况
    有机电激发光显示技术（Organic Electro Luminescence），简称为OEL，是最近几年相当热门的话题，无论是国内国外，都有相当多信息报导，其未来市场前景也吸引了产业界许多厂商的投入开发，俨然成为一个未来的明星产品，并且被喻为下一世纪的平面显示技术，那么此技术究竟有什么魅力，可吸引这么多的厂商投入研发呢？本文将从技术的发展趋势，简述目前产业界的发展动向，展望未来有机电激发光显示技术的发展。
一.有机电激发光元件的起源
    有机电激发光元件的技术依其所使用的有机薄膜材料的不同，大致可分为二类，一是以染料及颜料为材料之小分子元件（molecule -based device）系统，另一则以共轭性高分子为材料之高分子元件系统（polymer-based device）。由于有机电激发光元件具有发光二极体（light- emitting diode, LED）整流与发光的特性，因此小分子有机电激发光元件亦被称为OLED，高分子有机电激发光元件则被称为PLED。
    OLED的研究从1963年起，以anthracence分子之单晶外加电压而发光开始，因为当时的操作电压太高，并没有受到太多的重视，直到1987年Kodak公司发表了采用蒸镀方法，制作出含电子电洞传递层之双层式的有机薄膜元件，此元件的效能有大幅的改进，因此逐渐受到大家的重视，当时使用的元件结构为ITO/Diamine/Alq3/ Mg:Ag，具有1%的外部量子效率（external quantum efficiency），在低于10V的操作电压下 ，有超过100 cd/m2的亮度。
    PLED则始于1990年英国剑桥大学的研究成果，首先将PPV应用在有机电激发光元件上，其结构为ITO/PPV/Ca，此元件发黄绿光，量子效率为0.05%。正是这二个研究成果的发表，带动起有机电激发光元件技术的研究起源。
二.有机电激发光元件与原理
    有机电激发光元件的发光原理和发光二极体的发光原理相似，因此才有OLED及PLED的称呼，同样是利用材料的特性，将电子电洞在发光层上结合，而将电子由激发态的形式降回基态，而将多余的能量以波的形式释出，因而达到有不同波长的发光元件的产生。从目前有机电激发光元件的技术发展情况看来，绿光、蓝光、红光都有相关的材料开发，其中以绿光的技术最成熟，而红光的技术正在加紧研发中。正因为有机电激发光元件有自发光、大面积面型发光、低电压驱动等特性，所以被业界看好，将其商品化，准备在平面显示器的领域中与其他类型的产品比试。
三.有机电激发光元件的技术发展现况
    从1987年Kodak和1990年英国剑桥大学，先后对OLED及PLED的技术发表研究成果至今，在短短的10年内，已有相当成效的进展，尤其在发光效率的提升方面，进展更是快速，如OLED绿光元件的发光效率自1987年Kodak的1.5 lm/W，至今Pioneer已可达16 lm/W ，而PLED元件效率的进展更是快速，自1990年Cambridge大学所发表的小于0.1 lm/W的黄绿光元件，至今CDT绿光元件已超过20 lm/W，其进展的速度相当快。有机电激发光技术会发展这么迅速，主要是因为有众多的厂商投入研究开发，另外就是制程比发光二极体的制作较容易，因有机电激发光元件的制程，是不需要长晶格的制程，也没有晶粒制作的程序，而是一个大面积的涂布制程，不像发光二极体有许多复杂的制程，因此目前发展进度比较快速。
