數據表明，我國信息產業40%以上的產值與“顯示”有關，但我們并非“顯示”強國。在陰極射線管顯示器和液晶顯示器時代，技術引進使我國長期被限制于產業鏈的末端，國際競爭力不強。

    有機發光顯示器(OLED)技術的興起，有可能讓我國攫住"顯示"先機。在國家自然科學基金的持續資助下，清華大學副校長邱勇團隊對此進行了深入研究，攻克了有機發光顯示器產業發展必須解決的材料、器件、工藝方面系列關鍵科學技術問題。

    OLED的優勢

    “清華大學研制的OLED曾用于’神七‘艙外航天服顯示，滿足了航天服耐高低溫(-40℃到100℃)、抗電磁干擾、耐力學沖擊、防靜電等性能要求。”邱勇對《中國科學報》記者說，“‘神九’沒有出艙任務，因此沒有用OLED顯示，但今后的飛船內還會采用OLED顯示和照明技術。”

    有機發光顯示器是有機半導體材料在電場作用下，電子與空穴注入復合發光器件。和OLED相比，LED也是一種電—光轉換型器件，但所采用的是無機材料。由此可見，OLED與LED既有區別又有聯系。在照明領域，受結構限制，LED是點光源，而OLED是平面光源;在顯示領域，LED顯示屏是由發光二極管排列組成的顯示器件，無法顯示高分辨率的圖像，而OLED是由光刻電極基板與有機發光材料結合組成的顯示器件，可以實現高分辨率的圖像。

    OLED還具有全固態、主動發光、高亮度、高對比度、超薄、低功耗、無視角限制、工作溫度范圍寬、可實現柔軟顯示等諸多優點，因此也被業界認為是最有發展前景的新型顯示技術之一。

    目前，基于清華大學技術生產的OLED產品已應用在消費電子、工控儀表、醫療器械、煤礦安全、智能監控系統等民用領域，在國內市場占據了50%以上的份額，并出口歐洲、日本、韓國，已進入全球小尺寸OLED產品出貨量的前兩位。

    此外，該產品在一些特殊領域也得到廣泛應用，如中國正在自主研發、獨立運行的北斗全球衛星導航系統的終端顯示，軍用電臺及通訊裝置，戰斗機、直升機等顯示飛行參數、發動機參數、高度參數等的顯示設備。

    挑戰性的課題

    有機電材料有如此多的優勢，但器件的發光效率、壽命是制約其發展的關鍵因素。要實現OLED技術的自主產業化，材料、器件、工藝和驅動方面存在的一系列科學問題須優先解決。

    “在有機光電材料和器件領域，OLED是最先得到成功應用的。但其關鍵技術問題的解決，必須基于基礎研究的突破。”邱勇說，“國家自然科學基金委的長期支持，對開展相關OLED基礎研究起到了關鍵作用。”

    由于OLED技術是一門涉及化學、電子、材料、物理、光學等多種學科的新型交叉學科，邱勇以項目目標為中心組織隊伍，通過實驗室培養和社會人才引進，組建了一支多學科的人才團隊，不同學科人才的交融，大大推進了OLED項目的進展。

    1997年，邱勇團隊承擔了“有機聚合物光電信息材料與器件的基礎研究”重大項目的子課題，完成了研究電致發光器件制備系統的研制，他們采用離子束處理導電玻璃，降低了器件的驅動電壓，大大提高了器件的發光效率和穩定性，當時設計的OLED器件驅動響應系統和無源驅動電路已達到國際先進水平。

    該團隊在完成科學基金項目的基礎上，又獲得相關企業、發展改革委和科技部的支持，并于2002年建立起中國大陸第一條OLED中試線。在當年教育部組織的成果鑒定會上，以中國工程院院士周立偉為主任的鑒定委員會認為：該研究“擁有多項自主知識產權，總體技術水平國內領先，達到國際先進水平”。

    高性能有機電致發光軟屏的研制及其關鍵科學問題的研究是國際上備受關注的、富有挑戰性的課題。2002年，邱勇團隊承擔了科學基金重大研究計劃中的重點項目，開始高性能有機電致發光軟屏的研制。該項目創造性地開發了一種有機無機薄厚膜復合封裝技術，大幅度提高了軟屏器件的壽命，成功推出了128×64點陣OLED軟屏，成為國際上少數幾家可以制備并展示柔性OLED顯示器和柔性照明器件的單位。

    2003年，邱勇獲得國家杰出青年科學基金資助，在國際上較早開展了可濕法制膜的有機小分子發光材料和器件研究，并采用多齒配體和混合配位的分子設計思路，合成了系列可濕法制膜的金屬絡合物材料，實現了高效率小分子濕法制膜器件，2007年底該項目結題時，被評審專家評為"特優"。

    在中國大陸，有數十家科研機構和企業從事OLED的研發和產業化工作。中國OLED基礎技術與國外差距不大，研究人員在機理研究、材料開發、器件結構設計、生產工藝技術等方面做了大量工作，取得了一系列有價值的研究成果，獲得了大量的專利技術。

    在國家自然科學基金、“863”、“973”等項目的資助下，邱勇團隊經過十幾年基礎研究和技術開發，系統掌握了OLED材料、器件、工藝等關鍵技術問題，申請果內外專利200多件，同時參與并負責OLED國際和國家標準制訂，完成國際標準一項，國家標準兩項。該團隊研究成果實現產業化以來，已成功開發出30多個系列300余款OLED顯示產品。產品廣泛應用于航天、國防、消費電子、工控儀表、醫療器械、網絡通訊和金融安全等領域。今年年初，邱勇團隊獲得2011年國家技術發明獎一等獎。

    “我國在OLED材料的基礎研究和無源OLED器件的產業化方面，都處于國際先進水平，在某些技術方面達到國際領先水平。但在適用于大面積顯示的有源OLED器件研究方面，由于產業基礎(如低溫多晶硅技術)和產業投入上的不足，目前仍落后于國際先進水平。”邱勇說。

    技術發展的基石

    有機電致發光技術的研究及應用推動了有機電子學的發展。邱勇還負責了清華大學"211工程"重點項目"有機電子學"學科建設項目，2003年以來開設了有機電子學和有機光電材料和器件兩門課程。培養了一批有扎實專業技術基礎、又積累了產業化運作經驗的復合型人才隊伍。

    “清華大學非常看重國家自然科學基金，其原因不僅在于獲得的經費支持，還因為在支持基礎研究、穩定和培養人才隊伍、推動學校相關學科的發展方面，科學基金發揮了不可替代的作用。”邱勇說，“科學基金要多撒‘種子’，對于優秀項目，應加大滾動支持力度。在評審方面，建議擴大專家庫，減少每位專家的評審工作量。”

    從自身獲得科學基金資助的經歷看，邱勇認為國家自然科學基金對思想最活躍、創造力最強的年輕人來說，作用如同雪中送炭。因此，在基金申請方面，應當給青年人更多的機會，擴大青年基金資助面。

    目前，邱勇團隊關注的方向包括大尺寸OLED顯示技術、OLED照明技術、有機半導體傳輸機理以及有機無機復合半導體材料的研究。