国内外OLED技术及产业的发展概况

1、国内外oled技术和产业发展概述中国名为有机发光二极管(oled)的发光二极管是基于有机半导体材料的发光二极管。凭借所有固态、主动照明、高对比度、超薄、低功耗、无视角限制、快速响应速度、宽广工作温度范围、灵活性和大面积轻松实现、低功耗等优点，oled不仅在显示设备上有良好的应用前景，而且被公认为21世纪最有前途的显示和照明产品之一。oled的发展可以追溯到上世纪30年代。destriau将有机荧光化合物分散在聚合物中，形成了薄膜，形成了第一个电致发光元件，但直到1987年，柯达(kodak)的等青云(tanc w)还没有首次开发基于小分子荧光材料的具有实用价值的oled(alq)，而ple d

2、(聚合物oled)在1990年oled的基本结构通常是夹在两个电极之间的有机半导体层的夹层结构，其中一个电极经常使用具有薄而透明的半导体特性的铟锡氧化物(ito)作为正电极，而另一个电极通常使用ca、al等低功率函数的金属作为负电极，加上正负电极和电压，有机半导体层内就会产生激子，根据有机半导体材料，元件为红、绿为了获得更好的性能，有机半导体层通常包括活动注射层(hil)、活动传输层(htl)、luml(eml)和电子传输层(etl)根据组件使用的载体传输层和发光层有机薄膜材料，oled可以分为两种不同的技术类型：基于小分子的oled和基于聚合物的oled (pled)。根据oled驱动器方法

3、的不同，可以分为两种驱动器方法：手动(手动矩阵)和主动(主动矩阵)。根据oled的技术原理和准备流程，oled产业链通常分为设备制造、材料准备、驱动模块、面板和设备制造以及下游应用等多个部分。其中，设备制造、材料准备和驱动模块属于上游领域，面板设备和模块制造属于中游，各种应用属于下游。国内外oled产业发展趋势一、技术研究与开发1，oled设备结构简化结构：oled设备需要非常复杂的结构设计才能获得高功耗。这种复杂的结构增加了oled的生产流程和生产成本，简化的结构在一定程度上简化了oled的生产流程，对于促进oled的产品化至关重要。2007年，j. meyer等人首次报道了在100 cd/

4、m2上保持40 lm/w(45 cd/a)效率的仅包含两层的超简化绿光磷光设备。2011年，z. h. lu教授研究小组提出，利用氯处理的ito表面空函数可以提高到6.1 ev，在准备设备时无需额外的空注入层和空传输层就可以达到能量水平匹配的目的，大大简化了设备的设计和准备。tandem结构：stephen r. forrest研究小组首次报道，白色磷光设备将moo3用作tandem结构连接层的一部分，整体电源效率为22.7 lm/w，适用于tandem结构的连接层。m. v. madahava rao建议使用pentacene/c60 planar heterogene(phj)作为tand

5、em结构整体模型的内部连接层。此连接层透光率好，减少了微腔效应的影响。马东角任务组修改了pentacene/c60电荷生成层，白光器件的最大效率达到101.5 cd/a(53.8 lm/w)，roll-off从100 cd/m2到1000 cd/m2，效率从53 lm/w到45 lmspp增强型oled结构：oled产生的光的20%到40%限制为spp，如果金属表面具有类似纳米结构的形状，则可以提取受spp限制的光。a. kumar等使用真空热敷镀方式应用于磷光设备，形成能使电致发光强度提高达2.8倍的金纳米簇。a. fujiki等用化学方法在ito表面形成金纳米粒子层，然后在上面将cupc敷

6、入孔传输层，调整cupc的厚度，改变金属和发光层之间的距离，使发光强度提高20倍。f. liu等用柠檬酸钠还原法制造了银纳米粒子，将表面涂层了sio2层的ag-sio2粒子掺入磷光发光层，厚度为13 nm时，在200 cd/m2上，装置的效率提高了3倍。在oled中应用量子点：长程tu等用电化学刻蚀制造硅量子点，用溶液自旋涂层制造硅量子点-有机杂化oled器件，蓝色硅量子点因表面氧化而产生红光，证明了红色硅杨紫位移可以忽略。美国能源部固态照明计划的“oled固态照明用量子点光增强基板”项目通过美国qd vision的努力，将量子点增强基板的光效率提高了60%，提高了76%。混合白色oled结构