    有机电激发光技术发展至今，第一个商品化的产品，是1997年Pioneer推出的256×64点单色汽车音响面板用的显示器，Pioneer的技术是授权于Kodak，而Pioneer同时展示320×240点的彩色显示元件。 在1997年和1998年间Idemitsu Kosan和NEC都推出彩色主动式驱动的彩色显示器，其解析度为320×240点，尤其Idemitsu Kosan推出的相当积极，分别在1997年完成10寸VGA（480× 640）雏形机，1998年，与日本真空技术合作，开发出20寸（36cm×46cm）的蓝光单色有机电激发光显示器，让有机电激发光元件技术，向更大的显示尺寸进展。另外CDT结合Epson和TDK分别推出画素320×240的单色显示器，而全世界有超过60家公司，投入有机电激发光元件的研究，而且有些厂商采取策略联盟的型态发展，可见得这个技术目前受到重视的程度。 综上所述，有机EL具有高亮度、自体发光等特性，同时拥有与CRT相当的广视角，以及可顺畅显示动画的高速回应速度等优势。因此自诞生之日起逐渐成为市场关注的焦点是其具有的优点所决定的。
四.OLED与PLED的比较
    有机电激发光技术目前在全世界发展的情况下，依材料的不同大致可分为二种技术，一为发展高分子材料为发光层的技术，简称PLED，另一为发展小分子为发光层材料，简称OLED，而OLED及PLED之间有何差异呢？以下分别依材料、制程、设备、元件特性、专利授权等方面做比较，因二种技术各有优缺点。
材料方面：OLED与PLED材料共同的特性 ，在于皆含有共轭之化学结构，具有高度的萤光效率（fluorescence efficiency），唯两者的分子量差异相当大，小分子材料其分子量一般约在数百，而高分子则在数万至数百万之间。就材料的取得而言，小分子材料的合成与纯化皆较高分子简单，对材料量产与纯度的要求较易达成。相对而言小分子的材料特性较高分子易掌握，但热稳定性与机械性质却以高分子较佳。
设备方面：由于材料特性的差异将导致元件制程设备的不同，小分子采加热蒸镀（thermal evaporation）的方式来蒸镀多层有机膜材，为了避免不同材料间的相互污染，故需使用多腔体的真空设备，因此设备的成本较高。PLED大都是以其溶液旋转涂布（spin-coating）的方式涂膜，与CD-R的制程相似，设备成本较低，且PLED可应用roller或screen的方式涂膜，较利于大尺寸显示器的发展。
制程方面：PLED虽然采spin-coating可较快速上膜，但其在涂膜后仍须再经过烘烤以去除溶剂，因此其成膜时间并不会较OLED短，此将影响量产制程的产量。目前OLED已有多家大厂制作出全彩的显示器原型，而PLED却仍受限于红绿蓝三画素独立定位困难的瓶颈 ，至今迟迟无法推出全彩的PLED显示器，目前以喷墨定位的方式将是较可行的解决之道。
元件特性方面：发展至今两种元件的发光效率皆可高于15 lm/W，PLED甚至可超过20 lm/W，且PLED可忍受较高的电流密度与较高的温度环境下操作。
专利授权方面：目前CDT希望能加速PLED的商业化，对PLED技术转移与专利授权的态度转趋积极，相较于Kodak开放许多。
五.有机电激发光元件的产业现况
    １.整体产业现况分析 有机电激发光元件的技术发展，引起全球研发的热潮，据了解全球除台湾及大陆外，就有66家公司投入开发，再加上台湾及大陆厂商宣称要投入开发的家数，总共超过70家以上，其分布的情况，以日本地区最为热烈，有41家公司投入研发，如Pioneer、Idemitsu Kosan、Sony、Sanyo等，美洲地区有13家公司投入研发，如Kodak、IBM、HP、Motorola等，欧洲地区有10家公司投入研发，如CDT、Philips、Bayer等，南韩二大公司投入，LG及Samsung。台湾及大陆目前亦有许多公司积极投入，铼德今年已开始量产有机电激发光元件产品，正在投入的厂商还有台达电、胜阳、汉光、国联、光磊等。
    ２.主要厂商目前发展的近况 目前国际上有机电激发光技术发展的分野大略为，日本大厂较偏向OLED，欧洲国家则偏向PLED，美国厂商则两种技术皆参与之。目前积极投入有机电激发光技术研发的厂商，在OLED方面有Kodak、UDC（Universal display company）、IBM、HP、Motorola及日本Pioneer、Idemitsu Kosan、Sanyo、TDK等大厂，在PLED方面则为英国的CDT（Cambridge display technology）、美国的Uniax、HP、DuPont、荷兰的Philips等，其中动作较积极的大厂已进入初期的量产化阶段。
