照明霸主　閃亮登場

夏　娟

顯示技術(shù)的每一次發(fā)展和變革都會(huì)給我們生活帶來很大的改變。如10年前，你家中擺放的還是體積和功耗都巨大的顯像管電視，而現(xiàn)在隨著液晶、等離子技術(shù)的不斷進(jìn)步，這些電視已難覓蹤影。

每次用完就可直接顯示賬戶余額的銀行卡，閱讀完畢便可卷起放回書包的電子報(bào)紙，白天可以透光而晚上自己會(huì)慢慢亮起來的光窗玻璃……隨著OLED技術(shù)的飛速發(fā)展，普及這些高科技產(chǎn)品已不再遙遠(yuǎn)。

OLED是“有機(jī)發(fā)光二極管”的英文縮寫，它是一種薄膜發(fā)光二極管。這種新鮮玩意兒將使我們生活中的圖像顯示和照明得到徹底改觀。只要一通上電，OLED就會(huì)像所有傳統(tǒng)燈泡，以及裝備家用電器指示燈與交通信號(hào)燈的發(fā)光二極管一樣發(fā)光。而且，它的厚度只有頭發(fā)絲直徑的1／100，還具有柔韌、半透明、不易損壞等諸多特點(diǎn)。多少異想天開的產(chǎn)品便可因之而成為現(xiàn)實(shí)!軟體電視屏幕、光墻、光窗、隨意折疊的電子報(bào)刊……

下一代顯示技術(shù)來襲

大家或許很熟悉“LED(發(fā)光二極管)”這個(gè)名詞，它和OLED雖然僅一個(gè)字母之差，但實(shí)際上兩者描述的是完全不同的事物。我們都知道液晶面板是通過背光源發(fā)光，通過液晶分子的折射而產(chǎn)生各種不同的顏色，液晶分子自身不能發(fā)光。而LED則僅僅指的只是背光源。但OLED則自身能夠發(fā)光，因此不需要背光源。由于省略了背光源這一結(jié)構(gòu)，OLED顯示設(shè)備擁有更低的能耗。雖然OLED已經(jīng)逐漸被人們所熟知，但現(xiàn)在我們并沒有看到大面積的OLED產(chǎn)品上市。那么這項(xiàng)技術(shù)離我們還有多遠(yuǎn)呢?

令人興奮的是，經(jīng)過將近20年的不懈努力，OLED技術(shù)終于宣告成熟。OLED如同它的名稱，它是由所謂的“有機(jī)”分子制造。這類分子的碳?xì)涔羌軟Q定了它們的特性，即電致發(fā)光。電致發(fā)光指的是某種材料(在LED與OLED中是半導(dǎo)體材料)在通電后發(fā)光的現(xiàn)象。不同材料發(fā)出的光線都有其特定波長。而LED則是以礦鹽與金屬結(jié)晶物(如砷化鎵與鋁)為原料制造的。出身不同的結(jié)果就是：OLED為厚度僅為1mm的膜狀物，這為我們開發(fā)利用帶來了嶄新的前景。

其實(shí)早在1963年有機(jī)物電致發(fā)光實(shí)驗(yàn)成功。當(dāng)一種芳香化合物蒽被置于兩個(gè)電極之間時(shí)，就會(huì)發(fā)出藍(lán)光。相疊的分子層如同臺(tái)階一樣為自由電子(攜帶負(fù)電荷的粒子，它們的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電流)一步一步通過有機(jī)材料的自然屏障提供了便利，從而方便了電流在OLED中的流動(dòng)。錦上添花的是，利用薄膜沉淀技術(shù)，可以把OLED產(chǎn)品做成只有幾納米(毫米的百萬分之一)的薄膜。由于發(fā)光強(qiáng)度取決于電壓與材料厚度之比，因此在新材料上電壓可降至幾伏而毫不影響光強(qiáng)與壽命。OLED擁有超薄、抗震性能好、可視角度大、響應(yīng)時(shí)間短、低溫性好、發(fā)光效率高等多種優(yōu)點(diǎn)。這樣，目前OLED產(chǎn)品的效率已接近其理論值的70％，某些紅色光源，其發(fā)光強(qiáng)度甚至已經(jīng)達(dá)到傳統(tǒng)半導(dǎo)體發(fā)光二極管的50倍。

當(dāng)研究人員在1987年開發(fā)出第一代OLED時(shí)，它的使用壽命僅有幾小時(shí)，性能也不值一提。但是，研究人員成功地篩選了一大批有機(jī)化合物，尤其是一些單體及聚合物塑料，它們可以發(fā)出藍(lán)光、紅光、綠光、黃光等不同的色光。他們將半導(dǎo)體有機(jī)化合物像三明治夾心面包那樣層層相疊，從而大大提高了OLED的性能。今天經(jīng)過20年的研究，有機(jī)電致發(fā)光產(chǎn)品終于可以揚(yáng)眉吐氣了。OLED的效率達(dá)70％，壽命達(dá)10000小時(shí)!

