国内外OLED技术及产业发展概况

国内外OLED技术及家产的睁开概略
OLED(OrganicLight-emittingDiodes) ，中文名称为有
机发光二极管，是鉴于有机半导体资料的发光二极管。

OLED因为拥有全固态、主动发光、高对比度、超薄、低功耗、忽视角限制、响应速度快、工作温度范围宽、易于实现柔性和大面积、功耗低等诸多长处，不只好够作为显示器件，在照明领域也有很好的应用远景，OLED已经被视为21世纪最具前程的显示和照明产品之一。

OLED 的睁开能够追忆到上世纪30年月，Destriau
将有机荧光化合物分别在聚合物中制成薄膜，获取最早的电致
发光器件，可是直到1987年才由Kodak公司的邓青云(TangC
W)初次研制出鉴于小分子荧光资料拥有适用价值的OLED(Alq
作为发光层)，而聚合物OLED(PLED)是1990年由英国剑桥大学
的Friend与Burroughes等人用共轭聚合物PPV制造出来的。

OLED 的根本结构往常是一种有机半导体层夹在两
个电极之间的三明治结构，此中一个电极常采纳一薄而透明的
拥有半导体特征的铟锡氧化物(ITO)为正电极，而另一电极那么
往常采纳低功函数的金属如Ca、Al等为负电极，当正负电极
外加电压时，有机半导体层内就会产生激子并发光，依照有机
半导体资料的不一样，器件就会发射出红、绿、蓝，甚至白色光。

为了获取更高性能的OLED，有机半导体层往常包含多个层，如
空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、发光层(EML)、电子传
输层(ETL)和电子注入层(EIL)，同时还常常引入界面修饰层
等。

OLED依照组件所使用的载流子传输层和发光层有机薄膜资料的不一样，OLED可区分为小分子基OLED和高分子
基OLED(PLED)两种不一样的技术种类;依照OLED驱动方式的不一样可分为无源(被动矩阵)与有源(主动矩阵)两种驱动方式。

依据OLED的技术原理和制备工艺，往常把OLED家产链区分为设施制造、资料制备、驱动模块、面板和器件制
造以及下游应用等几个局部，此中设施制造、资料制备和驱动模块属于上游领域，面板器件以及模组制造属于中游，各样应用那么属于下游。

国内外OLED家产睁开态势
一、技术研发
1、OLED器件结构
简化结构：OLED器件为了获取高的电能利用率，
都需要特别复杂的结构设计。

这种复杂的结构增添了OLED的
生产工艺和生产本钱，简化结构在必定程度上能够大大简化
OLED生产过程，关于促使OLED的产品化拥有很重要的意义。

J.Meyer等人在2007年初次报导了一种只含有两层有机层的
超简化绿光磷光器件，在100cd/m2下器件效率仍高达40
lm/W(45cd/A)。

2021年Z.H.Lu教讲课题组提出使用氯办理
的ITO表面功函数能够被提高到eV，在制备器件时，省去其余剩余的空穴注入层和空穴传输层就能够抵达能级般配的目的，大大简化了器件设计和制备。

Tandem 结构：StephenR.Forrest 课题组初次
报导了在一种白光磷光器件中使用MoO3作tandem结构连结层
的一局部，总功率效率为lm/W，很适适用在tandem结构的连
接层中。

M.V.MadahavaRao提出使用pentacene/C60平面异质结(PHJ)作为tandem结构里一种全有机型的内部连结层，这个连结层的透光率很好，减弱了微腔
效应的影响。

马东阁课题
组对pentacene/C60的电荷生成层进行界面改性，
制备出得白
光磷光器件最大效率抵达cd/Alm/W) ，而roll-off
从100 cd/m2到1000cd/m2，效率仅从53lm/W降落到45lm/W。

SPP 加强OLED结构：OLED产生的光有20~40%
被限制在SPP中，假如金属表面拥有近似纳米结构的容貌，就
有可能使限制在SPP中的光被提拿出来。

A.Kumar等人利用真
空热蒸镀的方法形成一层金纳米团簇，将其应用在磷光器件
中，使电致发光强度最大提高倍。

A.Fujiki 等人利用化学法
在ITO表面形成一层金纳米颗粒，而后在上边蒸镀CuPc作空穴传输层，经过调理CuPc的厚度来改变金属与发光层间的距离，能够使发光强度获取20倍的加强。

