OLED材料发光材料的研究
随着近代的CRT发展,即阴极射线管,相信很多人在家里都有一部这样的电视机。然后随 着技术的发展,到了前几年比较先进的LCD (液晶)。液晶电脑当时成为了潮流的象征,但 时代的对技术的要求总是不会满足。慢慢地,液晶的光芒被LED(发光二极管)夺去。由T* LED 机构牢固,可以紧密衔接,寿命长,驱动电压低,效率高,稳定性强等优点,慢慢衣街小巷 都充斥着LED的光。壮观点,回忆一卜•北京奥运会开幕式上李宁在空中飞翔过程中脚卜的屏 幕,就是LED做的。普通点,走到马路上,拦下一辆计程车,车头灯没准就是吴彦祖 lisaLED
LED的普及,令人惊讶。然而,人类的欲塑不会永远停留在LED上,我们会想彖。想一象一卞 未来发光的纸质,像薄膜一样发光的屏幕,房间的四面墙上都是发光的材料,从前,这些都 是存在幻想中,今天,这个幻想慢慢变成了理想,其至己经成为了现实…快乐大本营韩国明星-OLED (有机发光 二极管)。我们总在追求完美,LED虽说总体不错,但也有一些不足。例如,LED属于电光源, 发光时分辨率不高,而且器件制作成本高,无法实现人面枳化等等。因此,随着科学家们的 深入研究,发现了 OLEDOLEDM于小分子材料发光.面光源,容易实现大面积化,人们从 前整面墙壁都是屏幕的幻想己经变成了理想。OLED弯曲性强,薄型化,透明度不论从如今 的高端技术的发展,还是未来设备的需要,OLED都是首选。
OLED (何机发光显示器)是指有机半导体材料是指竹机半导体材料在电场作用卜•发光的技 术,OLED为全固态结构,主动发光,无需背光源,被业内人七称为“梦幻般的显示技术”, 是最有发展前景的新型显示技术之一,也是国际上高技术领域的一个竞争热点。与液晶显示 器(LCD)相比,OLED具有许多优点,如高亮度、高对比度、超轻期薄、响应时间短、无视 角限制、低功耗、抗震性能好、工作温度范1旳宽、能实现柔软显示等。根据驱动方式不同, OLED可分为2种,一种是无源驱动型OLED(PMOLED), —种是有源驱动型OLED( AMOLED)
OLED显示技术与传统的LCD显示方式不同,无需背光灯,采用非常薄的有机材料涂层和玻 璃基板,当令电流通过时,这些有机材料就会发光。而且OLED显示屏幕可以做得更轻更薄, 可视角度更人,并且能够显著节省电能。
为了形像说明OLED构造,可以将每个0LED单元比做一块汉堡包,发光材料就是夹在 中间的蔬菜。每个OLED的显示单元都能受控制地产生三种不同颜的光。OLEDLCD — 样,也有主动式和彼动式之分。被动方式卜•由行列地址选中的单元被点亮。主动方式卜, OLED单元后冇一个薄膜晶体管仃FT),发光单元在TFT驱动下点亮。主动式的OLED比较省 电,但被动式的OLED显示性能更佳。
除了显示效果好,此外OLED的弯曲性也非常好,OLED完全颠覆了人们以往认为电灯就 是不可变形的形象。在先进的技术卜,它可以再不同基板上制成,具有强人的兼容性,制成 柔软的显示器,既可以挂在墙上,又可以贴在你的桌面上,还能卷曲起來,便于携带。相信, 这种优点,在将来会得到最人的应用。肖OLED普及时,世界町能到处充满光亮,你的衣服, 杯子,其至是你的背粪,都能发光。无论如何折叠,它就像纸质一般,不会损坏。这该是多 么的神奇!从而被称为电脑显示的奇葩!
