oled材料的及發(fā)光材料研究現(xiàn)狀、存在問題與解決方案

1、OLED材料及發(fā)光材料的研究隨著近代的CRT發(fā)展，即陰極射線管，相信很多人在家里都有一部這樣的電視機。然后隨著技術(shù)的發(fā)展，到了前幾年比較先進的LCD（液晶）。液晶電腦當時成為了潮流的象征，但時代的對技術(shù)的要求總是不會滿足。慢慢地，液晶的光芒被LED(發(fā)光二極管)奪去。由于LED機構(gòu)牢固，可以緊密銜接，壽命長，驅(qū)動電壓低，效率高，穩(wěn)定性強等優(yōu)點，慢慢大街小巷都充斥著LED的光。壯觀點，回憶一下北京奧運會開幕式上李寧在空中飛翔過程中腳下的屏幕，就是LED做的。普通點，走到馬路上，攔下一輛計程車，車頭燈沒準就是LED。LED的普及，令人驚訝。然而，人類的欲望不會永遠停留在LED上，我們會想象。想象一

2、下未來發(fā)光的紙質(zhì)，像薄膜一樣發(fā)光的屏幕，房間的四面墻上都是發(fā)光的材料，從前，這些都是存在幻想中，今天，這個幻想慢慢變成了理想，甚至已經(jīng)成為了現(xiàn)實-OLED（有機發(fā)光二極管）。我們總在追求完美，LED雖說總體不錯，但也有一些不足。例如，LED屬于電光源，發(fā)光時分辨率不高，而且器件制作成本高，無法實現(xiàn)大面積化等等。因此，隨著科學(xué)家們的深入研究，發(fā)現(xiàn)了OLED。OLED屬于小分子材料發(fā)光，面光源，容易實現(xiàn)大面積化，人們從前整面墻壁都是屏幕的幻想已經(jīng)變成了理想。OLED彎曲性強，薄型化，透明度不論從如今的高端技術(shù)的發(fā)展，還是未來設(shè)備的需要，OLED都是首選。OLED（有機發(fā)光顯示器）是指有機半導(dǎo)體材料

3、是指有機半導(dǎo)體材料在電場作用下發(fā)光的技術(shù)， OLED為全固態(tài)結(jié)構(gòu)，主動發(fā)光，無需背光源，被業(yè)內(nèi)人士稱為 “夢幻般的顯示技術(shù)”，是最有發(fā)展前景的新型顯示技術(shù)之一，也是國際上高技術(shù)領(lǐng)域的一個競爭熱點。與液晶顯示器（LCD）相比，OLED具有許多優(yōu)點，如高亮度、高對比度、超輕期薄、響應(yīng)時間短、無視角限制、低功耗、抗震性能好、工作溫度范圍寬、能實現(xiàn)柔軟顯示等。根據(jù)驅(qū)動方式不同，OLED可分為2種，一種是無源驅(qū)動型OLED（PMOLED)，一種是有源驅(qū)動型OLED（AMOLED）。OLED顯示技術(shù)與傳統(tǒng)的LCD顯示方式不同，無需背光燈，采用非常薄的有機材料涂層和玻璃基板，當有電流通過時，這些有機材料就會

4、發(fā)光。而且OLED顯示屏幕可以做得更輕更薄，可視角度更大，并且能夠顯著節(jié)省電能。 為了形像說明OLED構(gòu)造，可以將每個OLED單元比做一塊漢堡包，發(fā)光材料就是夾在中間的蔬菜。每個OLED的顯示單元都能受控制地產(chǎn)生三種不同顏色的光。OLED與LCD一樣，也有主動式和被動式之分。被動方式下由行列地址選中的單元被點亮。主動方式下，OLED單元后有一個薄膜晶體管(TFT)，發(fā)光單元在TFT驅(qū)動下點亮。主動式的OLED比較省電，但被動式的OLED顯示性能更佳。 除了顯示效果好，此外OLED的彎曲性也非常好，OLED完全顛覆了人們以往認為電燈就是不可變形的形象。在先進的技術(shù)下，它可以再不同基板上制成，具有

5、強大的兼容性，制成柔軟的顯示器，既可以掛在墻上，又可以貼在你的桌面上，還能卷曲起來，便于攜帶。相信，這種優(yōu)點，在將來會得到最大的應(yīng)用。當OLED普及時，世界可能到處充滿光亮，你的衣服，杯子，甚至是你的背囊，都能發(fā)光。無論如何折疊，它就像紙質(zhì)一般，不會損壞。這該是多么的神奇！從而被稱為電腦顯示的奇葩！ 同時，它是全固狀態(tài)，沒有液體。相信很多朋友都有這樣的經(jīng)歷，在搬動液晶顯示器時，我們都會小心翼翼，因為我們手中拿著是一種液體，液體具有流動性，一流出來就什么都沒有了。但OLED不一樣，采用有機小分子材料，具有良好的避震性。全固性的結(jié)構(gòu)不單帶來了避震的優(yōu)點，進而帶來了高速的響應(yīng)速度。在于LED的比較中