F.Liu等人利用柠檬酸钠还原法制备了银纳米粒子并在表面包覆SiO2层，将这些
Ag-SiO2颗粒间混在磷光发光层中，厚度为13nm时器件在200
cd/m2下的效率最大被提高三倍。

量子点在OLED上的应用：Chang-ChingTu等人利用电化学刻蚀的方法制备了硅量子点，并利用溶液旋涂的方法制备出硅量子点-有机杂化OLED器件，并且证明发蓝光的硅量子点因为表面氧化产生大的Stokes位移而发红光，对红光硅量子位移能够忽视不计。

美国能源部的“固态照明方案〞中的“用于OLED固态照明的量子点光加强基板〞工程经过美
国QDVision公司的努力，使量子点加强型基板使出光效率提高了60%，增添到76%。

杂化白光OLED结构：杂化白光器件是被以为是
目前一种特别有潜力的用于制备高效长寿命的白光OLED的方法，采纳最多的是荧光蓝光发光体与磷光红-黄或绿光发光体
相联合的结构。

Young-HoonLee等人制备出的暖白光器件，在最大亮度24000cd/m2时的效率可抵达12cd/A。

Jwo-HueiJou
等人同时使用了深蓝(MDP3FL)、蓝色(DSB)、绿色(Ir(PPy)3) 、
黄-红色(Ir(2-phq)3) 、深红色(Ir(piq)2(acac)) 等五种发光
资料，制备出白光器件显色指数高达93，在100cd/m2时的效
率抵达lm/Wlm/W@1000cd/m2)。

新式结构的透明阳极：使用新式结构的透明阳极不单能够提超出光效率，并且是OLED向大面积方向的睁开特别有远景的透明导电电极资料。

Koh等人利用刻蚀的方法制备出拥有周期性结构及形状化的ITO层能够有效减少光芒在有机/ITO层之间全反射，使效率大大提高了2倍，假如再加上玻璃外表面微透镜是使用，器件效率甚至能够提高近3倍，这是目前为止报导利用光提取技术加强效率成效最好的。

2 、OLED资料
OLED资料的特征极大地影响OLED器件的性能，对
于OLED发光资料，固态下有较强荧光、载子传输性能好、热稳固性和化学稳固性强、量子效率高且能够真空蒸镀或可很好地溶解等特征是特别必需的，各公
司和研究机构向来在资料规模制备做更多的工作。

有机电极资料：电极资料分为阳极资料和阴极材
料，此中阳极资料常用的是铟锡氧化物(ITO)，而阴极资料是各样低功函数的金属，如Al、Ag、Mg、Ca、Ba等。

除了利用碳资料和纳米金属线在阳极进行电极研究，有科学家在复合阴极资猜中进行探究，比方使用八羟基喹啉锂来取代常用的氟化锂来改良电子注入，也有研究小组着重于纯有机资料在旋涂技
术中对OLED器件的改良，JenK-YAlex研究小组就开发了一种鉴于聚芴主链的水溶性的高分子界面资料PF-OH，制备出高效的高分子OLED白光器件，对比于传统的无机界面资料有低本钱、节俭工艺步骤的优势。

有机电荷传输资料：为了降低电荷从电极注入后进入发光层的势垒，在器件中引入适合的电荷传输
资料是特别必需的。

关于传输资料而言，最重要的是实现载流子的均衡，免得有空穴或电子的浪费。

目
前常用的空穴传输资料一般拥有芬芳胺单元，如NPB,TPD,TCTA和TAPC等，而常用的传输资料有AlQ、BCP、PBD、TPBI以及近来JunjiKido小组开发出的Tm3PyPB]。