同时,它是全固状态,没冇液体。相信很多朋友都冇这样的经历,在搬动液晶显示器时, 我们都会小心翼翼,因为我们手中京看是一种液体,液体具有流动性,一流出来就什么都没 有了。但OLED不一样,采用有机小分子材料,具有良好的避震性。全固性的结构不单带来 了避震的优点,进而帯来了高速的响应速度。在于LED的比较中,反应速度为0.01ms,LED1000倍。到底这个速度冇什么体现呢?当你京着高速摄影机拍摄时,不会有拖影的 缺点。
不知你们有没有发现,无论是手机屛幕还是电脑屏皋,只有从正面看上去,颜是域好 的。如果我们的眼镜偏离了角度,从上或卜其他角度切入时,屏幕的颜就是变得不一样。
它的视角180 * ,也就是说,你町以把它当成•件上了的纸张,相比于LED150°视 角,已经得到了很大的提高。
并且在不久的将來,制作OLED的成本肯定比现在所使用的LED之类发光工貝要低得多, 使用过程电压也是在10V —卞,更说明了使用时所占用的资源将会很低,效率也更高,非 常符合现阶段我国的国情,走持续生产道路。
在我国,邓青云博士是研究OLED技术的先驱,他出生于香港,在1975年康奈尔大学芬「 物理化学博士学位。说起他开始从事于OLED的研究,这有一个典故,那是1979年的某一 天晚上,邓博士在回家的路上忽然想起有东西忘记在实验室,于是就返回实验室。他发现在 黑暗中右一个亮亮的东西,原來是一个作实验用的有机蓄电池在发光。邓青云廨士选用代有 极强电子传输能力的8■疑基噬唏铝作为发光材料,极大改善了 OLED性能,才正式开启了对 有机发光材料的深入研究。1990年,英国剑桥大学的研究人员将高分子聚对苯乙訣应用于 OLED,开发出了高分子型OLED,从而开辟了有机发光材料新的研究领域。有机发光材料分 为小分子有机发光材料和高分子有机发光材料。小分子右机发光材料从分子结构上又可分为 纯有机小分子化介物和金属配合物两大类。小分子有机发光材料的分子量为数百
至数F,— 般用真空热蒸发成膜。小分子有机发光材料具有化学修饰性强、选择范闱广、易于提纯、发 光效率高及容易彩化等特点。高分子有机发光材料的分子屋为数万至十万,一般采用旋涂 或喷涂成膜。利用高分子右机发光材料制备的器件具有制备简单、成本低廉、器件结构简单 及耐热性高等特点,但在亮度和颜方面不及小分子有机发光材料,另外高分子有机发光材 料的纯度也不易提高。有机发光材料本身具有良好的可弯曲性,将其涂敷于耐掃击、不易破 碎、轻薄、便携、低价的挠性塑料基板而制成的OLED显示器具有明显优势。
回顾我国,从20世纪90年代开始进行OLED材料、器件以及量产工艺的研发。在过 去几年里,我国OLED技术研究水平上升很快,介入的科研机构和企业也越来越多,主要 包括清华大学、华南理工大学、吉林大学、上海人学、南京邮电大学、中国科学院长春光学 楮密机械与物理研究所、屮科院化学所、昆山维信诺显示技术有限公司(以卜•简称“维信诺 公司”)、四川虹视显示技术有限公司、彩虹集团、上海天马微电子有限公司、京东方科技 集团股份有限公司、广东中显科技有限公司等。其中,以清华大学和维信诺公司为代表的一 批科研院校和企业通过不断创新实现了多项OLED技术的突破,使我国OLED整体技术达到 国际先进水平,并且在多项关键技术方面达到了国际领先水平,例如,清华大学成功解
决了 高亮度、抗电磁干扰、抗震动和抗力学冲击等关键技术问题,将OLED经过多年的不懈努力, 我国OLED产业实现了全套量产工艺的开发,大规模产业化由理想变为现实。清华大学和 维佶诺公司、四川虹视显示技术有限公司、彩虹集团也相继投建了 PMOLED生产线,并且 已经取得了阶段性的成果。例如,2008年,清华人学和维信诺公司依靠口主技术建设的国 内第-•条PMOLED大规模生产线在江苏昆山建成投产,标志着中国新型平板显示技术领域 通过多年的自主创新,已取得乘人突破,显示产业由“中国制造”开始走向“中国创造”。发展 人尺寸AMOLED. OLED照明、OLED柔性显示是未来全球OLED产业发展的重点和热点。在 OLED柔性就示方面,清华人学和维信诺公司对柔性OLED材料、器件结构及基板技术进行 了系统研究,制备了基于塑料基板的柔性上海内衣品牌OLED显示器件及照明器件,并采用特殊的表面 平整化技术和透明电极结构设计,制备了基于不锈钢基板的红、绿、蓝柔性OLED器件;苏 州人学和华南理工人学也推出了柔性OLED显示器件。在照明领域,清华人学、维信诺公 司、苏州人学、吉林人学、华南理工大学、中国科学院理化技术研究所、中科院长春 应用化学所等都在开展OLED白光技术的研究。由清华人学和维信诺公司开发出的OLED白 光照明器件在10UUcd/m2初始亮度2 寿命超过1Uh,为国际最鬲水平之一。2009年, 维信诺公司率先在国内推出了 OLED照明灯具,也是国际上继欧司朗光电半
