屏幕在现代生活中无处不在——从手机到电脑，从自动取款机到手表，从电子书阅读器到电视——我们被不断改进的视觉显示技术所包围。
有机发光二极管 (OLED) 以其鲜艳的色彩、卓越的对比度、深邃的黑色和高分辨率彻底改变了显示行业。OLED 还非常节能，使其成为手机或平板电脑等小型便携设备以及大型户外广告牌的理想选择。
OLED 技术在不断演进，最新的创新使得可弯曲和可折叠屏幕成为可能。用于增强现实 (AR) 应用的全透明显示屏以及该技术的许多其他用途也正在开发中。
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在过去十年中，我们看到与 OLED 相关的出版物在 CAS Content CollectionTMTM（全球最大的人工收录科学信息库）中呈现出广泛增长（见图 1）。值得注意的是，专利与期刊的比例约为 3:1，这表明制造商正在不断将新产品推向市场。
OLED 的工作原理
显示技术随着液晶显示器 (LCD) 和第一批 LED 的出现而开始改进。LCD 的工作原理是利用液晶来选择性地传输或阻挡穿过其中的光线。相比之下，LED 是微小的发光二极管，可以单独控制以产生广泛的色彩光谱。这两种技术都是通过阻挡背光传输来生成视觉图像的。
OLED 通过在发光层中使用能够发出红、绿、蓝光的有机材料，或在其中一个透明层中添加滤色片来产生彩色光。
然而，OLED 不使用背光。它们 利用 一种在电流作用下发光的有机（碳基）半导体材料。该发光层和导电层夹在阴极和阳极之间（见图 2a）。当施加电流时，阴极产生的电子移动到发光层，阳极产生的空穴移动到导电层。当来自导电层的空穴与发光层中的电子复合时，它们会以光子的形式释放能量。
通过将红、绿、蓝 OLED 阵列紧密排列并独立激活，它们可以作为独立的像素，使我们能够生成复杂且高分辨率的彩色图像 参考文献， 参考文献 （图 2b）。
该系统封装在玻璃或塑料保护层中。顶层称为密封层，底层称为基板。通常，顶层或底层中至少有一层是透明的，以便光线能够从设备中射出。由于 OLED 使用自发光像素，无需背光，因此显示屏可以比使用 LCD 或 LED 技术的显示屏更大、更薄。
可折叠屏幕、透明显示屏等
OLED 可根据三个关键因素分为几种类型：所使用的有机材料、驱动方法和光发射路径（见图 3）。
一些最令人振奋的 OLED 创新包括：
- 柔性 OLED (FOLED)： FOLED 技术 利用 柔性材料，使屏幕能够在不损坏的情况下弯曲、折叠或卷曲。这一创新为更薄、更轻、更节能的显示器铺平了道路。该技术的应用包括可折叠手机、可卷曲电视，甚至 AR/VR 眼镜和可穿戴设备。
- 透明 OLED (TOLED)： TOLED 显示器 具有透明或半透明的阴极和阳极。这种双面透明性使得光线能够从顶部和底部表面发射。高透明度即使在关闭状态下也能实现更清晰的观看效果。TOLED 还提供鲜明的对比度、生动的色彩、灵活性和宽广的视角，带来无与伦比的视觉体验。由于它们既能显示内容，又能在不使用时保持透明，因此 TOLED 显示器非常适合电视、AR/VR 眼镜和交互式零售显示屏。
- 小分子 OLED (SMOLED)： 当今大多数显示器，包括电视、平板电脑、笔记本电脑和智能手机，都使用 SMOLED。这些 OLED 使用 小分子有机物 作为发光层中的电致发光材料。它们具有多项优势，包括由于可用的有机发光体种类繁多而具备的结构灵活性、易于纯化以及发色团中更简单的化学修饰。根据其发光体所遵循的发光机制，该技术进一步分为荧光 OLED 和磷光 OLED (PHOLED)。与大部分能量以热量形式损失的荧光技术相比，PHOLED 更节能。
- 有源矩阵有机发光二极管 (AMOLED)： AMOLED 显示屏 采用 集成了存储电容的薄膜晶体管 (TFT) 背板，可直接独立控制和激活每个像素，从而实现卓越的分辨率、高对比度、鲜艳的色彩、宽视角和更大的显示尺寸。它们还具有刷新率快、能效高以及显示屏轻薄柔性的潜力。AMOLED 显示屏常用于智能手机、智能手表、笔记本电脑和电视。
- 白光 OLED (WOLED)： 能够 发射 白光的 OLED 面板被称为 WOLED。该技术能效极高，可用于固态照明、电视、显示器及其他显示设备。
OLED 技术的进一步改进
尽管 OLED 提供了卓越的用户体验，但尚未完全取代传统的 LED 和其他显示技术。原因何在？
直到最近，OLED 还存在寿命较短的问题，特别是蓝色发光材料会随时间推移而降解。高温、潮湿环境和高亮度也会加速降解过程，从而缩短 OLED 显示屏的整体使用寿命。
在 OLED 屏幕上长时间显示静态图像可能会导致“烧屏”效应，即屏幕上留下永久性的残影。例如，如果电视长时间停留在同一个频道，这可能会成为一个问题。
解决这些挑战对于扩大 OLED 的应用至关重要。研究人员正在探索各种创新，如蓝色磷光 OLED (PHOLED)、等离激元 PHOLED，以及热活化延迟荧光 (TADF) 和超荧光 (HF) 发射器等不同类型的发光材料，以克服长期存在的问题并提升该技术的视觉表现。这些改进还有助于降低成本，目前其成本相较于其他显示技术仍然较高。如果能生产更多的 OLED 设备，通过规模经济效应，成本有望进一步降低。
随着 OLED 技术动态布局的不断演进，未来我们可以期待卷轴式报纸屏幕、可弯曲智能手机以及商店中的透明交互式显示屏的出现。 可穿戴设备、生物医学成像和商业照明也可能因尖端 OLED 技术而发生变革。