客体磷光资料：磷光资料的研究仍旧集中在重
金属配合物，特别是在金属铱的配合物研究和开发，目前的难
点环绕着蓝色磷光资料睁开。

LG公司的YoungjinKang小组开
发了一类带二氟吡啶这种强拉电子基团的铱配合物
fac-[Ir(dfpypy)3] ，该化合物的在二氯甲烷中有着高达77%
的量子效率。

除了传统的C^N配体以外，C^P配体也逐渐走进
了科学家的视线，YunChi小组开发了一种新的方法来制备
C^P配体的铱配合物，想挣脱对传统C^N配体的约束，因为磷
原子的给电子能力更强，形成的配合键的键强也更强，有益于
发光光谱的蓝移。

除了金属铱配合物以外，近来MarkThompson
小组利用更为低价的一价铜的配合物来制作磷光资料，制备了
一种新的配体mCPy，制备器件时用其和CuI共蒸镀，获取
[CuI(mCPy)2]2，也获得了%的外量子效率，这个是一个令人关
注的进展。

主体资料：主体资料是获取高性能器件的要点，主体资料的研究在近几年获得了长足进步。

主体资料能够分为空穴传输型主体资料，电子传输型主体资料和双极传输型主体资料。

空穴传输性主体资料一般都包含芬芳胺结构，常有的是咔唑和三苯胺基团;近来的一些研究也开始的引入芬芳醚结
构。

最为常用的CBP分子，由两个苯基咔唑分子组合而成，是最早见于文件报导的主体资料，因为咔唑结构有很好的空穴传输性能，同时拥有很好的三线态能级，是主体资料建立中的理想选择，可是仅有eV的三线态能级将其应用限制在绿光和红光领域，而在蓝光磷光器件中的表现不够优秀。

近来的研究那么是经过改变CBP的连结方式或是引入桥环结构提高其热稳固性
能获取BCBP或是改变其连结方式来改变能级分别获取 m-CBP
和o-CBP，后二者的三线态能级抵达eV和eV，而蓝光器件的外量子效率分别抵达%和%。

荧光资料方面，性能最高的是日本出光兴产(IdemitsuKosan)的资料。

红光效率抵达了11cd/A，寿命高达16万小时;绿光效率抵达30cd/A，寿命为6万小时;正在开发中的高效率、长寿命蓝光资料BD-2,，效率为A，寿命万小时。

磷光资料方面，UDC公司开发的红光资料色度坐标为，，
效率抵达15cd/A，500cd/m2下工作寿命超出 15万小时;绿光
资料色坐标为，，效率抵达65cd/A，初始亮度为1000cd/m2
时，寿命超出4万小时;最难获取的蓝色磷光资料效率抵达了
30cd/A，在200cd/m2的初始亮度下，寿命抵达了 10万小时。

整体上讲，OLED红、绿、蓝三色资料的发光效率和发光寿命均
根本知足适用化需求。

表13-3给出了国际代表性公司在OLED资料方面获得的器件性能进展。

目前国际上与OLED有关的专利已经超出1400份，此中最根本的专利有3项。

小分子荧光OLED资料的根本专利由美国Kodak公司全部，高分子OLED资料专利由
英国CDT和美
国Uniax公司拥有，而小分子磷光OLED资料那么由美国UDC公司拥有。

二、OLED应用
跟着OLED技术的不停进步，不论是其面积尺寸、发光效率仍是寿命都在不停提高，与之相对应，OLED的应用领域也从小尺寸应用的便携终端显示向中大尺寸应用的电
脑屏幕和电视睁开，近来也开始向通用照明领域浸透，除此以外，在军工、航天等领域的应用也特别拥有远景。

