OLED的技術現(xiàn)狀與在消費電子市場發(fā)展動態(tài)

先邁科技有限公司OLED和平機相機模組產(chǎn)品經(jīng)理  路建立

前言
OLED(有機發(fā)光二極管)，也稱為OEL(有機電致發(fā)光器件)，具有自發(fā)光、清晰亮麗、輕薄、響應速度快、視角寬、低功耗、操作溫度范圍大、成本低、制造工藝簡單等特點，問世以來一直被視為是繼LCD之后最被看好的顯示器，目前逐漸擁有MP3播放器、手機、汽車顯示器的市場。同時據(jù)iSuppli公司統(tǒng)計，2003年其市場規(guī)模達2.51億美元，而2004年成長至4.08億美元，預估今年將成長至6.15億美元。隨著OLED技術與量產(chǎn)能力不斷的提高，面板平均價格持續(xù)下跌，iSuppli樂觀認為2011年營收仍可達29億美元，年復合成長率為36%。
從產(chǎn)品發(fā)展來觀察，OLED除了目前小尺寸的顯示領域之外，未來大尺寸顯示市場如：顯示器、筆記本電腦、HDTV等都將會成為OLED的目標應用領域。

OLED技術現(xiàn)狀
OLED 其基本結構是由玻璃基板，ITO(銦錫氧化物)陽極、有機發(fā)光層與陰極所組成。當電壓注入陽極的電穴與陰極來的電子在有機發(fā)光層結合時，激發(fā)有機材料而發(fā)光。就驅動方式來看， 分為主動式(AM)及被動式(PM)，由于近年業(yè)者大量投入研發(fā)，被動式OLED在壽命、發(fā)色、耗電量等議題上都獲得了長足進步，目前市面上推出的OLED產(chǎn)品幾乎全為PMOLED，但其制程技術仍在發(fā)展中。
PMOLED的顯示可分為：單色、區(qū)域多色和全彩。區(qū)域多色是單色區(qū)域顯示為主體，搭配其余色彩顯示區(qū)域。全彩顯示技術是由R.G.B.三原色的重復像素組成。其技術著重點在于發(fā)光材料色純度和效率，目前PMOLED全彩顯示技術大致分為三原素獨立發(fā)光法、彩色濾光片法與色彩轉換法三種技術。三種PMOLED全彩顯示技術的比較如表1所示。
表1  PMOLED各項全彩顯示技術比較
比較項目
三元素獨立發(fā)光法
彩色濾光片法
色彩轉換法
發(fā)光層形式
分隔
連續(xù)薄膜
連續(xù)薄膜
基板成本
低
可
可
設備成本
高
可
低
黃光制程
易
難
專利
蒸鍍制程
難
易
專利
發(fā)光效率
佳
差
可
對比度
佳
佳
可
分辨率
可
佳
佳
PMOLED的核心技術關鍵在發(fā)光材料、封裝和驅動，目前由于三要素制程導致的技術瓶頸有：發(fā)光效率不足、R.G.B材料發(fā)光壽命不一致、量產(chǎn)技術不成熟、大尺寸困難以及驅動IC無統(tǒng)一標準等。
AMOLED基本構造是屬于電流驅動，由穩(wěn)定的電流控制發(fā)光顯示，與TFT-LCD利用穩(wěn)定電壓控制發(fā)光不同，AMOLED為了達到足夠的亮度，需要有較大電流流驅動能力的TFT，電子流量高的低溫多晶硅薄膜晶體管(LTPS TFT)成為AMOLED的主要驅動源，使得LTPS技術成為開發(fā)AMOLED所必須具備的技術之一。據(jù)目前的統(tǒng)計資料顯示，2005年大畫面AMOLED面板將開始全面發(fā)動，約有15條主AMOLED面板生產(chǎn)線將從日本、韓國以及我國臺灣和香港地區(qū)的顯示器廠商中進入量產(chǎn)期，其中有9條生產(chǎn)線是屬于日本，廠商包括SKD（三洋與柯達合資）、TMD（東芝與松下合資）、日立、東北先鋒、ST-LCD（索尼與豐田自動織機合資）、京瓷顯示與精工 Epson等。

OLED在消費電子產(chǎn)品中的應用
表2  目前手機中各種顯示器性能對照
名稱　
CSTN
TFT
TFD
LTPS
OLED
亮度
30cd/M2
100cd/M2
90cd/M2
150cd/M2
150cd/M2
功耗
120mW
150mW
100mW
120mW
55-100mW
待機功耗
20mW
20mW
12mW
20mW
1mW
對比度
30：1   
150：1
140：1
200：1
200：1
工作溫度
0_50
0_50
0_50
0_50
 -20_75
視角范圍
90
120
120
150
170
響應速度
300ms
15ms
12ms
12ms
0.03ms
厚度
4_5mm
4_5mm
4_5mm
4_5mm
0.75_2mm
重量
重
重
重
重
輕
環(huán)保
含Hg
含Hg
含Hg
含Hg
綠色
實用壽命
10萬小時
10萬小時
10萬小時
10萬小時
1萬小時
目前在MP3播放器產(chǎn)品中OLED大多以區(qū)域色分辨率128*64的1.12英寸和分辨率132*64的1.16英寸為主。在手機中OLED大多被用作副屏，主要以分辨率96*64的區(qū)域多色和全彩為主。隨著廠商努力開發(fā)各種產(chǎn)品的應用，其它領域的應用逐漸提升。加上OLED將在今年進入量產(chǎn)，在手機主顯示器的應用比重也隨之升高， MP3廠商也針對大畫面OLED升級自己的產(chǎn)品，著手研發(fā)個人媒體播放器產(chǎn)品。從目前市場發(fā)展狀況來看，今年手機市場會逐漸趕超MP3播放器市場。
OLED的尺寸和壽命已完全可滿足手機的需求，從表2也可看出OLED在顯示性能上也優(yōu)于其它顯示產(chǎn)品。輕薄方面，其厚度一般在2mm以內(nèi)，重量一般在3克左右。普通的雙彩折疊式手機，厚度一般約在4.5-5.0mm。而如果副屏采用OLED一般約在3.5-4.5mm，如果主副屏均采用OLED的話可以實現(xiàn)3.5-4.0mm，從而為結構設計更多的想象空間。據(jù)了解目前超薄的MP3播放器和手機均有采用OLED。
顯示方面，具備高像素照相、攝像、流媒體播放、游戲等功能的智慧型手機，需要實現(xiàn)高清晰、低功耗、流暢的畫面。目前全球采用OLED的100多款手機，幾乎都是此類產(chǎn)品。
價格方面，以分辨率128*128,262k的彩色1.5英寸為例，PMOLED比siTFT-LCD還便宜1美元左右。
從OLED的技術和市場發(fā)展來看，已經(jīng)從單色、區(qū)域多色逐漸提升至全彩，同時已有多家廠商量產(chǎn)AMOLED，因此可以預見未來OLED產(chǎn)品市場將會從目前的手機副顯示器、MP3播放器的的應用領域，逐漸擴大到更多的消費類電子產(chǎn)品的顯示器來中去。