自從第一部示波器發明以來,顯示器自CRT(Cathode Ray Tube:CRT)映像管技術一路演進到電漿、液晶技術,而以目前相關技術發展觀察,OLED可以在其厚度、特性方面,等於是目前顯示器薄型化發展極致成品,姑且不論其尚待解決的半衰期問題,其實光以其極致的厚度表現,衍生的相關未來應用就相當可觀…
1987年美國柯達公司(Eastman Kodak),算是開發OLED(Organic Light Emitting Diode)相關技術的先驅者,首先發表有機發光二極體OLED的相關技術,最初的實踐設計為在2片電極之間,塞進特殊的有機小分子發光材質,透過兩端電極通電即可發光。


OLED具材料優勢 顯示器廠商爭相投入研發
即便SMOLED(Small Molecular Organic Light Emitting Diode)和Polymer OLED(兩者通稱OLED)發展最初都有光色有限、發光效率偏低…等問題,但近來技術發展幅度大,為快速。值得注意的是OLED與LCD技術特性進行對比,OLED顯得沒有所謂視角限制,加上反應時間極快,加上OLED不需背光源,為自發光的材質特性,整機成品設計可以自成一格,完全不需背光模組搭配才能完成顯示機制。
OLED在多項均優於LCD的材質特性,吸引美、日大廠投入資源進行技術開發,OLED從早期實驗室才能小量生產,現在已經具備量產實力,小尺寸的手機、行動裝置已有相關應用案例,而Sony亦號稱2009將推出大尺寸設計的OLED電視,此外,一些日系廠商已著手開發20吋以上的OLED產品,OLED不再僅限小尺寸應用。
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| Sony發展的OLED TV薄型電視。 |

OLED顯示原理 造就技術規格差異
OLED就其採用的有機薄膜材質差異,分為小分子元件系統(small molecule-based device)與共軛性高分子材料的高分子元件系統(polymer-based device)兩種,也正因為OLED發光機制與LED極為相似(即採兩側進行偏壓,製品即產生發光反應)特性,因此,小分子有機發光二極體也被稱為OLED,而高分子發光二極體,則以PLED稱之。
OLED、PLED若與其它各種主要顯示器比較,有顯著的優點。其中,OLED的發光原理近似LED,為利用材料特性,由於電子在電洞發光材質層間傳輸時,多餘能量藉由光的方式釋放,也就成為我們所看到的色光。OLED具備自發光、廣視角及高反應速度…等優點。
此外,與LCD比較其溫度耐受性相對較高,例如,LCD當處於低溫環境,其顯示反應速度將會因溫度而減緩,反而是OLED材料製成的螢幕設備,操作溫度範圍可以擴大至-40度~+85℃之間,使用環境條件限制較小。
對比2種顯示器技術的製程差異,LCD的製程繁複,加上大尺寸設計其玻璃基板需要求絕對平整,不僅增加製作成本,運送的生產問題也較複雜。另一方面,OLED的顯示器製程即相對精簡,因為OLED具自發光特性,整機產品不需要背光模組輔助顯示,製品的設計已大幅簡化,至於LCD必備的彩色濾光片(Color Filter;CF),OLED則不需要這種材料,甚至於TFT LCD面板必經的灌液晶(liquid crystal)階段製程,OLED因為採塗布方式製作,工法相對單純,未來量產成本將極具優勢。
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| 具可撓曲特性的OLED顯示面板。(Pioneer) |

廣視角與快速反應速度 是取代LCD關鍵
除材料成本大幅減省外,顯示器整機重量,也會因為顯示器的特性差異而出現極大差異,加上OLED面板的構型、內部結構都較LCD精簡,光利用效率不會因為多層濾光片或玻璃板材差異而減損,亮度與對比也可有效提升。 過去LCD一直有視角方面的限制,而目前OLED顯示器製品已有170度廣視角特性,材質的物理結構不同,造成顯示應用效能方面出現較大差異。
觀察現有的有機EL顯示器顯示反應速度,其反應速度達數微秒(ms),相對與LCD進行比較,高速型產品有16微秒上下,一般機型約有40毫秒,在變化激烈的影視內容呈現效果,OLED顯示器也具備絕對優勢。

OLED目前市場發展
OLED顯示器產業,可以將OLED產品拆解,分別從驅動方式、顯示型態、色彩表現等不同面向進行討論。
OLED以驅動方式檢視,有機EL顯示器,可分被動矩陣(passive matrix)、主動矩陣(active matrix)2種驅動技術架構,主動矩陣OLED顯示器結構複雜,具備豐富色彩性能與較高解析度表現,是業界極為看好足以與LCD競爭的產品。
但礙於OLED技術領域還相當陌生,相關技術資源有限,因此初期投入的廠商多以單色、多色或是被動型全彩OLED為開發主力,同時累積量產經驗,但最終仍是朝發展主動矩陣式全彩OLED顯示器為目標,
在OLED顯示型態方面,目前市場的OLED相關製品,可區分為純文字顯示應用或是圖形顯示應用,色彩呈現能力則有單色、局部色彩及全彩,製作難度以單色在成本、難度方面最低,全彩的產品現階段要克服的是不同顏色有各自的半衰期,如何延長使用壽命又同時維持色彩表現,是其技術開發關鍵。另局部色彩(Area Color)顯示產品,是兼具省電與產品應用多元價值的設計手段,也是目前市場的熱門產品樣式。
觀察OLED顯示器市場,現仍以小尺寸產品為大宗,其充包括PDA、行動電話、數位相機、車用音響顯示面板…等量產產品。另也有廠商嘗試朝中尺寸的電腦螢幕、筆記型電腦、家用電視…等市場積極發展相關產品。

大尺寸OLED發展市場可期
觀察目前OLED產業現況,其實會發現OLED最初為搶食STN(Super Twisted Nematic)LCD小尺寸面板應用市場。一般市場推估,2009年市場會陸續推出量產OLED中尺寸產品,全面大尺寸應用的發展趨勢其實相當快速。
若照OLED的發展趨勢檢視,在目前15吋上下的中型尺寸應用方面,主動式全彩面板,將可提供尺寸放大、強化演色純度、發光效率維持…等技術層面問題,由於OLED並無背光、邊框…等LCD的技術限制,未來大尺寸設計發展,也極可能採多片拼貼協動運作的方式,組構超過50吋的顯示區塊,將可輕鬆突破LCD大尺寸發展的先天限制。