7、：混合白色装置被认为是制造高效长寿命白色oled的非常潜在方法，最常用荧光蓝色发光体和磷光红色-黄色或绿光发光体的组合。young-hoon lee等制造的温暖白光设备在最大亮度24000 cd/m2下的效率高达12 cd/a。jwo-hueijour等是进安镇蓝色(mdp3fl)、蓝色(dsb)、绿色(ir(ppy)3、黄色-红色(ir(2-phq)3)和进安镇红色新结构的透明阳极：使用新结构的透明阳极(透明阳极)不仅提高了发光效率，而且是oled在大面积方向上很有前途的透明导电电极材料。科赫等报告称，利用蚀刻法制造具有周期性结构和形状的伊藤层，可以有效减少有机/伊藤层之间光的整体反射，使效

8、率大大提高2倍，与玻璃外表面微透镜配合使用，还可以使装置效率提高近3倍。2、oled材料oled材料的特性对oled设备的性能有很大的影响，oled发光材料在固态下必须具有强烈的荧光、良好的载体传输性能、良好的热稳定性和化学稳定性、高杨紫效率、真空可沉积或良好的可溶解性等特性，公司和研究机构总是准备在材料规模下进行更多的工作。有机电极材料：电极材料分为正极材料和负极材料，阳极材料通常使用氧化铟锡(ito)，而负极材料是各种低功能函数(例如al、ag、mg、ca、ba等)的金属。除了使用碳材料和纳米金属线研究阳极中的电极外，还有一些科学家在复合阴极材料中进行了探索，例如使用八羟喹啉锂改善电子注入

9、，还有一些研究小组着重改进自旋涂层技术中纯有机物的oled装置。jen k-y alex研究小组开发了基于聚芴主链的水溶性聚合物界面材料pf-oh，与传统无机界面材料相比，制造了具有成本节约和工艺步骤优势的高效聚合物oled白色装置。有机电荷传输物质：为了降低电荷从电极注入后进入发光层的障碍物(屏障)，在设备中引入合适的电荷传输物质是非常必要的。材料传输中最重要的是平衡载体，防止孔或电子的浪费。目前常用的包封传输材料具有芳香胺单位(例如npb、tpd、tcta和tapc)，常用的传输材料为alq、bcp、pbd、tpbi和最近由junji kido团队开发的tm 3 p4pb。)。对象磷光材料

10、：磷光材料的研究集中在重金属配合物，尤其是金属铱的复合研究和开发上，目前难点以蓝色磷光材料为中心展开。lg的youngjin kang团队开发了一类强铟配合物fac-ir (dfpyy) 3，该类化合物在二氯甲烷中的杨紫效率高达77%。除了传统的c n配体外，c p配体也逐渐进入了科学家的视野，yun chi团队开发了制造c p配体铱复合物的新方法。想摆脱对传统c n配体的束缚。磷原子对电子的能力更强，耦合键的结合也更强，有利于发光光谱的蓝迁移。除了金属铱配合物，mark thompson团队最近使用更便宜的一价铜配合物制造磷光物质，制造了新的配体mcpy，在制造装置时将它与cui一起热敷，获

11、得了cui(mcpy)22，还确保了4.4%的杨紫效率，这是值得关注的进展。主体材料：主体材料是获得高性能设备的关键，主体材料的研究近年来取得了很大进展。主体材料可分为孔传递主体材料、电子传递主体材料和双极传递主体材料。孔转移本体材料通常包含咔唑和三苯胺组的芳香胺结构。最近的一些研究开始引入芳醚结构。最常用的cbp分子由两个苯基咔唑分子组成，作为本文中首次发现的主要材料，咔唑结构是主要材料配置的理想选择，因为其孔传输性能好，三线态能量水平好，但是2.56 ev的三线态水平功能仅限于绿色和红色区域，在蓝光磷光装置中不能正常工作。最近的研究是，通过更改cbp连接方式或引入桥接环结构，提高热稳定性以