最近，科學(xué)家研發(fā)的一種“興奮劑”再次將OLED的性能推進(jìn)一步。以前使用的是化合物，但現(xiàn)在在原材料中摻入了一些雜質(zhì)，比如一些比相鄰原子的電子數(shù)更多。在電壓的作用下，這些原子將更容易釋放出電子，從而提高OLED的發(fā)光效率。應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)生產(chǎn)的白光有機(jī)二極管的發(fā)光效率(指將電能轉(zhuǎn)化為光能的能力)現(xiàn)在已經(jīng)能同傳統(tǒng)的白熾燈相媲美。這樣的性能足以使OLED走出實(shí)驗(yàn)室。幾個(gè)月來，各種各樣的有機(jī)屏幕試制品層出不窮。每個(gè)像素都由藍(lán)、紅、綠三個(gè)OLED并列而成，根據(jù)需要分別激活以獲得所需顏色。

OLED能否取代液晶

在液晶和等離子技術(shù)逐漸成熟的今天，研究人員已經(jīng)向更深處發(fā)展，他們?cè)缫言?0年前，開始著手研究取代液晶的下一代顯示技術(shù)——OLED技術(shù)；取代等離子的下一代顯示技——sED(表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射顯示)。不過相對(duì)于OLED而言，SED在目前技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)鏈等方面還無法與OLED相比，因此OLED也更被人們看好。

盡管在便攜式市場方面，OLED顯示技術(shù)已經(jīng)開始逐漸擠占LCD(液晶顯示)的市場，并且已經(jīng)推出了不少成熟的產(chǎn)品在電視領(lǐng)域，家電廠商雖然推出了不少OLED電視，但是這些OLED電視并沒有開始發(fā)售。當(dāng)兩年前液晶電視的動(dòng)態(tài)對(duì)比度比值普遍還為10000：1或20000：1的時(shí)候，OLED電視的對(duì)比度已能夠輕易地達(dá)到1000000：1，OLED電視具有明顯的優(yōu)勢(shì)。既然OLED顯示技術(shù)擁有這么多優(yōu)點(diǎn)，那么為何這些OLED電視沒有上市銷售呢?和目前的液晶電視相比，OLED電視面臨最大的問題就是制造成本。受到制造工藝的制約，面積尺寸越大的OLED面板，其成本也在成倍增長，盡管如2.4英寸(1英寸=2.54厘米)、2.8英寸的OLED面板價(jià)格相對(duì)LCD面板不會(huì)高出太多，但若屏幕尺寸增加到了11英寸、14英寸、31英寸甚至是40英寸，OLED面板的成本就要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于液晶面板。如目前唯一一款正在銷售的索尼11英寸OLED電視的價(jià)格高達(dá)人民幣12000元，相信沒有多少消費(fèi)者會(huì)花1萬多元去購買一款面積僅為11英寸的電視。而這個(gè)價(jià)格已經(jīng)可以購買到一線品牌50英寸的液晶電視。

另外，在液晶電視、液晶顯示器開始大量生產(chǎn)時(shí)，很多人認(rèn)為液晶電視或顯示器的色彩表現(xiàn)不如傳統(tǒng)的顯像管電視，而這種問題同樣在OLED上存在。盡管OLED面板具有對(duì)比度高這一特性，但事實(shí)上OLED面板都存在色彩飽和度不高這一問題。研究人員通過對(duì)背光源的改進(jìn)，如在背光源中加入磷粉等特殊物質(zhì)或更換為三色LED背光源，可以大大提升液晶電視或顯示器的色域，并且逐漸解決了液晶在色域方面的問題。但由于OLED不存在背光源這一結(jié)構(gòu)，因此若要改進(jìn)OLED的色彩效果，只能通過其他手段，這一弱勢(shì)依然在困擾著各大OLED廠商。

