如今的消費電子產(chǎn)品主要通過屏幕與用戶交互，無論是觸摸屏還是具有其他輸入方式的屏幕。關(guān)于“視網(wǎng)膜”顯示器已經(jīng)有很多研究，其中屏幕的像素密度足夠高，以至于人們無法在合理的距離內(nèi)區(qū)分各個顏色像素。手機和平板電腦等便攜式計算設(shè)備每天都在電子市場中占據(jù)更大的份額，在此過程中需要更強大的屏幕技術(shù)。

如今的消費電子產(chǎn)品主要通過屏幕與用戶交互，無論是觸摸屏還是具有其他輸入方式的屏幕。關(guān)于“視網(wǎng)膜”顯示器已經(jīng)有很多研究，其中屏幕的像素密度足夠高，以至于人們無法在合理的距離內(nèi)區(qū)分各個顏色像素。手機和平板電腦等便攜式計算設(shè)備每天都在電子市場中占據(jù)更大的份額，在此過程中需要更強大的屏幕技術(shù)。雖然的科技公司和 Kickstarter 項目都在推動可穿戴計算成為一個新的增長領(lǐng)域，但該技術(shù)在制造柔性屏幕方面尚不具有商業(yè)可行性。終，該技術(shù)有望提供環(huán)繞式屏幕，手表和其他配備全彩屏幕的設(shè)備可以拉直，用作傳統(tǒng)的平板電腦，但目前，當前幾代手機的屏幕在從低處掉落時會破裂，導(dǎo)致玻璃破裂，甚至可能導(dǎo)致其下方的屏幕破裂。柔性 OLED 屏幕有望提高耐用性，從而延長手機、筆記本電腦、平板電腦和其他設(shè)備的使用壽命和可用性。

什么是 OLED？

如果沒有從陰極射線管 (CRT) 顯示器到當今無處不在的等離子和液晶顯示器的轉(zhuǎn)變，我們在過去十年中經(jīng)歷的許多創(chuàng)新都是不切實際的。新廣播和顯示技術(shù)的變革將帶來十年前聞所未聞的創(chuàng)新，這是有道理的。然而，在 IPS 顯示器、4K 電視和 3D 家庭娛樂等眾多技術(shù)中，真正革命性的設(shè)計變化是使用 OLED 屏幕。OLED（即有機發(fā)光二極管）是使用有機材料工作的半導(dǎo)體器件，而不是傳統(tǒng) LED 所需的砷化鎵和其他化合物半導(dǎo)體。OLED 無需背光即可工作，從而可以顯示更深的黑色，并且還大大提高了功率效率。這與 LCD 屏幕形成鮮明對比，LCD 屏幕的背光源持續(xù)打開，產(chǎn)生光線，然后通過液晶屏幕進行過濾。此外，OLED 屏幕可以使用與噴墨打印機非常相似的技術(shù)打印在塑料等基材上。雖然目前的價格昂貴得令人望而卻步，但在過去十年中，OLED 已經(jīng)在一些手機和其他產(chǎn)品中使用。隨著制造規(guī)模的擴大，我們只能預(yù)期 OLED 將占據(jù)更多的市場份額，特別是隨著新產(chǎn)品的發(fā)布，這些產(chǎn)品利用了這一優(yōu)勢。技術(shù)的優(yōu)勢。

典型的 OLED 成分

OLED 結(jié)構(gòu)在某些方面與有機太陽能電池相似，盡管它們使用不同的材料來實現(xiàn)各自的目的。通常，OLED 電池由陽極和陰極之間的有機材料組成，然后沉積在塑料等基材上。OLED 中使用的有機材料被稱為“半導(dǎo)體”，因為它們的電導(dǎo)率范圍從完全絕緣到高水平電導(dǎo)率，具體取決于施加在其上的電壓。硅或砷化鎵等典型半導(dǎo)體具有電子和空穴在其中傳播的價帶和導(dǎo)帶，而有機半導(dǎo)體則通過在相鄰的占據(jù)軌道和未占據(jù)電子之間交換電子來工作。典型的雙層 OLED 電池如下圖 1 所示。

雙層有機 LED 電池（由維基媒體用戶 Rafal Konieczny 提供）

OLED 背后的理論

當在電池上施加電壓時，電流流向陽極，因為電子從占據(jù)軌道中釋放出來，并移動到相鄰的未占據(jù)軌道中，這與傳統(tǒng)半導(dǎo)體器件在偏見。根據(jù)半導(dǎo)體的帶隙，當電子弛豫回到較低軌道時會發(fā)射特定波長的光。當談到量子效率時，這些電池的效率約為 5%，盡管正在做出許多努力來提高這些電池的效率，以進一步降低電池功耗。使用多層的更昂貴的設(shè)備（統(tǒng)稱為異質(zhì)結(jié) OLED 電池）現(xiàn)在可以達到接近 20% 的量子效率。

OLED的優(yōu)點和應(yīng)用

OLED 電池的優(yōu)點之一（剛剛實現(xiàn)）是它們可以印刷在塑料等耐用基材上，從而可以用作柔性屏幕，可以毫無顧慮地包裹和彎曲。工作原型在過去一兩年就已得到展示，三星在今年 1 月的 CES 2013 上首次展示了其柔性顯示器，令現(xiàn)場記者驚嘆不已。隨著谷歌等公司開發(fā)下一代計算眼鏡，Pebble 電子手表籌集的資金比他們要求的多數(shù)百倍，很明顯，消費者正在要求廣泛的柔性屏幕?，F(xiàn)在，公司必須弄清楚如何有效地大規(guī)模生產(chǎn)它們。制造商已經(jīng)開發(fā)出使用噴墨打印機將 OLED 材料沉積在柔性塑料片上的技術(shù)。隨著制造方法變得越來越普遍，價格有望降至甚至低于我們目前購買液晶屏幕的價格。印刷在柔性塑料上的 OLED 示例如下圖 2 所示。

OLED 制造面臨的挑戰(zhàn)

OLED 并不是一項奇跡技術(shù)，在取得大規(guī)模成功之前仍需要一些創(chuàng)新。有機電池本身會因反復(fù)的壓力、潮濕和熱量而退化，所有這些都可能是作為消費電子產(chǎn)品的一部分處理時造成的。此外，與某些太陽能電池一樣，OLED 在制造設(shè)備陽極時使用一種稱為氧化銦錫 (ITO) 的脆性半透明導(dǎo)電材料。其他導(dǎo)電金屬會產(chǎn)生陰影效應(yīng)，從而阻擋設(shè)備產(chǎn)生的部分光線。ITO 變得越來越稀有和昂貴，并且是設(shè)備中精密的元件之一。目前的AMOLED屏幕可以使用堅固的玻璃來保護和封裝器件，但柔性O(shè)LED的長期應(yīng)用需要解決一些材料問題。

關(guān)于 OLED 的終想法

OLED 技術(shù)有望為科技巨頭帶來新的消費電子領(lǐng)域的競爭，使幾年前還屬于科幻小說的可穿戴計算機和其他設(shè)備成為可能。雖然三星等公司已經(jīng)在手機中使用 OLED 屏幕，甚至可以將電池打印到塑料基板上，但沒有人能夠解決塑料片反復(fù)受力所帶來的耐用性問題。此外，事實證明，大規(guī)模、廉價地制造這些產(chǎn)品是很困難的。但當材料和制造問題終得到解答時，我們將在日常生活中看到各種各樣的新型柔性屏幕。