OLED方面：
    Kodak 有机电激发光的原始专利拥有者，年初宣布将与三洋（Sanyo）电机合作开发有机电激发光显示技术，结合三洋低温多晶矽TFT LCD制造技术、显示器之控制以及Kodak之有机电激发光材料技术，2000年中已进行商品化作业，产品包括被动式单色、多色、全彩显示器与驱动、控制用回路，同时，10寸的主动式全彩显示器亦预计于2001年可进入商品化阶段。
    三洋（Sanyo）电机 预计推出被动方式的文字显示产品，尺寸为1.3寸及3.4寸，可发出红、绿、蓝、黄和白色光，2000年中旬开始生产；目前也完成2.4寸及6.1寸的开发，预计2001年量产，制程技术应用一部份的低温多晶矽技术，主要的市场定在PDA和汽车导航系统。
    Idemitsu Kosan 出光兴产于1996年SID年会中展示一个五寸的全彩有机电激发光平面显示器原型，是利用其自有的蓝光材料与CCM（color changing medium）技术所制成，显示器的画数为240×320，厚度为2mm，重量仅80g；由于传统的湿式制程不容易制得高精细的图案，出光兴产采预先制作绝缘膜再经湿式制程的方式，可获得100μm以下的高精细图案。1997年完成10寸VGA（480×640）原型。1998年，与日本真空技术合作，开发出20寸（36cm×46cm）的蓝光单色有机电激发光显示器，如此可预见将来有机电激发光技术除了中小尺寸的显示器应用外，更有可能往大尺寸显示器应用发展，如壁挂式电视、广告看板。出光兴产在全彩有机电激发光显示器的开发仍居于领先的地位，但受限于Kodak元件结构原始专利的束缚，目前对外仅提供日本二十余家厂商研发所需的有机材料，并无量产规划的讯息传出。
    Pioneer 是第一家取得Kodak公司有机电激发光专利授权的厂商，也是目前有机电激发光量产规划进度最快者。1997年开始小量量产64×256绿色的1"x 3" dot-matrix的有机电激发光显示器，主要是应用于汽车内的显示面板；1998年展示一个5.2寸的QVGA显示器原型，26万发光色，寿命约2000小时，全部点亮时电力消耗6瓦；1999年规划量产有机电激发光绿、蓝、橘多彩面板，主要应用于汽车音响及AV机器之显示面板方面，量产作业由子公司东北PIONEER（山形县）负责，初期月产量订为15万片。
    Syntec 德国一家化学合成厂商，可供应OLED元件所需的材料。
    TDK 1995年发表TFT用4寸的主动阵列（active matrix）RGB全彩显示器，1996年发表256×64的被动阵列（passive matrix）型显示器，TDK虽完成主动矩阵方式，使用彩色滤光片的全彩面板的开发工作，但开发过程并不顺利且考虑量产时需要大笔资金，因此将全彩显示器的量产时间延至2001年；而近年来采用被动方式的文字型产品，可以显示全白色 ，预定2000年1月量产绿色及橙色产品，尺寸大小为80×20mm，亮度100cd/㎡，电力消耗0.8W，画素256×64点。
    日本精机 取得柯达（Kodak）的技术授权，初期将朝汽车仪表之应用开发产品，将于2000年3月于新泻县长冈市之研发中心设置小量试产，2001年后半年导入量产生产线，2002年中开始量产，计划月产5×2公分产品30万片。
    NEC 开发出5.7寸的产品，亮度100cd/㎡，画素320×240点，采用三色有机膜方式，配合被动矩阵驱动方式，初期的产品寿命不够长，预计2002年量产。
PLED方面：