12、获得bcbp，或通过更改连接方式分别获得级别m-cbp和o-cbp，三线状态能量级别达到2.84 ev和3.00 ev，蓝光设备的外部杨紫效率分别达到8.7%和14.2%。荧光物质方面最出色的性能是日本发光素kosan的材料。11cd/a的红色效率最高可达16万小时。绿光效率达到30cd/a，寿命为6万小时。开发中的高效长寿命蓝光材料bd-2 (0.13，0.22)，效率8.7cd/a，寿命2.3万小时。以磷光材料为例，udc开发的红色材料的色度坐标为(0.67，0.33)，与15cd/a，500 cd/m2相比，工作寿命超过15万小时。绿色材质颜色坐标达到65 cd/a(0.34，0.61)

13、，初始亮度为1000 cd/m2，寿命超过4万小时。最罕见的蓝色磷光材料的效率高达30cd/a，在200 cd/m2的初始亮度下，寿命为10万小时。一般来说，oled red、green、blue三色材料的发光效率和发光寿命基本满足实用化需求。表13-3显示了国际代表公司在oled材料中设备性能的发展。目前国际上与oled相关的专利超过1400项，其中最基本的专利有3项。小分子荧光oled材料的基本专利归美国柯达所有，聚合物oled材料的专利归英国cdt和美国uniax所有，小分子磷光oled材料归美国udc所有。二、oled应用程序随着oled技术的持续发展，面积大小、发光效率或寿命的增加，

14、oled的应用领域也发展到了小型应用的计算机屏幕和电视上，最近开始渗透到普通照明领域，在军需、宇宙和其他领域的应用也很有希望。1、显示信息随着三星相继推出带有oled主屏幕(5.3英寸和4.3英寸amoled屏幕)的高级手机，6英寸以下的amoled继续扩大市场份额。随着6-12英寸amoled屏幕的不断开发，oled可以用作平板pc上的高级显示屏。据悉，toshiba将在即将举行的ces-2012展览会上展示包含三星7英寸oled显示屏的平板电脑。最近各大显示器产品公司宣布退出大型oled电视，表示大规模oled电视即将登场。lg最近宣布，ces-2012将推出世界上最大的55英寸oled电

15、视面板。2，通用照明随着led照明逐渐进入一般用途照明市场，oled照明具有高颜色和面照明，不仅可以表现自然柔和的光线，还为建模设计提供了大量空间。随着oled进入实用程序，oled照明应用程序开始进入视野。虽然到目前为止oled在照明、寿命和价格方面还没有达到led，但许多企业都在努力进行开发竞争，并开发oled照明，重点是未来的总体普及。从2011年下半年开始，nec、konica minolta、toshiba、panasonic(松下oled灯)等大型工厂在多个展览会上陆续展示了oled照明样品，有些企业还发表了未来产品蓝图。2012法兰克福show oled照明展示了oled照明产品

16、，包括欧洲、飞利浦、lg、新星led、朗达、住友化学等。2012年3月30日，东京地铁自由山站开始使用oled灯。安装在自由丑角的oled照明由松下公司生产，发光效率为30lm/w，一个8厘米方形面板约3万日元。kaneka从2011年4月开始销售oled面板，计划将产品推广到餐厅等。该公司将促进对商店和显示器等用途的oled面板的使用，2015年推进住宅和办公楼常规照明的推广，计划2020年销售额超过1000亿日元。三菱重工业和罗马等企业投资的rumi otec从2012年3月开始销售发光效率为40lm/w的oled面板，参考面板为14.5cm，只有3万日元。nec照明公司也开发了全磷光材料，开发了60lm/w发光效率的有机el面板。计划在2012财年将其应用于家庭普通照明销售。菲利普斯将于2013年推出透明渗透型产品，2018年推出丰富多彩、可变形的产品，一般照明也将在2018年达到130lm/w的发光效率。lg化学推