OLED屏幕能自发光、能做柔性、对比度高,靠的是一层层有机材料叠出来的结构。很多人只知道OLED是有机发光二极管,具体用了哪些材料、每层起什么作用,其实不太清楚。
最核心的是发光层。早期用荧光材料,只能利用单重态激子,内量子效率理论上限25%;后来磷光材料把三重态也用上了,效率能到100%,但蓝光磷光寿命一直不过关。现在主流方向是TADF热活化延迟荧光,兼顾效率和寿命,蓝色材料仍是行业难点。
发光层通常不是纯发光材料,而是把发光客体掺杂在主体材料里。主体负责传输载流子并把能量传给客体,客体负责发光。主体的三线态能级要高于客体,否则能量会倒流,效率就掉了。这个能级匹配是材料设计的核心问题之一。
发光层两边是传输层。空穴传输材料负责把阳极注入的空穴送到发光层,电子传输材料负责从阴极送电子。两层还要起到阻挡作用,把载流子关在发光区里复合,不然漏到对面就白发光了。常用的空穴材料是芳胺类,电子材料是噁二唑、咪唑类。
电极和封装也关键。阳极一般用ITO透明导电膜,阴极用低功函数的金属或者合金,比如镁银。OLED材料怕水怕氧,封装必须做到极低的水汽透过率,现在柔性屏用薄膜封装,一层无机一层有机交替叠,把水氧挡住。
国内在OLED材料上进步不小,发光材料、传输材料都有厂商在做,但高端蓝光材料和专利布局还是短板。评价材料主要看发光效率、色坐标、寿命、驱动电压这几项,实验室数据好看不代表量产稳定,批次一致性才是真功夫。
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