6、，反應(yīng)速度為0.01ms，是LED的1000倍。到底這個速度有什么體現(xiàn)呢？當你拿著高速攝影機拍攝時，不會有拖影的缺點。 不知你們有沒有發(fā)現(xiàn)，無論是手機屏幕還是電腦屏幕，只有從正面看上去，顏色是最好的。如果我們的眼鏡偏離了角度，從上或下其他角度切入時，屏幕的顏色就是變得不一樣。它的視角是180°，也就是說，你可以把它當成一件上了色的紙張，相比于LED的150°視角，已經(jīng)得到了很大的提高。 并且在不久的將來，制作OLED的成本肯定比現(xiàn)在所使用的LED之類發(fā)光工具要低得多，使用過程電壓也是在10V一下，更說明了使用時所占用的資源將會很低，效率也更高，非常符合現(xiàn)階段我國的國情，走持

7、續(xù)生產(chǎn)道路。 在我國，鄧青云博士是研究OLED技術(shù)的先驅(qū)，他出生于香港，在1975年康奈爾大學(xué)獲得物理化學(xué)博士學(xué)位。說起他開始從事于OLED的研究，這有一個典故，那是1979年的某一天晚上，鄧博士在回家的路上忽然想起有東西忘記在實驗室，于是就返回實驗室。他發(fā)現(xiàn)在黑暗中有一個亮亮的東西，原來是一個作實驗用的有機蓄電池在發(fā)光。鄧青云博士選用具有極強電子傳輸能力的8-羥基喹啉鋁作為發(fā)光材料，極大改善了OLED性能，才正式開啟了對有機發(fā)光材料的深入研究。1990年，英國劍橋大學(xué)的研究人員將高分子聚對苯乙炔應(yīng)用于OLED，開發(fā)出了高分子型OLED，從而開辟了有機發(fā)光材料新的研究領(lǐng)域。有機發(fā)光材料分為小分

8、子有機發(fā)光材料和高分子有機發(fā)光材料。小分子有機發(fā)光材料從分子結(jié)構(gòu)上又可分為純有機小分子化合物和金屬配合物兩大類。小分子有機發(fā)光材料的分子量為數(shù)百至數(shù)千，一般用真空熱蒸發(fā)成膜。小分子有機發(fā)光材料具有化學(xué)修飾性強、選擇范圍廣、易于提純、發(fā)光效率高及容易彩色化等特點。高分子有機發(fā)光材料的分子量為數(shù)萬至十萬，一般采用旋涂或噴涂成膜。利用高分子有機發(fā)光材料制備的器件具有制備簡單、成本低廉、器件結(jié)構(gòu)簡單及耐熱性高等特點，但在亮度和顏色方面不及小分子有機發(fā)光材料，另外高分子有機發(fā)光材料的純度也不易提高。有機發(fā)光材料本身具有良好的可彎曲性，將其涂敷于耐撞擊、不易破碎、輕薄、便攜、低價的撓性塑料基板而制成的OL

9、ED顯示器具有明顯優(yōu)勢。 回顧我國，從20世紀90年代開始進行OLED材料、 器件以及量產(chǎn)工藝的研發(fā)。 在過去幾年里，我國OLED技術(shù)研究水平上升很快，介入的科研機構(gòu)和企業(yè)也越來越多， 主要包括清華大學(xué)、華南理工大學(xué)、吉林大學(xué)、上海大學(xué)、南京郵電大學(xué)、中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所、中科院化學(xué)所、昆山維信諾顯示技術(shù)有限公司（以下簡稱“維信諾公司”)、四川虹視顯示技術(shù)有限公司、彩虹集團、上海天馬微電子有限公司、京東方科技集團股份有限公司、廣東中顯科技有限公司等。其中，以清華大學(xué)和維信諾公司為代表的一批科研院校和企業(yè)通過不斷創(chuàng)新實現(xiàn)了多項OLED技術(shù)的突破，使我國OLED整體技術(shù)達到國際先

