e人館 | 鄧青云從一點光發(fā)現(xiàn)它，OLED決勝還需要時間

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OLED 無疑是今年最火的一個話題，三星、華為、OPPO、VIVO、蘋果等手機企業(yè)都在大力推進“以 OLED 替代液晶”，在電視方面 OLED 與 QLED 對峙的火藥味也很強烈，甚至 2017 年是 OLED 與 QLED 兩大陣營決一勝負的關(guān)鍵一年。

OLED 到底有什么好處，值得讓眾多廠商爭風吃醋？

OLED 可呈現(xiàn)絕佳的畫質(zhì)；
OLED 可以帶來卓越的黑色；
OLED 擁有驚人的響應(yīng)速度；
OLED 還具有柔和的多種形態(tài)。

那么這期《e 人館》我們就來看看 OLED 背后的那個男人——發(fā)明者，鄧青云。

一身榮耀，被尊稱 OLED 之父

鄧青云（Ching W. Tang），現(xiàn)任美國羅切斯特大學化學工程系、化學系、物理天文學系“Doris Johns Cherry”教授。1947 年出生于香港，1970 年在英屬哥倫比亞大學獲化學理學士學位，1975 年在康奈爾大學獲物理化學博士學位。此后，加入美國柯達公司研發(fā)部作為一名研究科學家，一直從事有機半導(dǎo)體材料和器件的研究。

1987 年，鄧青云發(fā)明有機發(fā)光顯示技術(shù)(OLED)。

2006 年，鄧青云因為其在有機發(fā)光二極管和異質(zhì)結(jié)有機太陽能電池上取得的開創(chuàng)性成就而被選為美國工程院院士。同年被羅切斯特大學聘請為 Doris Johns Cherry 教授。

2011 年，鄧青云與芝加哥大學的斯圖爾特?賴斯教授和卡耐基梅隆大學的克里茲托夫?馬特加茲維斯基教授共同獲得了由沃爾夫基金會頒發(fā)的沃爾夫化學獎，這是在化學領(lǐng)域僅次于諾貝爾獎的國際性大獎。

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曾獲美國柯達公司“杰出發(fā)明人”稱號，并曾獲美國柯達、美國信息顯示學會、美國化學學會、羅切斯特知識產(chǎn)權(quán)法協(xié)會的多個獎項，被尊稱為“OLED 之父”。

鄧青云博士現(xiàn)任美國物理學會會員，美國信息顯示學會的會員。羅切斯特大學化學工程系、化學系和物理天文系教授。

鄧青云是怎樣發(fā)明 OLED 的？

1975 年剛博士畢業(yè)的鄧青云加入到柯達實驗室，鄧青云的工作便是投入到有機的太陽能電芯的研究和生產(chǎn)，以解決可再生能源較高需求量的問題。而這是鑒于當時原油價格的上漲凸顯了市場對可再生能源的需求的一個背景。

1979 年，某天晚上鄧青云在回家的路上忽然想起有東西忘記在實驗室，于是就返回實驗室。他發(fā)現(xiàn)在黑暗中有一個亮亮的東西，原來是一個作實驗用的有機蓄電池在發(fā)光，這就是 OLED 的前身，鄧青云也因此獲得一種兩層結(jié)構(gòu)的材質(zhì)的專利。

1982 年，鄧青云發(fā)明柯達太陽能電池，盡管這是那個時代全球工作效率最高的藍光 LED。但是存在很多問題。解決顯示技術(shù)聲明周期便是其中重要的一個。

1987 年，鄧青云團隊制成了雙層有機電致發(fā)光器件。其論文所講述的 OLED 結(jié)構(gòu)非常簡單，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層匯集，所以能量級非常高，再通過選擇合適的有機材料，使得 OLED 具有足夠的亮度以及非常明顯的亮度合適性，同時也帶來了更高的能量效率，這篇論文正式開啟了 OLED 顯示技術(shù)的發(fā)展。

當時光度只是達到了 25%，效率只有 1%，不過其意識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中就會產(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 年的時候，UDC 團隊發(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。

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OLED 的探索之路

每一項技術(shù)的發(fā)展都不是一蹴而成 的，都要經(jīng)過數(shù)十年的磨練與修行，OLED 也是如此。盡管如今看大有“恍如一夜春風來，OLED 遍地開”的趨勢，但最初的落地或者說成為“觸地”卻是艱難的一個過程。下面我們就看看 OLED 的探索過程是怎樣的 ，有哪些吃螃蟹的人，他們是如何提高 OLED 的亮度與壽命的？

接下來要講的就是 1987 年之后的故事了，鄧青云曾教授曾表示：“我們花了 10 年以上時間發(fā)展材料后，我們希望讓顯示更好。”不難猜想材料問題之后，還有一系列文藝，比如工藝。

從無源 OLED 到有源 OLED

無源矩陣 OLED 顯示，就是把兩個電池圖形化，但最終的效果表明這種方式并不是很好。在此方面，鄧青云團隊掙扎了一段時間，因為他們尚不了解一個好的完整的生產(chǎn)工藝。但是在一段時間后，他們有了一個想法，就是做圖形化。先做圖形化，然后再加有機層，相當于原位沉降方式。它不是單獨的，是完全整合在一起。就是在顯示下把有機層層積上，然后從一個角度進行金屬的層積，就可以有陰極的隔離，產(chǎn)生顯示。

