有机发光二极管产业研发现状

    有机发光二极管（OLED）自从问世之初，由于其众多优点而被广泛认为是最有希望的下一代显示技术，在液晶的背光源和固态照明光源领域也显示出了潜在的应用前景。有机发光二极管的低成本、低能耗优势以及柔性弯曲的特点，使这种发光二极管在下一代显示、液晶的背光源和固态照明三个核心领域呈现出巨大的市场，吸引了众多厂商参于其中，极大的推动了OLED产业的进步。在过去的十年中，OLED的效率平均每年都要提高一倍，符合LED的Haitz定律。从总体上看，OLED产业主要有三大领域，一是以OLED材料和器件为中心；二是以OLED面板、制造方法的概念为中心；三是以显示装置驱动方法等为中心的领域。本文主要从有机器件结构和材料的方面做主要评述。

    目前有众多国内外厂商和实验室从事OLED的材料与显示器件的研究开发工作，从材料的角度看，主要有3类：一是以英国剑桥显示技术公司、皇家飞利浦和日本住友化学等为代表的高分子材料阵营；二是以伊斯曼柯达、环宇显示和日本出光兴产等为代表的小分子阵营；最后一类是树枝状发光材料，由于其发光特性可以方便地由中心核调换不同的荧光染料来实现，另外大量的表面功能团和不同的代数可供选择来得到一些有趣的性质，如载流子传输功能、区域隔离效应、溶解性和天线效应等，最重要的是，该类材料兼有高分子材料的可溶液加工性和小分子材料的高性能性，已经被认为是最具发展的第三类材料体系。

    对于任何材料体系而言，目前都面临两个主要问题：一是如何获得高的效率；二是寿命与稳定性，如长时间静止画面的保持等；还有个后续问题就是如何得到高的迁移率，低的操作电压，从而降低功耗，为将来低功耗面板打下坚实的基础。这其中蓝光材料的效率与寿命一直都是瓶颈，出光兴产与索尼于08年5月19日宣布，共同开发出蓝色发光OLED元件，并已证实内部量子效率为28.5％，且发光寿命为3万小时以上，就荧光型发光材料而言，这一发光效率为全球最高水平。英国剑桥显示器技术公司和日本Sumation公司宣布蓝色高分子OLED材料取得新的提高，与07年3月发布的材料相比，寿命提高了40%，其蓝光材料在初始亮度为1000cd每平方米时的半衰寿命已经达到1万小时，按400cd每平方米亮度换算则为6万2000小时。

    为了使器件寿命能实现大幅提高，不仅要得到高效率的发光材料，还需要改进空穴注入材料和电子传输材料，从而提高载流子的注入和传输平衡，同时也要考虑将载流子有效地限制在发光层内来进一步提高器件效率，例如出光兴产采用新的电子传输材料来代替传统的8羟基喹啉铝（Alq3），有效地降低了启亮电压，提高的器件的效率和稳定性。

    在不断提高单色有机发光材料与器件的同时，人们也在考虑将红、绿、蓝三基色光复合实现白光，用于显示、液晶背光和照明。一般来说，有两大类技术得到白光OLED：第一类被称之为下转换（downconversion），通过蓝光或紫外光激发光子，每个受激发的单元发出不同的光混合之后得到白光；第二类被称为色彩混合，这类技术是指通过混合两种互补颜色的光（橘黄+蓝光）或者三原色（红+绿+蓝）来得到白光。在有机发光器件实施方面，目前主要有多发射层白光器件、激基复合物/激基缔合物复合发光白光器件，微腔结构白光器件、水平或垂直层叠结构白光器件、多重掺杂/共混单发射层白光器件。对于多发射层白光器件，该方法将每种发光材料掺杂在不同层的主体材料构成多种客体的多层发光器件结构，通过控制各有机层的复合电流，达到红、绿、蓝发射层同时发光实现白光的目的。