OLED柔性电视浅析

郑 彬

（河南信息工程学校，河南 郑州410100）

在刚刚落幕的2013 年国际消费电子产品展览会（CES）上，一些国际IT 巨头纷纷拿出自己的最新产品。 其中，势头正劲的韩国三星发布了世界首款可弯曲屏幕OLED 电视， 展示了未来的电视是什么样的？只有纸一样薄，可弯曲面板增强了画面的景深效果，创造出更加栩栩如生的视觉体验，被誉为“家庭娱乐领域的突破性创新”。

1 OLED 显示简介

1.1 OLED 显示原理

有机发光二极管显示（Organic Light Emitting Diode，OLED）又称为有机电致发光显示， 是自20 世纪中期发展起来的一种新型显示技术。其基本原理是：在大于某一阙值的外加电场作用下，空穴和电子以电流的形式分别从阳极和阴极注入到夹在阳极和阴极间的有机薄膜发光层，两者结合并生成激子，发生辐射复合而导致发光。 如图1 所示。

图1 OLED 显示原理

1.2 OLED 显示的优点

OLED 被认为是继TFT-LCD 后的下一代平板显示技术。 相对于TFT-LCD，OLED 有以下一些优点：

1.2.1 OLED 构造简单，屏幕厚度远小于LCD 屏幕，仅相当于LCD 的1/3，重量也更轻；并能够在不同材质的基板上制造，可做成柔软显示面板。 这些特点使得OLED 显示器可以具有紧凑的设计和很薄的形状，也增加了结构设计的灵活性。

1.2.2 OLED 是自发光器件，不需要背光源。 这一点带来几个好处：①OLED 显示器结构可以较薄， 同时由于TFT-LCD 中背光源的光透过率较低，同等亮度下OLED 比TFT-LCD 功耗更低；②视角宽，不存在视角的问题；③高对比度。

1.2.3 OLED 工作温度范围比LCD 更宽。 对LCD 而言，低温下响应时间显著变慢，高温下光调制能力减弱，漏光现象发生，对比度下降。 而OLED 在低温达到-40°C 下仍能很好的工作， 高温只受OLED 材料的玻璃化转变温度限制。

1.2.4 反应速度快。 OLED 响应时间在微秒数量级，LCD 响应时间在毫秒数量级，因此OLED 不会有拖影的现象。

1.2.5 OLED 屏幕由固态结构组成，没有液体物质，因此抗震性能更好，不怕摔。

1.2.6 理论上生产成本更低。 OLED 制造涉及到的材料比TFT-LCD少，制造工序较少，并且有可能利用基于溶液的低成本工艺进行生产。

正因为OLED 具备这些无可比拟的优势，它被视为新一代平板显示技术，成为各大厂商积极布局的重点对象，对其投入了极大的精力与财力。

2 OLED 柔性显示

2.1 柔性显示的魅力

柔性显示是在目前所有已经应用的和正在开发的显示器中，OLED 独有的特殊性能，已成为一个重点研究方向。

相比其他显示技术，柔性显示的特点是可以做得很轻、很薄、不易碎，并且有一定形变承受力，可弯曲、扭曲甚至卷曲、折叠。如与塑料晶体管技术相结合，可以制成人们梦寐以求的电子报刊、墙纸电视、服装装饰等产品，淋漓尽致地展现出有机半导体的魅力。

2.2 OLED 柔性显示器的结构

将导电玻璃基片换成导电塑料基片（或其他柔软材料基底），采用同样的材料和类似的工艺就可制成柔软有机发光显示器（Flexible OLED，FOLED）。

对于柔性OLED 器件而言， 基片是影响其效率和寿命的主要原因。 软屏采用的塑料基片与玻璃基片相比，有以下缺点：

（1）塑料基片的平整性通常比玻璃基片要差，基片表面的突起会给膜层结构带来缺陷，引起器件损坏。最为严重的是塑料基片的水、氧透过率远远高于玻璃基片，而水、氧是造成器件迅速老化的主要因素。

（2）塑料基片的玻璃化温度较低，只能采用低温沉积的ITO（Indium-Tin-Oxide）导电膜，而低温ITO 性能与高温退火处理的ITO 性能差别很大，电阻率较高，透明度较差，最为严重的是低温ITO 与基片之间附着力不好，可能造成ITO 剥落。

为此，人们对塑料基片进行了大量的改进，改善其表面平整度，增加水氧阻隔性能。采用新的工艺解决在低温下制备高电导率的透明导电膜的问题。

2.3 柔性OLED 的研究进程与现状

1992 年，Gustafsson 等人发明了基于PET（Poly（ethylene-terephthalate））基片、以导电聚合物PANI/CSA（polyaniline/camphor sulfonic acid） 作为阳极、 发光聚合物MEHPPV 为发光层的柔性有机聚合物OLED 器件。

1997 年，Forrest 等人发现基于小分子的有机半导体材料也有优异的机械性能，并制备了以ITO 作为导电层、小分子材料为发光层的柔性有机小分子OLED 器件，扩展了导电层、功能层材料的选择范围。

2002 年，SONY 公司发表了将低温多晶Si-TFT 拷贝到塑料底板上的技术，并试制出了液晶面板，塑料底板的厚度仅为0.22mm，密度为玻璃底板的一半左右。 夏普公司研制出高玻璃转变温度（Tg 为250°C）的塑料基片，并发表了基于该塑料基片的低温非晶硅-TFT 阵列加工技术。

2005 年，C.Charton、N.Schiller 等人尝试在柔性衬底上分别溅射了Al2O3层和有机与无机交替多层膜，以阻隔氧气和水汽对器件的影响。他们所得到的柔性器件的亮度与玻璃衬底器件十分接近。

2007 年，在国际信息显示协会（SID）的展会上，SONY 公司首次推出了TFT 驱动的2.5 英寸柔性OLED 样品， 实现了约1670 万色的全彩显示，像素尺寸为318μm 见方，精细度为80ppi，实现了最高的精细度。 在2008 年的高新技术博览会上，SONY 又展出了一块11 英寸的OLED 软屏，其厚度只有0.3 毫米。 这款超薄软屏的推出，预示着未来的电视、手机等可视设备都将迎来一个超薄时代。

2013 年， 在美国举行的CES 展览会上， 三星展示了一款可弯曲OLED 屏幕的智能手机。 三星、LG 在本次展会上还同时发布了全球首款可弯曲屏幕的柔性OLED 电视。LG 还宣布2013 年3 月份将会开售旗下首款55 英寸OLED 电视，现在已经开始接受预定，预计在今年7月份出货。

尽管现在OLED 电视还面临着许多的问题和阻碍，但很多人也坚信，OLED 电视终究会有普及的一天， 就如同当初的LCD替代CRT 一样，最终会进入寻常百姓家。 无论如何，如今仅仅只是一个开端，OLED 电视时代始终是离我们越来越近了。

［1］王秀峰.现代显示材料与技术[M].化学工业出版社，2007.

［2］应根裕.平板显示技术[M].人民邮电出版社，2006.