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）凭借其鲜艳的色彩、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 还具有极高的能效，非常适合手机或平板电脑等小型便携设备，以及大型户外广告牌。
OLED 技术在不断演进，最新的创新使得柔性屏和折叠屏成为可能。用于增强现实（AR）应用的完全透明显示屏以及该技术的许多其他用途也正在开发中。
{{microelectronics="/ads"}}
在过去十年中，我们看到 CAS Content CollectionTM（全球最大的人工标引科学信息库）中与 OLED 相关的出版物数量大幅增长（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）和第一代 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透射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谱色彩。这两种技术都是通过阻挡背光源的光线传输来生成视觉图像的。
您的研发数据是否已为未来做好准备？CAS Intelligence Hub 是一款强大的集成解决方案，可将碎片化的科学研发数据转化为统一的、支持 AI 的知识环境。
OLED 通过在发光层中使用能够发出红、绿、蓝光的有机材料，或者在透明层中添加滤色片来产生彩色光。
然而，OLED 不需要背光源。它们利用一种有机（碳基）半导体材料，在电流作用下发光。该发光层和导电层夹在阴极和阳极之间（见图 2a）。当通电时，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的高分辨率彩色图像ref，ref（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 使用自发光像素且无需背光源，因此显示屏可以比使用 LCD 或 LED 技术的显示屏做得更大、更薄。
折叠屏、透明显示屏及更多应用
OLED 可根据三个关键因素分为多种类型：所用有机材料、驱动方式以及发光路径（见图 3）。
一些最令人振奋的 OLED 创新包括：
- 柔性 OLED (FOLED)： FOLED 技术 采用柔性材料，使屏幕能够在不损坏的情况下弯曲、折叠或卷曲。这一创新为更轻、更薄、更节能的显示屏铺平了道路。该技术的应用包括折叠屏手机、卷轴电视，甚至 AR/VR 眼镜和可穿戴设备。
- 透明 OLED (TOLED)： TOLED 显示屏拥有透明或半透明的阴极和阳极。这种双面透明特性使得光线可以从顶部和底部表面射出。高透明度确保了即使在关闭状态下也能获得更清晰的视觉效果。TOLED 还具备高对比度、色彩鲜艳、柔韧性强和视角广等优点，带来无与伦比的视觉体验。由于它们在不使用时既能显示内容又能保持透明，因此 TOLED 显示屏非常适合电视、AR/VR 眼镜和交互式零售显示屏。
- 小分子 OLED (SMOLED)： 目前大多数显示屏，包括电视、平板电脑、笔记本电脑和智能手机，均使用 SMOLED。这些 OLED 在发光层中 使用小分子有机材料。它们具有诸多优势，包括由于有机发光体种类繁多而带来的结构灵活性、易于纯化以及发光基团更简单的化学修饰。根据发光机制，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耗的荧光技术相比，PHOLED 的能效更高。
- 有源矩阵 OLED (AMOLED)： AMOLED 显示屏 采用集成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、广视角和大尺寸显示。它们还具有刷新率快、能效高以及轻薄柔性的特点。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 提供了卓越的消费体验，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，特别是蓝色发光体会随时间推移而衰减。高温、潮湿环境和高亮度也会加速衰减过程，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”现象，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 PHOLED、等离子体 PHOLED，以及热激活延迟荧光 (TADF) 和超荧光 (HF) 发射器等不同类型的发光材料，以克服顽固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，目前其成本仍高于其他显示技术。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 技术格局的动态演变，我们可以预见卷轴报纸屏幕、可弯曲智能手机和商店里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。