导体公司后推 出OLED照明灯具的单位之一。维信诺公司计划在23年内实现OLED照明产晶的人规模 生产。在中人尺寸AMOLED方面,维信诺公司、上海天马微电子有限公司、彩虹集团、京 东方科技集团股份有限公司、四川虹视显示技术有限公司等国内多家企业都在开展 AMOLED技术和产业的布局。维信诺公司与昆山工研院共同合作于20105月建成了人陆 第一条AMOLED中试生产线,并计划在未来的两三年内实现人尺寸AMOLED的规模化生产。 未来中国本土生产的OLED显示屏将不仅能用在手机、MP3等中小尺寸产品上,还可将触 角延伸至笔记本电脑甚至是高清彩电等更广阔的领域。
冃前,OLED产业正处于发展阶段,且发展潜力巨大。在OLED产业中,有机发光材料 的研究与开发所需费用相对较低,因此企业的进入成本和商业凤险也较低。有机发光材料处 于整个OLED产业的上游,国内企业完全可以通过対何机材料分子结构的设计、组装和剪裁, 合成出真有优异效果的冇机发光材料,并形成自己的核心专利,进而在OLED产业链中占据 有利位置。冃前主流的有机发光材料技术大多被国外公司所学握,且国外公司对这些技术进 行了专利保护。然而,发光材料仍有改进的空间。例如,普遍使用的Alq3绿发光材料虽 具右多种优点,但其传输性能并不高;DCJTB是目前故右效的红发光材料,但其浓度淬灭 问题始终未解决。近年来,随着OLED产业的发展,有机发光材料构效关系理
宁静撩衣领露傲人上围
论不断成熟, 国内企业可以根据自身情况建立研发机构,加强与学校和科研院所的横向合作,开发出综合 效果更好的发光材料,并掌握核心专利,在有机发光材料领域争得一席之地。
对国内企业而言,从材料的开发到市场的开拓,都应该采取合理的措施,规避知识产权 风险。笔者建议,一方面,企业可以在开发或引进新技术或项目时,聘请有关专家或专利工 程师对现有技术,尤其是专利技术进行充分检索,并作详细分析。另一方面,企业应不断学 习并熟悉国外乃至国际有关知识产权的法律法规,增加在国外的专利申请量,重视专利枳累, 重视专利的数量和质量。
在全球OLED技术竞争加剧和加速产业化的背景卞,我国OLED产业的发展正处于前所 未有的战略机遇期。未来中国OLED产业要与全球OLED产业齐头并进,必须要充分发挥企 业、科研院所和政府的作用。企业应把自主创新、増强企业的核心竞争力放在首位:科研院 所在重点进行创新成果硏发的同时,耍更关注创新成果的转化:政府则应从战略的高度重视 OLED技术及产业,大力支持重点企业。最终,通过产学研政合力抢占全球OLED产业发展 的制高点。及早介入占领高端历史上我国显示产业两次错失发展良机,而OLED
术带来了 新的机遇。我国在OLED技术研发和产业化方面与国际基本同步,这为我国OLED产业的进 一步发展创造了机会。技术和产业化成绩的取得并不意味着中国OLED产业的发展可以高枕 无忧。相反,作为一项新兴产业,OLED还面临很多风险和挑战。成熟期的TFT-LCD产业对 新兴的OLED产业的打床、国际产业发展制高点的白热化竞争使我国股市放假安排2022最新通知OLED产业发展面临行 业挑战和国际竞争的双重挑战。因此,我国OLED产业发展的时机就显得尤为重要。
自主创新为核心动力今后,我国的OLED产业要想梯在全球产业发展的起跑线上,必须 抓住全球OLED产业起步这一枣要的机遇期,把自主创新作为产业发展的核心动力,充分调 动产学研政各方面的作用,合力推动产业的发展。为此建议如下:
第一,要增强依靠创新发展产业的信心,从源头重视创新。在发展OLED这一新兴产业的进 程中,需要树立依靠自主创新发展产业的信心,结介OLED产业发展的具体实际情况,从技 术和产业发展的源头上进行创新,建立完善的创新
第二,发挥科研院所的作用,注遼创新成果的转化。科研院校在基础性原始创新、高新技术 与应用技术研发和科技人才培养中扮演着重要的角。目前,国内右很多高校和科研院
所都 在进行OLED相关技术的研究,并取得了一系列成果。今后应进一步发挥科研院所在OLED 产业发展中的作用,正确处理好基础研尢和应用研究的关系,建立良好的创新成果转化机制, 充分发挥科研院所和企业在技术创新和产业发展中的作用。
第三,将OLED产业发展上升到国家战略层面。OLED产业在国际范鬧内的竞争已不单是企 业间的竟争,更体现为国家间的竟爭。未來应将OLED产业的发展纳入国家战略,从敲高层 而设计我国OLED产业化的道路,制定OLED产业发展国家战略和计划,多部门政策联动, 出台明确、更貝操作性的支持计划,引导产业整体发展方向和发展模式,成立国家层面的专 家委员会。
第四,建立国家级的创新平台,加人OLED在人尺寸、照明、柔性等核心前沿技术的布局。 第五,政府以适为的方式解决企业产业化的投资需求,培冇出具右国际竞争力的领军企业, 打造完善产业链。要实现我国战争的成语OLED产业的跨越式发展,单纯依靠个别企业的努力很难带动 整个产业的快速发展。因此从宏观层面上对整个0LED上下游的布局异常重要。建议制定引 导性关键技术计划,在科学论证、统溥规划的基础上,加强对OLED产业的宏观调控 措施,培0LED±游原材料和设备产业的发展,催生国内OLED产业链的成熟。