1、信息显示
跟着三星接踵推出配有OLED主屏英寸和英寸AMOLED屏)的高端，6英寸以下以下的AMOLED连续增大市场占有量。

在各个厂家不停开发出6~12英寸的AMOLED屏幕后，
OLED可能作为高端显示器被用于平板电脑。

据悉，在马上召开
的CES-2021展会上，东芝将展现含有三星7英寸OLED显示屏的平板电脑。

近来各大显示产品公司均宣告将退出大尺寸OLED
电视，说明大面积OLED电视马上问世。

此中LG公司近期宣告会在CES-2021上展出生界最大的55英寸OLEDTV面板。

、通用照明
跟着LED照明渐渐打入通用照明市场，OLED照
明因为其显色性高且属于面发光，不单能体现自然轻柔的光
线，并且在造型设计上也有相当大的发挥空间。

跟着OLED进
入适用，OLED照明应用开始进入视线。

固然到目前为止OLED
在光效、寿命、价钱方面都还不及LED，可是众多公司着眼于
将来的全面普及，已睁开了开发竞争，全力开发OLED照明。

由2021年下半年开始，NEC、KonicaMinolta 、Toshiba、
Panasonic(松下出光OLED照明)等各家大厂，陆续在多项展览
会上展出OLED照明的样品，甚至局部厂商已经通告将来产品
宏图。

2021法兰克福展OLED灯具成新亮点，欧司朗、飞利浦、
LG、Novaled、隆达、住友化学等公司均展现 OLED照明产品。

2021年3月30日，在东京地铁“自由丘站〞内已开始采纳
OLED照明。

自由丘站安装的OLED照明灯为松下公司生产，发
光效率为30lm/W，1枚8cm见方的面板约为3万日元。

从2021
年4月开始销售OLED面板的KANEKA公司将向餐厅等场所推行产品。

该公司方案促使在店面和显示器等用途采纳OLED面板，在2021年向住所和写字楼的一般照明推行，并提出在2021年使销售额抵达1000亿日元的目标。

三菱重工和罗姆等公司投
资成立的Lumiotec公司已经从2021年3月开始销售发光效率
40lm/W的OLED面板，见方的面板仅售3万日元。

NEC照明公
司也经过开发全磷光资料，开发出了发光效率抵达60lm/W的
有机EL面板。

方案在2021财年内将之应用于面向家庭的一般
照明并上市销售。

飞利浦估计在2021年推出透明穿透式的产
品，2021年推出多色彩与可挠曲的产品，一般照明也将在2021年的发光效率抵达130lm/W。

LG化学已推出第一款OLED面板，发光效率可达45lm/W及10,000小时的寿命;第二款估计在2021年第二季量产，发光效率可达60lm/W及15,000小时的寿命。

三、家产现状
依据市场研究机构DisplaySearch展望，将来市场对波及OLED的全部资料的需求将体现飞腾式增添，OLED技术将来将在显示器和照明两大应用市场迅速睁开，且远景光
明。

依据统计2021年全世界OLED家产产值达10亿美元，比2021
年增添20%。

将来跟着OLED从、智能型、平板机、电
视机、照明领域睁开，将使OLED的需求不停拓展，估计2021
年OLED家产产值将可达800亿美元，此中OLED照明市场到
2021年将抵达48亿美元。

在OLED显示方面，DisplaySearch估计2021
年将超出200亿美元，抵达全部平面显示器产值的16%。

另据市场研究公司iSuppli发布的研究报告称，2021年全世界OLED电视机出货量将从2007年的3000台增添到280万台，复合年
增添率为%，销售收入将从 2007年的200万美元增添到14亿
美元，复合年增添率为%。

依照OLED发光资料的不一样，全世界OLED面板制造商能够分为两个阵营：小分子OLED，以柯达为代表，还有索尼、三洋、TDK、eMagin、前锋、三星、LG、铼宝、悠景、宏景、NEC等公司;高分子OLED那么包含爱普生、DuPont、东芝等公司。

截止2021年末，中国大陆共有 4条代线、4条5
代线。

目前中国大陆中小尺寸面板出货量被以为已比肩韩国和
中国台湾，进入了高速睁开的快车道。

统计显示，目前，睁开
AMOLED技术的面板厂主要有京东方、天马微电子、维信诺、虹
视与彩虹等。

这些公司主要能够分为两类：一类是有TFT-LCD液晶屏幕制造根基的公司，比方京东方和天马微电子，另一类
那么是没有液晶制造根基、新进入OLED制造领域的公司，比方维信诺。