10、進水平，并且在多項關(guān)鍵技術(shù)方面達到了國際領(lǐng)先水平，例如,清華大學(xué)成功解決了高亮度、抗電磁干擾、抗震動和抗力學(xué)沖擊等關(guān)鍵技術(shù)問題，將OLED經(jīng)過多年的不懈努力，我國OLED產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了全套量產(chǎn)工藝的開發(fā)，大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化由理想變?yōu)楝F(xiàn)實。 清華大學(xué)和維信諾公司、 四川虹視顯示技術(shù)有限公司、彩虹集團也相繼投建了PMOLED生產(chǎn)線，并且已經(jīng)取得了階段性的成果。例如，2008年，清華大學(xué)和維信諾公司依靠自主技術(shù)建設(shè)的國內(nèi)第一條PMOLED大規(guī)模生產(chǎn)線在江蘇昆山建成投產(chǎn)，標志著中國新型平板顯示技術(shù)領(lǐng)域通過多年的自主創(chuàng)新,已取得重大突破,顯示產(chǎn)業(yè)由“中國制造”開始走向“中國創(chuàng)造”。發(fā)展大尺寸AMOLED、OLED

11、照明、OLED柔性顯示是未來全球OLED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點和熱點。在OLED柔性顯示方面，清華大學(xué)和維信諾公司對柔性O(shè)LED材料、 器件結(jié)構(gòu)及基板技術(shù)進行了系統(tǒng)研究，制備了基于塑料基板的柔性O(shè)LED顯示器件及照明器件， 并采用特殊的表面平整化技術(shù)和透明電極結(jié)構(gòu)設(shè)計，制備了基于不銹鋼基板的紅、 綠、 藍柔性O(shè)LED器件; 蘇州大學(xué)和華南理工大學(xué)也推出了柔性O(shè)LED顯示器件。在照明領(lǐng)域，清華大學(xué)、 維信諾公司、 蘇州大學(xué)、 吉林大學(xué)、 華南理工大學(xué)、 中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所、 中科院長春應(yīng)用化學(xué)所等都在開展OLED白光技術(shù)的研究。 由清華大學(xué)和維信諾公司開發(fā)出的OLED白光照明器件在1000cd/m

12、2初始亮度下，壽命超過10萬h，為國際最高水平之一。2009年，維信諾公司率先在國內(nèi)推出了OLED照明燈具， 也是國際上繼歐司朗光電半導(dǎo)體公司后推出OLED照明燈具的單位之一。 維信諾公司計劃在23年內(nèi)實現(xiàn)OLED照明產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)。在中大尺寸AMOLED方面， 維信諾公司、 上海天馬微電子有限公司、彩虹集團、 京東方科技集團股份有限公司、 四川虹視顯示技術(shù)有限公司等國內(nèi)多家企業(yè)都在開展AMOLED技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的布局。 維信諾公司與昆山工研院共同合作于2010年5月建成了大陸第一條AMOLED中試生產(chǎn)線， 并計劃在未來的兩三年內(nèi)實現(xiàn)大尺寸AMOLED的規(guī)?；a(chǎn)。未來中國本土生產(chǎn)的OLED顯示

13、屏將不僅能用在手機、 MP3等中小尺寸產(chǎn)品上，還可將觸角延伸至筆記本電腦甚至是高清彩電等更廣闊的領(lǐng)域。 目前，OLED產(chǎn)業(yè)正處于發(fā)展階段，且發(fā)展?jié)摿薮?。在OLED產(chǎn)業(yè)中，有機發(fā)光材料的研究與開發(fā)所需費用相對較低，因此企業(yè)的進入成本和商業(yè)風(fēng)險也較低。有機發(fā)光材料處于整個OLED產(chǎn)業(yè)的上游，國內(nèi)企業(yè)完全可以通過對有機材料分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計、組裝和剪裁，合成出具有優(yōu)異效果的有機發(fā)光材料，并形成自己的核心專利，進而在OLED產(chǎn)業(yè)鏈中占據(jù)有利位置。目前主流的有機發(fā)光材料技術(shù)大多被國外公司所掌握，且國外公司對這些技術(shù)進行了專利保護。然而，發(fā)光材料仍有改進的空間。例如，普遍使用的Alq3綠色發(fā)光材料雖具有多種

