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PLED:酝酿产业突破

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作者:时间:2007-10-18来源:中国电子报收藏
  对有机电致发光(Organic Electro Luminescence,OEL)的研究起始于20世纪60年代。根据使用有机薄膜材料的不同,有机电致发光器件大致可分为两类:以染料及颜料为材料的小分子器件,称为OLED;以共轭性高分子为材料的高分子器件,称为始于1990年英国剑桥大学的研究成果,尽管在目前的显示器件大家庭中还属于“小字辈”,但随着技术的不断进步,PLED已逐渐成为平板显示舞台上一颗不容忽视的“童星”。

性能优势明显

  在当前的显示器件市场上,LCD逐步取代CRT已是大势所趋,而PLED作为一种新型平板显示器,不仅具有类似于CRT性能的显示潜力,而且具有其他一些平板显示器所无法比拟的优势。即便与如日中天的LCD相比,PLED的性能指标也丝毫不逊色,某些方面还远远胜出。

  华南理工大学曹镛院士告记者,PLED的最大优势是成本低廉。与LCD相比,PLED在提高精度的同时大幅度地简化了生产工艺,降低了生产设备的投资及原材料成本,一旦成功地进行大规模生产,PLED将具有相当大的价格优势。PLED的另一优势是功耗低,由于无需背光照明,因而其驱动器功耗小,节能意味着可延长更换电池的时间(或可用更小的电池工作同样长的时间),这对于移动电话、掌上电脑及其他便携式产品显得更为重要。PLED还具有响应速度快的优点,其响应速度约为数微秒至数十微秒,这在显示活动图像中显得至关重要。此外,PLED可采用柔软的塑料基片、外观超薄、对比度高、可实现宽视角、能实现高分辨率显示,这些都将为PLED在显示器市场竞争中加分。同时,PLED具有良好的温度特性,环境适应性强,可在低温环境下显示,尤为适用于军事装备。

技术尚待提升

  关于PLED的技术问题,华南理工大学材料科学与工程学院高分子光电材料及器件研究所王坚教授在接受记者采访时认为,由于PLED的研究开发历史并不长,要想真正实现其产业化,必须克服一些具体的技术难题。

  显示器工作的稳定性问题首当其冲。稳定性技术是整个显示屏器件的综合体现,它与材料性能、薄膜质量、屏工艺、封装技术、驱动技术等许多因素有关。大多数聚合物与氧气、水分等接触时发生化学反应,极易发生化学老化。显示屏工作时产生的热量可使有机膜溶解,旋涂成膜过程有机膜厚度不均匀,电极蒸镀过程产生的针孔,聚合物、电极之间界面的不稳定性等都将影响器件的使用寿命,甚至导致器件失效。

  显示器件的大面积化也将带来工艺、设备技术和驱动技术等方面的问题。比如在大面积基板上成膜均匀性问题。有机膜的不均匀性将导致发光亮度和色彩的不均匀性,影响显示效果。此外,透明电极ITO的面阻抗问题也将显得越来越突出,透明度高、阻抗小的ITO基板的开发将是PLED技术产业化过程中的一个重大课题。

  显示器件的全彩色化也对PLED技术提出挑战。PLED彩色化主要是采用喷墨打印技术,将配制成一定溶液浓度的红、绿、蓝三种单色高分子溶液利用喷墨打印技术的方法打印到指定衬底上,在衬底上形成所需要的红、绿、蓝发光高分子薄膜点阵。这种方法要求打印出来的溶液在干燥后必须形成厚度均匀、形状规则、面积一致的像元点阵。其技术挑战的关键在于能否精确定位、能否控制喷出液滴的一致性、高分子溶液滴干燥后能否形成厚度均匀、形状规则的薄膜。

  除PLED本身的技术问题之外,适用于PLED的有源基板同样面临着技术瓶颈。PLED显示屏依据驱动方式的不同可分为无源驱动(PM-PLED)和有源驱动(AM-PLED),有源驱动的PLED显示屏在高亮度、大屏幕、高分辨率显示上具有广阔的前景。与有源驱动LCD显示屏相比,在TFT驱动电路上的最大区别是,AM-LCD为电压型器件,而AM-PLED是电流型发光器件,初步的研究表明,应用在AM-PLED中的a-Si薄膜晶体管必须将现有寿命提高100倍以上,才有可能达到商业化产品的要求。

业者仍需努力

  PLED的支持者曾预期2007年PLED能进入实用阶段,现在看来,实现这一预期的希望比较渺茫了。不过王坚教授认为,PLED产品的制造工艺、设备和材料性能等已经取得较大进步,加之核心专利厂商CDT的授权和合作态度一直较为积极,因此越来越多的小分子OLED厂家都在同时规划PLED的量产,特别由于三星、铼宝、凸版印刷、爱普生等大厂商的介入,PLED阵营也正在逐渐改变以往由欧美厂商主导的格局。PLED在未来的发展中首先要经过几年的市场洗礼,不断扩大生产规模、提升技术水平、降低成本、提高可靠性,才能在平板显示行业有所作为。

  关于国内PLED产业的情况,有专家介绍说,国内PLED制造商目前只有吉林环宇,而且因为刚刚组建,还没有产品面世。对其前景,这位专家表示,总结TFT等产业经验,我国平板显示产业的发展策略不应是永远跟踪国外先进技术,应该跳出去重点发展下一代前沿技术。长春是国家平板显示方面的重要基地,具有人才和技术优势,长春选择了与国际先进水平在同一起跑线上,甚至领跑的发展道路,目前国际上PLED生产也就是第一、第二代生产线的水平,我国上PLED的生产线相对于TFT-LCD来说,总投资小,风险也小。


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