相比液晶显示(LCD)，有机发光二极管(OLED)屏幕更轻薄、响应时间更短，可视角范围更大，在移动端、可穿戴设备、虚拟现实/增强现实(VR/AR)设备等领域具有明显优势。市场对柔性显示的需求更是OLED取代LCD的重要推力。三星集团(简称“三星”)、LG集团(简称“LG”)等主流显示厂商已经相继关停LCD产线，并扩大OLED产线，OLED逐步取代液晶显示器(LCD)的趋势已经十分明显，柔性OLED屏幕有望在2年后成为主流显示器件。

一、主要国家和地区概况

当前，全球LCD的需求出现停滞，LCD行业开始面对产能过剩的危机。韩国主要面板企业已经将发展重心转移到OLED技术，以通过在OLED领域的先发优势抢占市场，并推动OLED面板市场份额扩大。OLED面板企业主要集中在韩国、日本和我国台湾地区。

1、韩国

一直以来，韩国显示行业都处于世界领导地位。韩国政府将OLED列为下一代重点项目之一，计划减免税收、削减关税，并为企业提供各种政策支持，进一步稳固提高韩国OLED产业在全球市场的领先地位。以三星、LG为首的面板企业在OLED技术和产业方面的优势非常明显。

三星重点布局移动设备端的主动矩阵有机发光二极管(AMOLED)技术，目前在全球范围已经占据95%的市场份额。三星中小尺寸OLED在专利、技术、生产设备方面已经具有大量积累，其中小尺寸OLED技术已经领先业界2～3年时间。2015年，三星显示器投入36亿美元增设一条OLED产线，产品主要为手机、平板电脑等中小尺寸消费电子产品提供OLED面板。三星大尺寸OLED面板方面，仅有一条8.5代产线，提供每年12万片OLED面板。产品主要供三星AMOLED电视和OLED面板的量产以及技术实验。由于三星一直使用“低温多晶硅技术(LTPS)背板+RGB OLED”技术路线，造成大尺寸OLED面板一直难以突破技术瓶颈，产品良率低、成本高，已经暂停OLED电视面板的扩产计划。

LG主要发力并已经主导了OLED电视面板市场。LG有2条8.5代OLED产线：E3、E4，各自采用不同的工艺流程，主要生产55英寸和65英寸OLED面板。其中E3产线建成时间较早，每片玻璃基板可生产2块65英寸面板，E4产线每片基板能生产3块65英寸面板。2015年11月开始建设9代以上OLED面板产线。目前LG的OLED面板良率已超过80%，与LCD相当。2016年OLED面板销量约150万片。

2、日本

日本显示行业近年来已经日渐衰落，在核心面板产能和市场份额方面已经被韩国全面超越，但在显示领域的专利积累，以及上游产业链的材料、设备等方面仍然具有优势，在世界范围内，其显示领域综合实力依然领先。

日本索尼(Sony)公司(简称“索尼”)是最早的OLED电视厂商，在中小尺寸OLED面板领域拥有大量专利和成熟技术。松下拥有半导体显示全产业链运作经验和技术，在OLED面板技术布局较早，具备深厚积累。日本Tokki集团和UlvacInc公司是全球领先的OLED沉积设备生产商。具备这些基础，日本政府开始整合行业主攻OLED面板。2014年，索尼、松下(Panasonic)电器产业株式会社、日本创新网络公司(INCJ)、日本显示公司(JDI)共同建立JOLED Inc.公司，主营中小尺寸OLED面板生产，为笔记本电脑、平板电脑、电子广告牌等提供10～30英寸OLED面板。JOLED公司整合了索尼、松下等企业的成膜技术、柔性面板技术、氧化物半导体技术、JDI的面板相关技术。生产方面，JOLED采用松下的“印刷式”量产技术，于2016年下半年开始试产。

3、台湾地区

我国台湾地区的群创光电股份有限公司(简称“群创光电”)和友达光电股份有限公司(简称“友达光电”)面板出货量在全球市场占有较高的份额。其中，群创光电笔记本与电视面板全球出货量排名第2，友达光电的电脑显示器面板全球出货量排名第2，2家公司合计约占全球市场的30%。随着全球LCD面板企业纷纷转向OLED技术，台湾显示面板企业也开始着手OLED面板研发，但产能远低于韩国和日本企业。目前仅有群创光电于2017年进行了OLED面板试产。群创正在扩建一条6代LTPS产线，产能约23 000片基板每月，同时生产LCD和AMOLED面板。2017年3月，鸿海集团收购了夏普，进一步加速了台湾在OLED面板业务进度。

二、OLED材料与技术研究进展

1、器件制备技术

台湾国立交通大学的Chang等人[2]利用旋涂和刮涂的方法制备了绿光小分子OLED。器件的空穴注入层材料是聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT：PSS)，空穴传输层为1,2,4,5-四(三氟甲基)苯(TFB)，这2层利用旋涂工艺制备。发光主体材料使用γ-氯丙基甲基二甲氧基硅烷(TBD)、PBD和聚乙烯咔唑(PVK)，发光客体材料为Ir(mppy)3，电子传输层为1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)，这2层利用刮涂法制备。他们指出，聚乙二醇/铝(PEG/Al)混合电极器件性能最佳，效率可达到25cd/A，相较于单独Al点击的OLED，启动电压也得到降低。

德国卡尔鲁厄理工学院的Serpil T.等人通过旋涂本征SM以及SM和UHMW-PS的混合物(其比例包括20：3和20：4)作为发光层，制备出柔性SMOLED。他们通过对比结果得到，当SM和UHMW-PS的混合比例为20：3时，器件性能达到最佳，光度效率达到7.7cd/A。

