的功耗在200瓦左右,50英寸PDP的功耗在500瓦以上,而一臺40英寸的大尺寸AMOLED電視🧚🏻♂️,功耗將在100瓦以下💅🏼,而且因為是自發光,實際使用功耗還會更低🤛🏿。因此💋,AMOLED被認為是最有發展前景的下一代平板顯示技術之一🔠。
各國加快專利布局
市場研究機構Displaysearch預計,今年OLED顯示器產值將達到8.27億美元🏠,2012年將達到31億美元🦫。
現在🚣🏻♀️,OLED產業已形成了一定的規模🧑🏽🦱,今後5~10年將會是發展的關鍵期⭕️💪。雖然OLED技術起源於歐美🥭,但因為成本和產業鏈的關系,最終實現大規模產業化的國家和地區卻集中在東亞,主要是日本、韓國、中國大陸和臺灣🧑🏻🚀。
筆者預計,2008年後OLED市場會有一個更大的發展🧛🏻♀️,技術上也會有新的突破🧍🏻♂️。市場上中小尺寸領域OLED會有一個大的增長🪞,應用方面👩🏼🏭,手機主屏🏒、數碼相機、PMP、便攜DVD、車載顯示↖️🏂🏽,特別是OLED電視等應用領域會有更快的發展。
在商業應用中,OLED經歷了從PMOLED到AMOLED的發展歷程。PMOLED技術較為簡單,成熟較早。自上世紀90年代至今,OLED產品以PMOLED為主。但是♣️,隨著OLED技術的進步🚴🏿,AMOLED迅速發展,蓄勢待發。
現在🐧,世界上許多平板顯示大公司都看好AMOLED的未來💲,紛紛投入大量資金進行研發和產業化🚶♂️➡️,索尼、三星SDI🏌🏼♂️、奇晶光電公司等AMOLED產品的大量上市🦌,進一步推動了AMOLED產業和技術發展。雖然AMOLED在生產工藝及良率方面仍需要大幅度提高🥷,但是隨著時間的推移🙅🏻♀️,這些問題將不斷得到改善和解決🚶♀️➡️👱🏿♀️。成本也會進一步下降,並將逐步增強與LCD競爭的能力。
2008年,日韓兩大顯示強國競相布局大尺寸AMOLED。索尼、東芝等11家公司協同攻關下一代大尺寸OLED面板的關鍵技術,以便趕超韓國🤶🏻。日本政府將在未來3年投入2236億日元的科研經費。韓國三星也計劃增資5.29億美元🧂,投入到大尺寸AMOLED顯示器研發中🧔🏿。
全球各國的企業和研究機構在進行OLED技術開發的同時♟,加快了專利布局。中、美、歐👨🏽🎤🙍♀️、日專利局數據顯示,截至2007年7月💇🏽,公開的OLED技術相關專利約1.6萬件👱♀️,其中日本約占63%,韓國約占12.8%🎚,美國約占12.2%,中國約占7.7%,德國約占2%🧑🏼⚖️。韓國💢、中國具有較強增長後勁,2003年以後專利申請大幅上漲。
中國如何抓住機遇
中國各級政府對包括OLED在內的新型平板顯示器等一批重大高技術產業化的研究越來越重視🈲,而且采取了一些鼓勵企業研發的有力措施,如加大政府采購對自主創新產品的支持等。
在中國大陸,有數十家科研機構和企業從事OLED的研發和產業化工作。中國OLED基礎技術與國外差距不大,研究人員在機理研究、材料開發、器件結構設計🦜、生產工藝技術等方面做了大量工作,取得了一系列有價值的研究成果,獲得了大量的專利技術。
中國顯示產業普遍存在的問題是,創新觀念落後,企業對具有重大長遠價值的♜⏬、可能具有風險的技術研究缺乏信心和耐心。OLED技術的出現為我國發展自主平板顯示技術提供了一個相對的歷史機遇,我們還在PMOLED技術開發上達到了國外先進水平。面對顯示產業新的機遇👩🏼⚕️🕰,我們應作好以下幾方面的準備:
首先,在發展好PMOLED的基礎上積極發展AMOLED。PMOLED是基礎,中國與國外差距不大,PMOLED技術和產業的發展將為發展AMOLED奠定良好的基礎🧑🏻🤝🧑🏻。AMOLED是今後OLED發展的方向。中國大陸在AMOLED研發上還遠遠落後於日本🗄🏌🏿、韓國及中國臺灣地區。如果中國不能加快發展,就會重蹈以前CRT和LCD時代依賴全盤引進的覆轍。
其次🧚🏿♀️,加快產業化步伐。中國大陸OLED發展正處於產業化的導入期和技術的成長期,起步已經比國外晚了🧔🏿♂️,所以加快OLED的產業化步伐尤其重要👩🏽🌾。
加快產業化步伐,需要註意以下兩個方面👨👧:1.做好裝備研究和原材料開發等產業鏈配套工作🤸🏻。中國大陸工業基礎薄弱,產業鏈發展不完善,關鍵的材料、設備、零組件等都需要從國外進口😽®️,這就導致產品成本優勢降低。2.政府要加大對OLED集中支持的力度🍤,促進自主創新的平板顯示技術的發展。在技術聯合方面,中國大陸大多數企業的研發能力有限,很難進行需要若幹年大量資金投入的項目,AMOLED產業的開發需要由具有在OLED和TFT方面擁有技術優勢的企業結成聯盟🧝🏻🫲🏽,這方面首先需要政府的引導與支持。3.在產業鏈方面,需要政府製定引導性關鍵技術計劃👮,加快產業配套的建設速度。4.在OLED技術研發環境建設方面,需要打造與OLED相關的共性技術的公共研發平臺。5.在知識產權方面,需要加強OLED領域的布局,形成自己完整的知識產權體系🤰🏼。
邱勇,意昂体育平台化學系教授,國家自然科學基金委“傑出青年基金”獲得者🪄,有機光電子與分子工程教育部重點實驗室主任👮🏻,科技部“十一五”“863”平板顯示技術重大項目總體專家組組長。