雖然LED背光的使用壽命非常長，但OLED的壽命卻相對(duì)較短。著名的調(diào)研機(jī)構(gòu)指出，索尼在顯示普通圖像時(shí)OLED的壽命為17000小時(shí)，大約是1年零11個(gè)月。而在顯示純白圖像時(shí)，它的壽命更短，只有15000小時(shí)。

此外，OLED對(duì)顯示的顏色較為敏感，并且亮度會(huì)隨著使用時(shí)間的增加而逐漸減小。在使用

1000小時(shí)后，紅色、綠色和藍(lán)色的亮度分別會(huì)減小7％、8％和12％，即在使用較長時(shí)間后，它對(duì)色彩還原的準(zhǔn)確性也會(huì)降低，并且不容易顯示出鮮艷、濃郁的色彩。這對(duì)非常強(qiáng)調(diào)色彩還原的顯示器用戶而言，這個(gè)缺陷無疑是非常致命的。雖然對(duì)于更換頻率較快的手機(jī)、MP3等小型設(shè)備而言，使用壽命對(duì)于小尺寸OLED顯示屏影響并不是太大，但我國很多家庭的電視設(shè)備使用時(shí)間都長達(dá)5年以上，因此其對(duì)設(shè)備的壽命要求更加嚴(yán)格。目前采用CCFL(冷陰極熒光燈)背光源液晶電視的使用壽命在50000小時(shí)左右，而采用LED背光源的液晶電視使用壽命則高達(dá)10萬小時(shí)以上。

OLED應(yīng)用顯示器市場將從2008年的6.15億美元，到2015年增長到55億美元。日本松下目前正在緊鑼密鼓地進(jìn)行37英寸OLED電視的研發(fā)，并計(jì)劃在未來2年內(nèi)將其推向市場。這款37英寸OLED電視的使用壽命有望提高至5萬小時(shí)。按照每天使用8小時(shí)計(jì)算，它大約能夠使用6250天或者17年。另外，松下還有望把這款電視機(jī)的厚度控制在1英寸以內(nèi)。目前三星的OLED出貨量第一，市場占有率為31％，為全球OLED產(chǎn)品營銷冠軍。三星23英寸OLED電視也將于2010年上市。

照明技術(shù)新革命

OLED顯示器具備輕、薄、省電等特性，因此從2003年開始在MP3播放器上得到了廣泛應(yīng)用。由于受到成本以及工藝的限制，目前絕大多數(shù)OLED顯示設(shè)備都使用在手機(jī)、便攜式音樂播放器、數(shù)碼相框等小尺寸產(chǎn)品上，很少會(huì)使用到大尺寸的電視或顯示器上。但OLED屏幕卻具備了許多液晶不可比擬的優(yōu)勢(shì)，因此它也一直被業(yè)內(nèi)人士所看好。由全球照明應(yīng)用分布可以發(fā)現(xiàn)，早期白熾燈泡占有主要市場，而隨后LED逐漸霸占照明市場，2011年OLED照明開始量產(chǎn)，2020年將有望占據(jù)整體照明市場14.3％。

針對(duì)OLED能夠在不同材質(zhì)的基板上制造這一特點(diǎn)，許多廠商都推出了可折疊或可彎曲的OLED屏幕，在2009年舉行的展會(huì)上，三星和索尼分別推出了可折疊OLED顯示屏，其中索尼還宣布可能將這項(xiàng)技術(shù)使用在今后推出的便攜式音樂播放器上。的確不同一般，但屏幕只是應(yīng)用的一部分。用色相互補(bǔ)的有機(jī)二極管相疊而成的白光OLED使所有照明燈具生產(chǎn)企業(yè)都滿懷憧憬。

OLED照明的高發(fā)光效率與長時(shí)間的使用壽命，將為照明市場帶來革新。OLED照明的創(chuàng)新性特點(diǎn)在激發(fā)設(shè)計(jì)人員的想象力。預(yù)計(jì)最先開始批量銷售相關(guān)產(chǎn)品的將是飛利浦，飛利浦將在2012年以前開始量產(chǎn)OLED照明。數(shù)以億計(jì)的美元已被投入到OLED照明領(lǐng)域，尤其是在歐洲、美國和日本更為看好。OLED照明的市場將于2011年騰飛，在2018年以前達(dá)到60億美元。2020年OLED燈將在照明市場上占140億美元的市場值，成為照明新霸主。