韩国理工大学(原韩国技术教育大学)的Choi K.J.等人[4]通过单独涂布SM以及PVK，以及混合涂布SM和PVK，蒸镀SM作HTL的4种情况，研究了其对器件性能的影响。器件面积为43mm×29mm，他们得到，SM和PVK混合作为空穴传输层的器件发光效率最高，达到28.7lm/W。这种气相辅助溶液技术还处于研究中，可以预见结合蒸镀技术以及涂布技术将会获得重要应用。

喷墨打印技术是目前制备OLED的最佳技术，其具有器件制备快，原料利用率100%等优点。目前已经部分实现产业化，并获得三星、LG、JOLED等大厂的关注。荷兰Holst中心的Michiel J.J.和Coenen等人利用无卤化剂的溶剂配成墨水，印刷了3种功能层，并制备出2种颜色OLED，获得非常好的均匀性和亮度。这种工艺也适用于R2R工艺进行大面积柔性OLED的生产。

2、OLED材料

Liang等人[6]利用铃木偶联反应，合成了SAFBI和SBFBI。这是2种新型苯并咪唑附螺[苯并芴]衍生物，他们对其光学和光化学性质进行了研究。器件发出明亮的蓝光，器件表现出较好的性能，在高亮度时衰退程和颜色变化程度都非常小。器件电流效率为1.96cd/A，CIE色度坐标 (0.15，0.10)，发光效率为1.34lm/WSBFBI和SAFBI分子构成单元相同。根据器件的电致发光实验结果，能够推断改变2个苯并咪唑单元之间螺苯并芴核心的构成，能够使发光从天蓝色变化到深蓝色。他们的实验给出了基于螺芴衍生物的深蓝色发光材料的设计和制备方法?根据文献记录情况，这是世界首例基于螺[苯并芴]衍生物材料的非掺杂深蓝色发光器件。

大多数芳胺类材料能够通过电子、空穴导电，因此，芳胺类材料也成为一类重要的蓝光发光材料。Denneval等人研究了一系列嘧啶发色团的光电性质，他们对该族化合物的吸收峰值预测精度为±18nm，发光波长峰值精度±39nm。利用他们的方法对相关染料的光学性质进行测试，能快速找出优化的生色团。同时，还利用这种方法对其他族材料生色团进行研究。

Ouyang等[8]指出，同时利用电荷和材料内激子是获得搞笑荧光发光OLED的一种有效途径。根据他们的研究结果，扭曲的分子内电荷转移(TICT态)，平面分子内电荷转移(ICT态)和局部激发态(LE态)被证实能够在基于苯并咪唑和三苯胺衍生物的施主和受主衍生物荧光发射体内增加单个激子的产生几率，进而提高荧光发射。他们系统的研究了该材料在特殊的TICT、ICT态下的的合成、光学性质以及电致发光性质，并且在高亮度模式下效率降低非常小，获得了稳定的蓝光输出。

3、柔性OLED

韩国高等技术研究院的Kim Woohyun等人[9]制备出了世界首例在软纤维上OLED，适用于可穿戴设备。由于聚氨酯(PU)和聚(乙烯醇)(PVA)层的韧性特性而仅略微降低裸露织物的弯曲刚度，通过包括层压和旋涂的简单制造工艺被用作平坦化层。因此，裸露的织物基底的许多机械特性被保留在平坦化的织物基底中。他们通过考虑光学微腔效应而设计的非倒置的顶部发光OLED，并利用热蒸发制备出器件。在经历1 000次曲率半径为5mm的弯曲实验之后，器件仍然表现出可靠的绿光发射，发射角度为70°。在他们的另一项研究中，还通过浸渍涂布(Dip-Coating)的方法制备出柔性OLED，同样获得较好的器件性能。

彭慧胜等[11]报告了一种颜色可调的可编织纤维状聚合物发光电化学电池(PLEC)。光纤形状的PLEC是使用全解决方案制造的，可以放大实际应用。该设计具有包括改性金属线阴极和导电定向碳纳米管片状阳极的同轴结构，电致发光聚合物层夹在其间。纤维形状提供独特和有前途的优点。例如，亮度与视角无关，光纤形状的PLEC可以提供各种不同的可调颜色，质量轻、灵活、耐磨，可以编织成发光衣服，以创造智能面料。

当前对可折叠器件的耐弯曲性要求都比较高，通常要求弯曲的曲率半径为3mm左右。在实际的柔性器件中。台湾AUOptronics公司的Lee等[12]对比研究了对称平面叠层(Symmetric Panel Stacking，SPS)的柔性器件设计方案和传统CPL(CircularPolarizer)方案设计的器件。他们在60℃和90%的湿度下对2种方案设计的OLED器件进行对比测试，他们得到基于SPS方案设计的OLED器件表现出更好的稳定性，在正向和反向曲率半径为3mm的弯折过程中未出现画质减弱。

三、结语

当前OLED器件的研发主要朝着大尺寸、柔性、透明等方向进行。OLED已经在逐渐取代LCD，成为低耗环保的新型显示设备。目前，OLED技术在小尺寸显示领域已经实现了商业化，并逐步向大尺寸显示领域进行市场化扩展。OLED结构简单，理论上制造成本低于LCD。但目前由于良率难以提高，价格一直居高不下;同时，对于柔性及可穿戴OLED器件而言，柔性基板、柔性TFT、ITO替代阳极及柔性封装技术上都还需要获得突破。这些原因都限制了OLED的大面积推广。然而，OLED制造技术正在不断成熟，产能不断提升，制造成本也获得大幅下降，OLED大规模应用的条件已经基本成熟。OLED作为智能产品的上游制造业已经备受关注，市场潜力非常大。我国企业必须把握好OLED产业，在新一代显示技术领域中占据有利位置。

来源:新材料产业

图片来源：找项目网