在德國德累斯頓工業(yè)大學拜耳樓精致典雅的木門后正在進行著一項意義重大的技術革命：在樓頂附帶天文臺的古色古香的磚砌建筑里，該大學的應用光學物理研究所正在進行有機發(fā)光二極管(OLED)生產(chǎn)設備的研究。與節(jié)能燈、鹵素光源和LED照明不同，利用OLED技術可以制成白天透明、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，化學家HerbertNaarmann在一篇科技論文中就提出了以特殊聚合物充當半導體的設想。21年后，JeremyBurroughes和來自劍橋大學卡文迪什實驗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行硬化，在基板上通上足夠強的電流后，表面就會發(fā)出黃綠色的光。實驗的成功調(diào)動了人們極大的興致，因為塑料比一般的半導體材料更容易加工，而且塑料的價格更低廉。
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勁的市場競爭力，OLED技術的產(chǎn)業(yè)化與研究者的設想也相差甚遠：原本計劃使用的聚合物被換成了小的有機分子。跟無機半導體元件一樣，OLED需要在潔凈空間中進行生產(chǎn)，因為污染會縮短它們的使用壽命。即使最微小的灰塵落在最厚12納米(有時只有幾納米厚)的半導體層上，也會將其結構破壞，況且OLED的結構更為復雜。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)遠遠超過白熾燈(14Lm/W)。OLED無疑是具有發(fā)展?jié)摿Φ摹?009年，德累斯頓大學應用光學物理研究所(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促進項目提出了使OLED達到100Lm/W發(fā)光效率、10萬小時壽命、100平方厘米大小、每平方米節(jié)省100歐元成本的目標。但為了謹慎起見，項目并沒有提及具體時間限制。
OLED技術為企業(yè)帶來利潤
這項技術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)大學和Fraunhofer光學微系統(tǒng)研究所(IPMS)合作建立的企業(yè)，2003年開始活躍于市場。經(jīng)過短短幾年的發(fā)展，該公司已在OLED結構與材料開發(fā)方面處于世界領先地位。公司現(xiàn)有員工110人，計劃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。與實驗室的簡單模型不同，OLED的實際結構要復雜得多，在正極與負極之間有很多所謂的功能層和摻入各色染料的發(fā)光層，有時甚至能達到10層。
OLED市場仍需觀望
在OLED發(fā)光層摻入的各色顏料由碳環(huán)結構構成，發(fā)光物質的顏色由中間元素(如銥、鍺或鉑)決定。與無機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、藍色和綠色等光源色。
作為OLED技術的先驅，Novaled擁有上百項創(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)光層的細密結構和所用的藍色染料。藍色對白色OLED至關重要，因為這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。
但是到目前為止，這些OLED產(chǎn)品主要服務于開發(fā)人員和設計人員，以及在展會等場合吸引人們的眼球。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)品的價格達到了251歐元。Novaled總裁認為，能有這樣的產(chǎn)品進入市場很好，證明了它的可行性，但它恐怕只屬于前工業(yè)時代。
德累斯頓大學應用光學物理研究所的研究員Reinecke認為，OLED市場仍需觀望。他認為，技術雖然是現(xiàn)成的，但目前而言大規(guī)模投入生產(chǎn)的成本太高，OLED市場走向成熟可能還需要5年的時間。
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成本高昂障礙OLED發(fā)展
當所有人把目光聚焦在3D顯示領域時，OLED市場又活躍起來。根據(jù)調(diào)研公司DisplaySearch的報告，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，該技術僅在手機和數(shù)字媒體播放器等小型電子設備市場有所建樹，不過由于良品率過低，其在電視上的應用并不成功。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。有專家認為，目前手機等中小面板顯示器市場，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占有一席之地。