OLED材料那些事儿|UIVCHEM
2017-04-07
OLED，英文全称“OrganicLight-Emitting Diode”，中文学术名“有机发光二极管”或“有机电激光显示”。OLED屏幕的智能手机、智能电视、智能手表等显示设备市场，正以不同程度的速度在扩大，中国面板厂商、手机厂商以及彩电厂商也在积极增加关联产品的事业布局。
发光素子
首先，我们来谈谈OLED发光素子。资料显示，在红外线发光二极管中，日韩企业习惯将侧面发射红外光的元件，称为“红外发光素子”或者“发光素子”，将侧向接收红外光的元件，称为“红外受光素子”或者“受光素子”。市面上常见有“发光素子”、“受光素子”的半导体电子元件。
按照市场调查机构的预估，2015年全球OLED发光素子市场规模达7669KG，到2019年有望增长至2万8213KG，年均增长率42%，市场金额也有望在2016年突破8亿美元大关。据家电网查阅，OLED基本结构层由空穴传输层（HTL）、发光层（EL）和电子传输层（ETL）组成。其工作原理简单描述如下：当一顺向偏压施加于元件时，电洞从阳极（anode、加正电压）注入空穴传输层（Hole Transport Layer, HTL）之最高填满分子轨域（HOMO），而电子从阴极（cathode，加负电压）注入电子传输层（Electron Transport layer, ETL）之最低未填满分子轨域（LUMO），注入之载子，在外加电场之影响下漂移，进而在发光层（此层可能是HTL或是ETL）中结合，电子落入电洞中而进入发光激态（luminescent excited state），形成激子（Exciton），导致激态分子之产生，部份激态分子以辐射衰减（radiative recombination）的方式回到基态，衰减时，将多余能量以光子的形态释出而发光。
HTL材料
科研技术层面的OLED工作原理解释，可能比较深奥和难懂。但也让我们知道，这第二个方面，就是空穴传输层（HTL）。
第三个方面，我们把OLED有机电视，称为是自发光的电视机，是指这种彩电不需要液晶电视上使用的背光源和模组，具备电流移动共通层，能够实现自动补光而不需要另外的人工调光。在OLED素子市场，2015年WOLED的规模约2亿2300万美元，而FMM是4亿3600万美元。白光OLED虽然容易量产，产品也达到一个新的级别，但值得说明的是，相较于采用红、绿、蓝像素并置法FMM的OLED广色域与高色纯度，白光元件毕竟是妥协版。
从这个层面而言，在普及阶段，白光OLED的发展速度更快，由于成本低，良品率也高，所以比较受彩电厂家的青睐；但FMM技术瓶颈的解决也是必然的方向，理论上最佳的产品技术，总会有成为现实摆在用户眼前的一天，只是时间早晚的问题。
而发光层（EL）材料，根据特性不同，大致分别萤光和磷光（Phosphorescence），所以有时候我们会看到POLED或PLED的说法，这就是指磷光OLED材料制成。因发光是EL，所以日本彩电企业对OLED有机电视的说法就和中国和韩国企业不同，叫“有机EL电视”。使用磷光材料的OLED产品，将电能转化为光的效率比萤光至少要高4倍，因此制造OLED面板的两家厂商，未来的核心拓展方向大概率也是磷光。
发光素子
首先，我们来谈谈OLED发光素子。资料显示，在红外线发光二极管中，日韩企业习惯将侧面发射红外光的元件，称为“红外发光素子”或者“发光素子”，将侧向接收红外光的元件，称为“红外受光素子”或者“受光素子”。市面上常见有“发光素子”、“受光素子”的半导体电子元件。
按照市场调查机构的预估，2015年全球OLED发光素子市场规模达7669KG，到2019年有望增长至2万8213KG，年均增长率42%，市场金额也有望在2016年突破8亿美元大关。据家电网查阅，OLED基本结构层由空穴传输层（HTL）、发光层（EL）和电子传输层（ETL）组成。其工作原理简单描述如下：当一顺向偏压施加于元件时，电洞从阳极（anode、加正电压）注入空穴传输层（Hole Transport Layer, HTL）之最高填满分子轨域（HOMO），而电子从阴极（cathode，加负电压）注入电子传输层（Electron Transport layer, ETL）之最低未填满分子轨域（LUMO），注入之载子，在外加电场之影响下漂移，进而在发光层（此层可能是HTL或是ETL）中结合，电子落入电洞中而进入发光激态（luminescent excited state），形成激子（Exciton），导致激态分子之产生，部份激态分子以辐射衰减（radiative recombination）的方式回到基态，衰减时，将多余能量以光子的形态释出而发光。
科研技术层面的OLED工作原理解释，可能比较深奥和难懂。但也让我们知道，这第二个方面，就是空穴传输层（HTL）。
第三个方面，我们把OLED有机电视，称为是自发光的电视机，是指这种彩电不需要液晶电视上使用的背光源和模组，具备电流移动共通层，能够实现自动补光而不需要另外的人工调光。在OLED素子市场，2015年WOLED的规模约2亿2300万美元，而FMM是4亿3600万美元。白光OLED虽然容易量产，产品也达到一个新的级别，但值得说明的是，相较于采用红、绿、蓝像素并置法FMM的OLED广色域与高色纯度，白光元件毕竟是妥协版。
从这个层面而言，在普及阶段，白光OLED的发展速度更快，由于成本低，良品率也高，所以比较受彩电厂家的青睐；但FMM技术瓶颈的解决也是必然的方向，理论上最佳的产品技术，总会有成为现实摆在用户眼前的一天，只是时间早晚的问题。
而发光层（EL）材料，根据特性不同，大致分别萤光和磷光（Phosphorescence），所以有时候我们会看到POLED或PLED的说法，这就是指磷光OLED材料制成。因发光是EL，所以日本彩电企业对OLED有机电视的说法就和中国和韩国企业不同，叫“有机EL电视”。使用磷光材料的OLED产品，将电能转化为光的效率比萤光至少要高4倍，因此制造OLED面板的两家厂商，未来的核心拓展方向大概率也是磷光。
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