有机发光显示器(OLED)技术的兴起,有可能让我国攫住“显示”先机。在国家自然科学基金的持续资助下,清华大学副校长邱勇团队对此进行了深入研究,攻克了有机发光显示器产业发展必须解决的材料、器件、工艺方面系列关键科学技术问题。
OLED的优势
“清华大学研制的OLED曾用于‘神七’舱外航天服显示,满足了航天服耐高低温(-40℃到100℃)、抗电磁干扰、耐力学冲击、防静电等性能要求。”邱勇对记者说,“‘神九’没有出舱任务,因此没有用OLED显示,但今后的飞船内还会采用OLED显示和照明技术。”
有机发光显示器是有机半导体材料在电场作用下,电子与空穴注入复合发光器件。和OLED相比,LED也是一种电—光转换型器件,但所采用的是无机材料。由此可见,OLED与LED既有区别又有联系。在照明领域,受结构限制,LED是点光源,而OLED是平面光源;在显示领域,LED显示屏是由发光二极管排列组成的显示器件,无法显示高分辨率的图像,而OLED是由光刻电极基板与有机发光材料结合组成的显示器件,可以实现高分辨率的图像。
OLED还具有全固态、主动发光、高亮度、高对比度、超薄、低功耗、无视角限制、工作温度范围宽、可实现柔软显示等诸多优点,因此也被业界认为是最有发展前景的新型显示技术之一。
目前,基于清华大学技术生产的OLED产品已应用在消费电子、工控仪表、医疗器械、煤矿安全、智能监控系统等民用领域,在国内市场占据了50%以上的份额,并出口欧洲、日本、韩国,已进入全球小尺寸OLED产品出货量的前两位。
此外,该产品在一些特殊领域也得到广泛应用,如中国正在自主研发、独立运行的北斗全球卫星导航系统的终端显示,军用电台及通讯装置,战斗机、直升机等显示飞行参数、发动机参数、高度参数等的显示设备。
挑战性的课题
有机电材料有如此多的优势,但器件的发光效率、寿命是制约其发展的关键因素。要实现OLED技术的自主产业化,材料、器件、工艺和驱动方面存在的一系列科学问题须优先解决。
“在有机光电材料和器件领域,OLED是最先得到成功应用的。但其关键技术问题的解决,必须基于基础研究的突破。”邱勇说,“国家自然科学基金委的长期支持,对开展相关OLED基础研究起到了关键作用。”
由于OLED技术是一门涉及化学、电子、材料、物理、光学等多种学科的新型交叉学科,邱勇以项目目标为中心组织队伍,通过实验室培养和社会人才引进,组建了一支多学科的人才团队,不同学科人才的交融,大大推进了OLED项目的进展。
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