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鄧青云：OLED是如何發(fā)明的
據(jù)OLED發(fā)明人鄧青云教授強(qiáng)調(diào)：“OLED發(fā)展有三個(gè)重要的里程碑，一是在1987年發(fā)表的論文，二是2003年的柯達(dá)照相機(jī)，三是2013年的OELD電視。”1987年論文所講述的OLED結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，主要包含全透明層及ALQ層，其中左邊有空氣電流，右邊有電子電流，兩層流量都在中間有機(jī)層匯集，所以能量級(jí)非常高，再通過(guò)選擇合適的有機(jī)材料，使得OLED具有足夠的亮度以及非常明顯的亮度合適性，同時(shí)也帶來(lái)了更高的能量效率，這篇論文正式開(kāi)啟了OLED顯示技術(shù)的發(fā)展。
故事從1975年講起，剛從康耐德大學(xué)博士畢業(yè)的鄧青云加入到柯達(dá)實(shí)驗(yàn)室，當(dāng)時(shí)原油價(jià)格的上漲凸顯了市場(chǎng)對(duì)可再生能源的需求，基于此需求，在柯達(dá)實(shí)驗(yàn)室的要求下鄧青云將精力投入到有機(jī)的太陽(yáng)能電芯的研究和生產(chǎn)，并1979年之后其就獲得專利，這是一種兩層結(jié)構(gòu)的材質(zhì)，也就是OLED的前身。“第一種設(shè)計(jì)就是1982年在柯達(dá)實(shí)驗(yàn)室發(fā)明的，這是一個(gè)兩層的材料，名字叫做柯達(dá)太陽(yáng)能電池，上方是聚苯乙烯，下方是Cupc，用分子做整合劑。但是由于這種材質(zhì)沒(méi)法工作很長(zhǎng)時(shí)間。即使在概念上非常好，但是表現(xiàn)能力是非常差勁。只是實(shí)現(xiàn)了概念上的完美，因此我們就希望解決顯示技術(shù)生命周期的問(wèn)題。”鄧青云解釋道。
對(duì)于OLED相關(guān)技術(shù)的研究，柯達(dá)實(shí)驗(yàn)室早在1981年就已經(jīng)開(kāi)始，1979年，化學(xué)專業(yè)畢業(yè)的SteveVanSlyke加入到柯達(dá)實(shí)驗(yàn)室與鄧青云共事。當(dāng)時(shí)鄧青云使用一種已經(jīng)應(yīng)用到有機(jī)太陽(yáng)能電池材質(zhì)中的物質(zhì)，單層超薄膜設(shè)置，驅(qū)動(dòng)電壓大概在20v左右，分子良率在1×10負(fù)5次方左右，可以在室溫下使用。這種材質(zhì)有一種非常強(qiáng)有力的負(fù)關(guān)系，那就是正方和負(fù)方不是完全吻合的，因此它的表現(xiàn)能夠并不佳。
因此鄧青云使用了磷和硫，剛開(kāi)始從性能和結(jié)構(gòu)方面來(lái)看，似乎是專為太陽(yáng)能電池而生，但隨后其發(fā)現(xiàn)，這種材質(zhì)周?chē)l(fā)出來(lái)的光，在逆向方向同樣出現(xiàn)這種光。但由于設(shè)備表現(xiàn)還很差，同時(shí)生命周期也比較短，導(dǎo)致無(wú)法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的展示，于是鄧青云將這種材質(zhì)放到溫度緩沖層，發(fā)現(xiàn)亮度增加、設(shè)備變得非常穩(wěn)定，這就是柯達(dá)發(fā)現(xiàn)OLED的初期計(jì)劃。
到了1987年，其所發(fā)表的論文簡(jiǎn)單介紹了發(fā)光的材質(zhì)的一個(gè)部分，當(dāng)時(shí)光度只是達(dá)到了25%，但是其并沒(méi)有意識(shí)到熒光也可以使用OLED，此外，而且當(dāng)時(shí)的效率只有1%，不過(guò)其意識(shí)到可以使用一些摻雜物改變光。于是他們使用不同摻雜物放在基材當(dāng)中就會(huì)產(chǎn)生不同顏色的光，這種技術(shù)就是生產(chǎn)RGB所使用的技術(shù)，還有白光燈所使用的技術(shù)。接近2000年的時(shí)候，他們的UDC團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)可以使用磷流光，可以不斷提升OLED效率，這就是磷熒光技源。
在OLED發(fā)展技術(shù)過(guò)程，很多公司用不同方式提升它的亮度、壽命。早在2003年Kido宣布可以用串級(jí)的架構(gòu)讓OLED變得更亮以及壽命更長(zhǎng)，這就是串級(jí)結(jié)構(gòu)的開(kāi)始。不過(guò)據(jù)鄧青云表示：“最重要一點(diǎn)，即使包括現(xiàn)在，沒(méi)有人知道，到底誰(shuí)真正有這個(gè)想法？利用串聯(lián)結(jié)構(gòu)?？逻_(dá)有這個(gè)專利或者別人有這個(gè)專利？我們也不知道。到底誰(shuí)持有這個(gè)最重要的專利，我們不知道。但是很重要一點(diǎn)，利用串聯(lián)結(jié)構(gòu)可以用低電流產(chǎn)生更高的亮度。”
無(wú)源矩陣OLED和有源矩陣OLED的發(fā)展