我国OLED家产的主要任务和存在问题
因为我国OLED资料的研发和生产脱节，研发机构虽有好多，可是OLED资料的生产厂商却很少，更缺乏OLED资料的下游厂
商，资料评估和家产化有显然阻碍。

与外国对比，我国OLED资料方面拥有的知识产权仍是较少，需要加速研发进度。

除了OLED资料需要我们加大研发力度，实质上我们在其配套
资料和有关技术方面同外国比仍是存在一些显然差距的，如驱
动IC，全世界已经有多家公司在从事OLED驱动IC的设计和生产，而我国只好从外国引进驱动IC;在大尺寸和彩屏技术上，因为设施条件相对落伍，资本投入相对缺乏，目前还同外国睁开有
很大差距。

这些环节上存在的缺乏，都必定程度地限制了我国
OLED资料和技术的睁开。

中国OLED家产固然远景广阔，目前国内有关公司也进行了和正在进行着相应的累积，关于国内的厂商来说仍有比较大的睁开阻碍：国内家产链上游环节单薄，行业的配套能力欠
缺;在光电显示领域的人材储蓄很单薄，特别缺乏电子元器件制造业的生产管理人材;在根基研究、行业标准、行业资源整合方面的角色还有待加强;在制造设施方面，国内还没有一家公司能生产OLED的核心设施，主要设施完整依靠入口，这一方面增添了本钱，另一方面增添了经营风险。

所以开发先进的制造装备也是该里领域考虑的要点。

推进OLED家产睁开的对策和建议
目前，世界OLED家产还处于家产化早期，我国拥有优秀的OLED家产睁开根基，市场需求巨大，远景广阔，是难得的睁开机会，详细应付举措以下：
一是踊跃参加国家OLED家产结盟建设。

我国需要在国
家层面加速成立OLED家产结盟，形成以公司为龙头，集聚高等院校、科研机构、外国力量的国家级OLED工程技术中心资源，并进行合理分工，共同攻关OLED核心技术，建立OLED专利池，促使我国OLED家产的稳步睁开。

二是建立OLED家产睁开基金。

OLED结构简单，生产流程不复杂，投资额约在5-30亿元人民币，比TFT-LCD动辄上百亿元人民币的投入要少很多，极大地降低了市场进入的门槛和投资风险。

能够经过建立家产睁开基金、直接参股、科研经费直接拨款等方式，支持OLED技术研发和家产推行。

公司能够经过股权融资、国家开发银行优惠贷款、商业银行贷款等方式解决资本问题。

三是引进国内外OLED研发、生产机构。

我国OLED家产
化根基优秀，四川虹视、维信诺、信利已建设OLED量产线，
清华大学、华南理工大学、中科院长春应化所等一批高校和科
研院所也获得了较大的OLED研究成就;香港晶门科技、中颍电
子已成为全世界为数不多的OLED驱动IC开发商;别的，我国台
湾地域以铼宝等为代表的一批公司，已走在世界OLED家产化的前列。

可优化睁开环境，有针对性地引进OLED研发、生产机构，鼎力睁开OLED家产。

四是睁开OLED配套行业。

目前，OLED技术还不可熟，谁能在发光资料和器件的研制及制造工艺方面抢先获得打破，
谁便可能获得行业主导权。

我国在OLED资料的合成方面已掌
握了好多要点技术，是一个巨大的优势。

但我国OLED还缺乏
家产配套。

可选择睁开我国紧缺的或已获取重要打破，并合适
当地状况的配套行业，在OLED家产链条中找到适合的地点。

五是重视睁开AM-OLED技术和OLED照明。

OLED
家产此后的睁开要点，集中在大尺寸AM-OLED技术和OLED照明的研发和家产推行方面，真实对LCD显示技术组成威迫的也是AM-OLED技术，与LED照明组成更为舒坦的照明环境的是OLED照明，但国际上实现AM-OLED量产和OLED照明家产化的
只有少量几家公司。

所以，此后我国公司应把主要精力放在
AM-OLED和OLED照明上，高起点睁开OLED家产。

总之，OLED家产只有获取政府的连续支持，公司的
长久投入以及坚韧不拔的努力，才能够推进我国在该领域实现超越式睁开。