雖然這種方式有效果，但是并沒有辦法實現(xiàn)。

然而，先鋒公司利用相同的方法，生產(chǎn)了無源矩陣顯示，并在 90 年代生產(chǎn)了相關(guān)的產(chǎn)品，如摩托羅拉的手機。通過無源矩陣可以做到巨大顯示就是拼接技術(shù)的開始。

隨著技術(shù)的進步和時間的推移，有源矩陣被認為是才是未來應(yīng)該聚焦的方向。鄧青云表示：“1990 年各大研究機構(gòu)都意識到了有源矩陣是未來的方向，針對 OLED 的發(fā)展，很多公司聚焦于怎么樣實施 AMOLED。國防部給我們非常大的贊助開發(fā)有源技術(shù)，我們可以改進它的均勻性。但是有源矩陣不是低溫的，它是高溫的。當時美國沒有人做低溫半導(dǎo)體。還有一些公司跟我們合作，利用高溫多晶硅作為背景。但是它是不可擴大的。這只是一個示范顯示。”

柯達生產(chǎn)了 OLED 有源矩陣顯示，并在 2003 年投入市場中，當然價格也是比較華麗的。

2003 年還有一件大事，Kido 宣布可以利用串級結(jié)構(gòu)可以用低電流產(chǎn)生更高的亮度，這就是串級結(jié)構(gòu)的開始，串級的架構(gòu)讓 OLED 變得更亮以及壽命更長。

2007 年，OLED 的市場化進程有了新進展，索尼開發(fā)了有源矩陣電視，這引起不小的轟動。那時，尺寸很小，但是可以做到很薄。之后，索尼對 OLED 的探索主要是要把尺寸做大，索尼選擇用印刷技術(shù)開發(fā)更大尺寸的。但是當時的印刷技術(shù)還是比較雞肋的，所以這場探索并沒實現(xiàn)真正的量產(chǎn)。

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OLED 再后來的故事，我們就熟悉了，三星和 LG 成了主要的推動者。三星是 OLED 中小面板的王者，LG 在大型 OLED 面板成為主要的領(lǐng)航者。

關(guān)于 OLED，鄧青云說了什么？

2016 年開始，OLED 陣營得到了進一步擴大，上游面板廠商正在逐步增多。2017 一開年，關(guān)于 OLED 的消息不斷。在 2015 年，鄧青云就預(yù)言：未來兩年，是 OLED 非常關(guān)鍵的兩年。未來兩到三年，OLED 必然成為顯示技術(shù)的核心，逐漸取代現(xiàn)有的液晶顯示技術(shù)。

關(guān)于 OLED 的未來，鄧青云都說過什么？

- OLED 發(fā)展有三個重要的里程碑，一是在 1987 年發(fā)表的論文，二是 2003 年的柯達照相機，三是 2013 年的 OELD 電視。

- OLED 是下一代的顯示技術(shù)，今天大家可以享受這個技術(shù)。相信隨著不斷產(chǎn)業(yè)化，價格不斷下降，未來 OLED 一定將取代 LCD。

- OLED 與電視是絕配。

- LCD 進步的空間小，LCD 性能提升已經(jīng)飽和，只能越做越大。但 OLED 還在不斷更新，還有更大空間。4K、8K、HDR(高動態(tài)范圍)，LCD 能做，OLED 也能做。最重要的是 OLED 技術(shù)平臺擴大，應(yīng)用在不同領(lǐng)域，智能手表、可穿戴產(chǎn)品，也許幾年后，OLED 成為穿戴中的一部分，這是 LCD 不能做，這方面 OLED 完勝。

- 印刷式顯示現(xiàn)在還不是主流。三星、LG 用的蒸鍍 OLED 技術(shù)，目前是主流。

- 面板行業(yè)發(fā)展至今，CRT、TFEL、PDP 已經(jīng)過時，真正是 LCD、OLED、LED、E-Ink 的天下，我不確定將來是否還會有其他技術(shù)，因為 OLED 和 LCD 基本處于主導(dǎo)地位。CRT 太重了，PDP 也消失了，因為沒有顯示整個頻譜全部區(qū)域。當時沒有人關(guān)注 OLED，認為它壽命不夠，他們說 OLED 沒有什么希望。但是如果你想開發(fā)一個技術(shù)，它需要把不同組件技術(shù)結(jié)合在一起，也會花很長時間。OLED 的發(fā)展，從 60 年代開始，時間基本上是一樣的。經(jīng)過 30 年的發(fā)展，我們 OLED 技術(shù)可以用在手機以及大面積顯示。事實上，OLED 顯示屏在過去一些年發(fā)展是非?？斓模热绾?LCD 發(fā)展相比，OLED 發(fā)展速度更快，能夠讓技術(shù)更快的進入市場。

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談到這，似乎感覺 OLED 馬上就要普及一樣。但并非如此。比起傳統(tǒng)的液晶顯示，OLED 遇到了眾多技術(shù)難點，目受制于一些關(guān)鍵技術(shù)、成本及良品率偏低等因素影響，OLED 面板規(guī)模性應(yīng)用及大尺寸產(chǎn)業(yè)化尚有較長一段進程。

除此之外，OLED/QLED/ Micro LED 廝殺戰(zhàn)場，OLED 能否全面取勝也是大家關(guān)心的一個重要問題。與非網(wǎng)《趣科技》對 OLED/QLED/ Micro LED 進行了趨勢分析，可參考本文。
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本期《e 人館》就到這里，下期見！