在德國德累斯頓工業(yè)大學(xué)拜耳樓精致典雅的木門后正在進(jìn)行著一項(xiàng)意義重大的技術(shù)革命：在樓頂附帶天文臺(tái)的古色古香的磚砌建筑里，該大學(xué)的應(yīng)用光學(xué)物理研究所正在進(jìn)行有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)生產(chǎn)設(shè)備的研究。與節(jié)能燈、鹵素光源和LED照明不同，利用OLED技術(shù)可以制成白天透明、晚上發(fā)出各種柔光的薄膜地球儀或散發(fā)彩色熒光的壁紙。
早在1969年，化學(xué)家HerbertNaarmann在一篇科技論文中就提出了以特殊聚合物充當(dāng)半導(dǎo)體的設(shè)想。21年后，JeremyBurroughes和來自劍橋大學(xué)卡文迪什實(shí)驗(yàn)室研究組的同事第一次用塑料聚合物制成了發(fā)光二極管。制作原理很簡單，將膏狀塑料涂在基板上進(jìn)行硬化，在基板上通上足夠強(qiáng)的電流后，表面就會(huì)發(fā)出黃綠色的光。實(shí)驗(yàn)的成功調(diào)動(dòng)了人們極大的興致，因?yàn)樗芰媳纫话愕陌雽?dǎo)體材料更容易加工，而且塑料的價(jià)格更低廉。
與節(jié)能燈差距尚大
但多年來，OLED在發(fā)光效率和使用壽命方面始終未能形成強(qiáng)勁的市場(chǎng)競爭力，OLED技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化與研究者的設(shè)想也相差甚遠(yuǎn)：原本計(jì)劃使用的聚合物被換成了小的有機(jī)分子。跟無機(jī)半導(dǎo)體元件一樣，OLED需要在潔凈空間中進(jìn)行生產(chǎn)，因?yàn)槲廴緯?huì)縮短它們的使用壽命。即使最微小的灰塵落在最厚12納米(有時(shí)只有幾納米厚)的半導(dǎo)體層上，也會(huì)將其結(jié)構(gòu)破壞，況且OLED的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。而且，OLED必須保存在完全真空和干燥的環(huán)境中。
盡管困難重重，這種發(fā)光塑料在最近幾年卻慢慢發(fā)展起來：平均發(fā)光功率為20Lm/W的OLED雖然不如鹵素光源(24Lm/W)發(fā)光效率高，更比不上節(jié)能燈(65-85Lm/W)，但OLED的發(fā)光效率已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過白熾燈(14Lm/W)。OLED無疑是具有發(fā)展?jié)摿Φ摹?009年，德累斯頓大學(xué)應(yīng)用光學(xué)物理研究所(IAPP)更是展出了發(fā)光效率為90Lm/W的OLED發(fā)光面板。歐盟的OLED100促進(jìn)項(xiàng)目提出了使OLED達(dá)到100Lm/W發(fā)光效率、10萬小時(shí)壽命、100平方厘米大小、每平方米節(jié)省100歐元成本的目標(biāo)。但為了謹(jǐn)慎起見，項(xiàng)目并沒有提及具體時(shí)間限制。
OLED技術(shù)為企業(yè)帶來利潤
這項(xiàng)技術(shù)至少為德累斯頓的企業(yè)帶來了利潤。Novaled公司是2001年由德累斯頓工業(yè)大學(xué)和Fraunhofer光學(xué)微系統(tǒng)研究所(IPMS)合作建立的企業(yè)，2003年開始活躍于市場(chǎng)。經(jīng)過短短幾年的發(fā)展，該公司已在OLED結(jié)構(gòu)與材料開發(fā)方面處于世界領(lǐng)先地位。公司現(xiàn)有員工110人，計(jì)劃2011年的銷售額為2000萬歐元。
公司的成功主要得益于德累斯頓研制開發(fā)的照明材料。與實(shí)驗(yàn)室的簡單模型不同，OLED的實(shí)際結(jié)構(gòu)要復(fù)雜得多，在正極與負(fù)極之間有很多所謂的功能層和摻入各色染料的發(fā)光層，有時(shí)甚至能達(dá)到10層。
OLED市場(chǎng)仍需觀望
在OLED發(fā)光層摻入的各色顏料由碳環(huán)結(jié)構(gòu)構(gòu)成，發(fā)光物質(zhì)的顏色由中間元素(如銥、鍺或鉑)決定。與無機(jī)LED不同，白光是由基本顏色混合產(chǎn)生，也就是說，即使OLED發(fā)出白光，它也包含著紅色、藍(lán)色和綠色等光源色。
作為OLED技術(shù)的先驅(qū)，Novaled擁有上百項(xiàng)創(chuàng)新型材料的專利。即便如此，公司還存在著大量的研究需求，比如發(fā)光層的細(xì)密結(jié)構(gòu)和所用的藍(lán)色染料。藍(lán)色對(duì)白色OLED至關(guān)重要，因?yàn)檫@種染料的使用壽命最短。除德累斯頓地區(qū)外，其他地區(qū)的市場(chǎng)競爭也越來越激烈。2009年年初飛利浦首次宣布，將公司量身打造的LumibladeOLED推入市場(chǎng)。
但是到目前為止，這些OLED產(chǎn)品主要服務(wù)于開發(fā)人員和設(shè)計(jì)人員，以及在展會(huì)等場(chǎng)合吸引人們的眼球。2010年初西門子-歐司朗推出了發(fā)光面板Orbeos，這種蜂窩狀、直徑僅79毫米的發(fā)光面板由于銷售數(shù)量有限，每件產(chǎn)品的價(jià)格達(dá)到了251歐元。Novaled總裁認(rèn)為，能有這樣的產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)很好，證明了它的可行性，但它恐怕只屬于前工業(yè)時(shí)代。
德累斯頓大學(xué)應(yīng)用光學(xué)物理研究所的研究員Reinecke認(rèn)為，OLED市場(chǎng)仍需觀望。他認(rèn)為，技術(shù)雖然是現(xiàn)成的，但目前而言大規(guī)模投入生產(chǎn)的成本太高，OLED市場(chǎng)走向成熟可能還需要5年的時(shí)間。
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成本高昂障礙OLED發(fā)展
當(dāng)所有人把目光聚焦在3D顯示領(lǐng)域時(shí)，OLED市場(chǎng)又活躍起來。根據(jù)調(diào)研公司DisplaySearch的報(bào)告，全球OLED產(chǎn)業(yè)2009年的產(chǎn)值為8.26億美元，比2008年增長35%。但是OLED產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的最大問題———投入大、產(chǎn)出小，依然不可忽視。
到目前為止，該技術(shù)僅在手機(jī)和數(shù)字媒體播放器等小型電子設(shè)備市場(chǎng)有所建樹，不過由于良品率過低，其在電視上的應(yīng)用并不成功。以索尼為例，2007年，索尼率先在全球推出11英寸的OLED電視，但由于一直沒有找到降低成本的解決方案，索尼近年逐漸放緩了研發(fā)步伐，并最終宣布停止生產(chǎn)銷售OLED電視。有專家認(rèn)為，目前手機(jī)等中小面板顯示器市場(chǎng)，將仍以LCD為主流，如果OLED面板無法降低成本和增加使用壽命，將無法在中小面板市場(chǎng)占有一席之地。