14、優(yōu)點，但其傳輸性能并不高；DCJTB是目前最有效的紅色發(fā)光材料，但其濃度淬滅問題始終未解決。近年來，隨著OLED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，有機發(fā)光材料構(gòu)效關(guān)系理論不斷成熟，國內(nèi)企業(yè)可以根據(jù)自身情況建立研發(fā)機構(gòu)，加強與學(xué)校和科研院所的橫向合作，開發(fā)出綜合效果更好的發(fā)光材料，并掌握核心專利，在有機發(fā)光材料領(lǐng)域爭得一席之地。 對國內(nèi)企業(yè)而言，從材料的開發(fā)到市場的開拓，都應(yīng)該采取合理的措施，規(guī)避知識產(chǎn)權(quán)風(fēng)險。筆者建議，一方面，企業(yè)可以在開發(fā)或引進新技術(shù)或項目時，聘請有關(guān)專家或?qū)＠こ處煂ΜF(xiàn)有技術(shù)，尤其是專利技術(shù)進行充分檢索，并作詳細分析。另一方面，企業(yè)應(yīng)不斷學(xué)習(xí)并熟悉國外乃至國際有關(guān)知識產(chǎn)權(quán)的法律法規(guī)，增加在國外的

15、專利申請量，重視專利積累，重視專利的數(shù)量和質(zhì)量。 在全球OLED技術(shù)競爭加劇和加速產(chǎn)業(yè)化的背景下，我國OLED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展正處于前所未有的戰(zhàn)略機遇期。未來中國OLED產(chǎn)業(yè)要與全球OLED產(chǎn)業(yè)齊頭并進，必須要充分發(fā)揮企業(yè)、科研院所和政府的作用。企業(yè)應(yīng)把自主創(chuàng)新、增強企業(yè)的核心競爭力放在首位；科研院所在重點進行創(chuàng)新成果研發(fā)的同時，要更關(guān)注創(chuàng)新成果的轉(zhuǎn)化；政府則應(yīng)從戰(zhàn)略的高度重視OLED技術(shù)及產(chǎn)業(yè)，大力支持重點企業(yè)。最終，通過產(chǎn)學(xué)研政合力搶占全球OLED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制高點。及早介入占領(lǐng)高端歷史上我國顯示產(chǎn)業(yè)兩次錯失發(fā)展良機，而OLED技術(shù)帶來了新的機遇。我國在OLED技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面與國際基本同步，

16、這為我國OLED產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展創(chuàng)造了機會。技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化成績的取得并不意味著中國OLED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可以高枕無憂。相反，作為一項新興產(chǎn)業(yè)，OLED還面臨很多風(fēng)險和挑戰(zhàn)。成熟期的TFT-LCD產(chǎn)業(yè)對新興的OLED產(chǎn)業(yè)的打壓、國際產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點的白熱化競爭使我國OLED產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨行業(yè)挑戰(zhàn)和國際競爭的雙重挑戰(zhàn)。因此，我國OLED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的時機就顯得尤為重要。 自主創(chuàng)新為核心動力今后，我國的OLED產(chǎn)業(yè)要想贏在全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展的起跑線上，必須抓住全球OLED產(chǎn)業(yè)起步這一重要的機遇期，把自主創(chuàng)新作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心動力，充分調(diào)動產(chǎn)學(xué)研政各方面的作用，合力推動產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。為此建議如下：第一，要增強依靠創(chuàng)新發(fā)展產(chǎn)

17、業(yè)的信心，從源頭重視創(chuàng)新。在發(fā)展OLED這一新興產(chǎn)業(yè)的進程中，需要樹立依靠自主創(chuàng)新發(fā)展產(chǎn)業(yè)的信心，結(jié)合OLED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的具體實際情況，從技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的源頭上進行創(chuàng)新，建立完善的創(chuàng)新第二，發(fā)揮科研院所的作用，注重創(chuàng)新成果的轉(zhuǎn)化。科研院校在基礎(chǔ)性原始創(chuàng)新、高新技術(shù)與應(yīng)用技術(shù)研發(fā)和科技人才培養(yǎng)中扮演著重要的角色。目前，國內(nèi)有很多高校和科研院所都在進行OLED相關(guān)技術(shù)的研究，并取得了一系列成果。今后應(yīng)進一步發(fā)揮科研院所在OLED產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的作用，正確處理好基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的關(guān)系，建立良好的創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化機制，充分發(fā)揮科研院所和企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的作用。第三，將OLED產(chǎn)業(yè)發(fā)展上升到國家戰(zhàn)略層面。OLED產(chǎn)業(yè)在國際范圍內(nèi)的競爭已不單是企業(yè)間的競爭，更體現(xiàn)為國家間的競爭。未來應(yīng)將OLED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展納入國家戰(zhàn)略，從最高層面設(shè)計我國OLED產(chǎn)業(yè)化的道路，制定OLED產(chǎn)業(yè)發(fā)展國家戰(zhàn)略和計劃，多部門政策聯(lián)動，出臺明確、更具操作性的支持計