早在90年代之初，柯達(dá)實(shí)驗(yàn)室在花了10年以上時(shí)間發(fā)展材料之后，為了讓顯示更好，第一種顯示是一個(gè)很簡(jiǎn)單的無(wú)源矩陣OLED顯示，就是把兩個(gè)電池圖形化，但最終的效果表明這種方式并不是很好，因?yàn)樗麄儾恢勒麄€(gè)工藝來(lái)生產(chǎn)很好的無(wú)源矩陣OLED顯示，怎么樣能夠讓它圖形化，所以它可能會(huì)影響整個(gè)有機(jī)層的發(fā)展。
最終他們所采取的方式是先做圖形化，然后再加有機(jī)層，相當(dāng)于原位沉降方式。它不是單獨(dú)的，是完全整合在一起。就是在顯示下把有機(jī)層層積上，然后從一個(gè)角度進(jìn)行金屬的層積，就可以有陰極的隔離，產(chǎn)生顯示。雖然這種方式有效果，但是并沒(méi)有辦法實(shí)現(xiàn)。與此同時(shí)，先鋒公司利用相同的方法，它是不同形狀產(chǎn)生無(wú)源矩陣顯示的顯示，這是一個(gè)主要方法，并在90年代生產(chǎn)了相關(guān)的產(chǎn)品，如摩托羅拉的手機(jī)。通過(guò)無(wú)源矩陣可以做到巨大顯示就是拼接技術(shù)的開(kāi)始，這對(duì)于有源矩陣的顯示而言同樣十分重要。
鄧青云表示：“1990年各大研究機(jī)構(gòu)都意識(shí)到了有源矩陣是未來(lái)的方向，針對(duì)OLED的發(fā)展，很多公司聚焦于怎么樣實(shí)施AMOLED。國(guó)防部給我們非常大的贊助開(kāi)發(fā)有源技術(shù)，我們可以改進(jìn)它的均勻性。但是有源矩陣不是低溫的，它是高溫的。當(dāng)時(shí)美國(guó)沒(méi)有人做低溫半導(dǎo)體。還有一些公司跟我們合作，利用高溫多晶硅作為背景。但是它是不可擴(kuò)大的。這只是一個(gè)示范顯示。”
據(jù)其表示，柯達(dá)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)了有源矩陣產(chǎn)品，并很快就能夠生產(chǎn)OLED有源矩陣的顯示，從視角方面來(lái)看，OLED比LCD更好，隨后柯達(dá)實(shí)驗(yàn)室很快進(jìn)行了生產(chǎn)，并在2003年推進(jìn)了市場(chǎng)，這就是上文提到的第二個(gè)里程碑——2003年的柯達(dá)照相機(jī)。但由于其成本高，導(dǎo)致價(jià)格貴，因此并沒(méi)有持續(xù)很長(zhǎng)的時(shí)間。
2007年索尼又開(kāi)發(fā)了有源矩陣電視機(jī)，當(dāng)時(shí)也是引起了非常大的轟動(dòng)。雖然它很小，只有11英寸，像素只有960×540，而不是2K、4K的電視。但是非常薄，只有幾個(gè)毫米薄。整個(gè)OLED界感到非常興奮，之后索尼又開(kāi)發(fā)了更大的顯示，利用了印刷技術(shù)。但這對(duì)于索尼而言是一個(gè)錯(cuò)誤，因?yàn)橛∷⒓夹g(shù)當(dāng)時(shí)并不是發(fā)展的那么好。他們可以在圓心來(lái)進(jìn)行顯示，因此從未進(jìn)行真正量產(chǎn)。
2012年有兩種競(jìng)爭(zhēng)性的技術(shù)，一種來(lái)自三星，另一種來(lái)自LG顯示。三星電視是基于低溫多晶硅、圖形化RGB。而LG利用金氧化物TFT和RGB靠白光OLED。兩大公司選擇不同路徑發(fā)展?，F(xiàn)在基于白光的技術(shù)，市場(chǎng)上一般比較接受。2013年LG的OLED電視價(jià)格超過(guò)一萬(wàn)美金，不過(guò)現(xiàn)在價(jià)格下降的非常快，不到2000美元就可以買(mǎi)到，還有不同形狀的，包括曲面狀，還有頭盔式的顯示。“頭盔式顯示是針對(duì)虛擬顯示，我相信虛擬現(xiàn)實(shí)未來(lái)有非常大的市場(chǎng)。而OLED可以實(shí)現(xiàn)拼接，真正拼接技術(shù)是日本LEL來(lái)展示的，他們利用獨(dú)特拼接進(jìn)行，把接縫隱藏起來(lái)，這是一個(gè)柔性顯示，他有非常好的拼接技術(shù)。”鄧青云強(qiáng)調(diào)。
此外，鄧青云還總結(jié)道：“面板行業(yè)發(fā)展至今，CRT、TFEL、PDP已經(jīng)過(guò)時(shí)，真正是LCD、OLED、LED、E-Ink的天下，我不確定將來(lái)是否還會(huì)有其他技術(shù)，因?yàn)镺LED和LCD基本處于主導(dǎo)地位。CRT太重了，PDP也消失了，因?yàn)闆](méi)有顯示整個(gè)頻譜全部區(qū)域。當(dāng)時(shí)沒(méi)有人關(guān)注OLED，認(rèn)為它壽命不夠，他們說(shuō)OLED沒(méi)有什么希望。但是如果你想開(kāi)發(fā)一個(gè)技術(shù)，它需要把不同組件技術(shù)結(jié)合在一起，也會(huì)花很長(zhǎng)時(shí)間。OLED的發(fā)展，從60年代開(kāi)始，時(shí)間基本上是一樣的。經(jīng)過(guò)30年的發(fā)展，我們OLED技術(shù)可以用在手機(jī)以及大面積顯示。事實(shí)上，OLED顯示屏在過(guò)去一些年發(fā)展是非?？斓?，比如和LCD發(fā)展相比，OLED發(fā)展速度更快，能夠讓技術(shù)更快的進(jìn)入市場(chǎng)。”