    CDT 为PLED元件原始专利之拥有者，已开发出红、绿、蓝光之PLED，1998年2月展示与Seiko-Epson合作开发出的尺寸为50 mm，厚度仅2 mm单色的LEP（light-emitting polymer） TV。日前更与Covion双方达成制造行销的联盟 。而另有一组织Polymer Display Alliance（PODIA） ，其目标在于排除厂商进入PLED的门槛，加速对厂商PLED技术的转移，以期早日将PLED商品化。PODIA开放所有发展PLED之相关技术，包括高分子材料、元件结构设计与制程上的know-how。目前参与CDT之PLED研发的大厂有Uniax、Philips、DuPont 、Epson、Hewlett-Packard、Dow和Siemens。
    Uniax 于1996年与CDT达成专利诉讼协议，Uniax获CDT公司授权PLED之专利，但需交付CDT其PLED产品之权利金。同年，并获得Philips 、BV与Hoechst AG公司的投资与技术合作，耗资200万美元建立无尘室与第一条PLED量产线，1997年7月开始运转，1998后半年正式量产1～2寸的小型PLED显示器，产品主要应用在手持式行动电话与个人数位助理（PDA）。
    Philips 1996年获得CDT之低资讯容量PLED显示器的专利授权，1998年于荷兰Heelien建立一条PLED量产线，其产品主要应用在小型的LCD背光源及显示面板。
    Dupont 参与发展供大面积PLED显示器用的可挠曲基板（flexible substrate），并表示看好其未来市场潜力，估计未来十年间可创造出超过十亿美元的产值。
    DELTA 获得高资讯容量之PLED显示器的专利授权。
    Seiko-Epson 参与研发高资讯容量之PLED显示器，与CDT合作正在开发10寸的彩色LEP TV。另外 ，亦与丰田中央研究所合作发展以光共振器面型OLED，应用于液晶彩色投影机之光源，将可大幅地缩减系统的体积与重量。
    Hewlett-Packard 获得小尺寸之PLED显示器专利授权，并参与研发工作。
    Dow 为LEP材料供应商，在绿光与蓝光之高分子材料与元件的开发有不错的表现。
    Aventis 德国Hoechst AG之子公司，为CDT策略联盟之LEP材料生产的重要伙伴。
其他：
    Stanley电气 从资料上显示二种材料都有涉及，目前使用被动的方式驱动，开发出40×15㎜产品，亮度约在20-30cd/㎡，画素为80×52，是多色的显示器。
    韩国 也很积极的投入，如三星电子、LG电子及Orion电气，三星综合技术院表示，去年开发出4寸的有机电激发光显示器后，今年1999年与LG Micron开发出8寸的显示器，解析度提升四倍，计划明年开始量产，目前开发的产品规格，解析度为VGA（640×480），达92万画素，亮度为100cd/㎡，驱动电压在15伏特以下。三星电管表示成功的开发出有机电激发显示器技术，并计划2001年起，年产200万台2~10寸的产品，同时计划将20~60寸的产品商品化时程提前。
结论
    目前全球都相当的注意有机EL的发展，各大公司也都投入相当多的心力开发技术，因有机EL的产品将攻入显示器的市场，而且目前除了Pioneer推出汽车音响的显示面板外，最近Pioneer也宣称将多色有机EL的产品应用在Motorola手机上，此举将加快有机EL显示器的普及，台湾铼德科技公司今年将其导入量产，也算是进度相当快速的公司。虽然有机EL全彩技术尚未成熟，但在全球这么多厂商投入开发的情形下，EL显示技术已在小尺寸单色及多色的显示器应用市场中出现，开始切入手机及携带式资讯产品领域。根据业界的预估，2003—2004年全球手机市场可达7—8亿台，而有机EL则可望取得10—15%的占有率。如果此一目标顺利达成，届时全球有机EL市场规模将可达到3000亿日圆。可见其市场的应用前景十分可观！