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(fēng)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(xué)化學(xué)工程系、化學(xué)系、物理天文學(xué)系“Doris Johns Cherry”教授。1947 年出生于香港，1970 年在英屬哥倫比亞大學(xué)獲化學(xué)理學(xué)士學(xué)位，1975 年在康奈爾大學(xué)獲物理化學(xué)博士學(xué)位。此后，加入美國柯達公司研發(fā)部作為一名研究科學(xué)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(xué)聘請為 Doris Johns Cherry 教授。

2011 年，鄧青云與芝加哥大學(xué)的斯圖爾特?賴斯教授和卡耐基梅隆大學(xué)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(xué)獎，這是在化學(xué)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(xué)會、美國化學(xué)學(xué)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(xué)會會員，美國信息顯示學(xué)會的會員。羅切斯特大學(xué)化學(xué)工程系、化學(xué)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(fēng)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?！辈浑y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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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?，比如和 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！