OLED的用到的材料种类和国际生产厂家

组成OLED的“五大”类材料

导读: 制备OLED的材料种类很多，主要分为阳极材料、阴极材料、缓冲层材料、载流子传输材料和发光材料等几大类。

　  1、阳极材料　　

OLED的阳极材料主要作器件的阳极之用，要求其功函数尽可能的高，以便提高空穴的注入效率。OLED器件要求电极必须有一侧是透明的，因此通常选用功函数高的透明材料ITO导电玻璃作阳极。ITO（氧化铟锡）玻璃在400nm～1000nm的波长范围内透过率达80%以上，而且在近紫外区也有很高的透过率。

ITO（氧化铟锡）制造工艺编辑

（1）电化学扩散工艺：在玻璃上用电化学扩散方法可获得掺杂超导薄膜。玻璃在电化学处理装置中与熔融金属或化合物接触，在一定的电场作用下，熔融金属或化合物中的离子会扩散到玻璃表面，玻璃中的一价碱金属离子离解处来，等量地扩散至阴极表面，使玻璃表面的化学组成发生变化。性能随之改变。

　　（2）高温喷涂和等离子体喷涂工艺：这种技术是将粉末状金属或非金属、无机材料加热至熔化或未熔化状态，并进一步加温使其雾化，形成高温高速焰流喷向需喷涂的玻璃基体。采用这种方式可以先在基体上制备YBaGUOx等涂层，在经过热处理可成为超导性材料。

　　2、阴极材料　　

OLED的阴极材料主要作器件的阴极之用，为提高电子的注入效率，应该选用功函数尽可能低的金属材料，因为电子的注入比空穴的注入难度要大些。金属功函数的大小严重的影响着OLED器件的发光效率和使用寿命，金属功函数越低，电子注入就越容易，发光效率就越高；此外，功函数越低，有机/金属界面势垒越低，工作中产生的焦耳热就会越少，器件寿命就会有较大的提高。

　　OLED的阴极通常采用以下几种型式：

　　（1）单层金属阴极。如Al、Mg、Ca等，但它们在空气中很容易被氧化，致使器件不稳定、使用寿命缩短，因此选择合金做阴极或增加缓冲层来避免这一问题。

　　（2）合金阴极。为了既能提高器件的发光效率，又能得到稳定的器件，通常采用金属合金作为阴极。在蒸发单一金属阴极薄膜时，会形成大量的缺陷，造成耐氧化性变差；而蒸镀合金阴极时，少量的金属会优先扩散到缺陷中，使整个有机层变得很稳定。

　　（3）层状阴极。这种阴极是在发光层与金属电极之间加入一层阻挡层，如LiF、CsF、RbF等，它们与Al形成双电极。阻挡层可大幅度的提高器件的性能。

层状阴极由一层极薄的绝缘材料如LiF, Li2O，MgO，Al2O3等和外面一层较厚的Al组成，其电子注入性能较纯Al电极高，可得到更高的发光效率和更好的I-V特性曲线。

　　3、缓冲层材料

　　在OLED中空穴的传输速率约为电子传输速率的两倍，为了防止空穴传输到有机/金属阴极界面引起光的猝灭，在制备器件时需引入缓冲层CuPc。

酞氰铜; 酞菁铜; 酞菁蓝; 铜酞菁; 酞菁;有机合成，

CuPc作为缓冲层，不仅可以降低ITO/有机层之间的界面势垒，而且还可以增加ITO/有机界面的粘合程度，增大空穴注入接触，抑制空穴向HTL层的注入，使电子和空穴的注入得以平衡。

　　4、载流子传输材料

　　OLED器件要求从阳极注入的空穴与从阴极注入的电子能相对平衡的注入到发光层中，也就是要求空穴和电子的注入速率应该基本相同，因此有必要选择合适的空穴与电子传输材料。在器件的工作过程中，由于发热可能会引起传输材料结晶，导致OLED器件性能衰减，所以我们应选择玻璃化温度（Tg）较高的材料作为传输材料。试验中通常选用NPB作为空穴传输层，而选用Alq3作为电子传输材料。

　　 5、发光材料

　　发光材料是OLED器件中最重要的材料。一般发光材料应该具备发光效率高、最好具有电子或空穴传输性能或者两者兼有、真空蒸镀后可以制成稳定而均匀的薄膜、它们的HOMO和LUMO能量应该与相应的电极相匹配等特性。

　　在小分子发光材料中，Alq3是直接单独使用作为发光层的材料。还有的是本身不能单独作为发光层，掺杂在另一种基质材料中才能发光，如红光掺杂剂DCJTB，绿光掺杂剂DMQA，蓝光掺杂剂BH1，BD1等。Alq3是一种既可以作为发光层材料，又可以兼做电子传输层材料的一种有机材料。

要求HTM有高的热稳定性，与阳极形成小的势垒，能真空蒸镀形成无针孔薄膜。最常用的HTM均为芳香多胺类化合物 ，主要是三苯胺衍生物。TPD：N，N′-双（3-甲基苯基）-N，N′-二苯基-1，1′-二苯基-4，4′-二胺TPD的玻璃化温度只有60度左右，稳定性不好

NPD: N，N′-双（1-奈基）-N，N′-二苯基-1，1′-二苯基-4，4′-二胺

NPB是目前商用的空穴传输材料

ETM一般采用具有大的共扼平面的芳香族化合物 如8-羟基喹啉铝（AlQ），1，2，4一 三唑衍生物（1，2，4-Triazoles，TAZ）,PBD，Beq2，DPVBi等，它们同时又是好的发光材料。

按化合物的分子结构，有机发光材料一般分为两大类：(1) 高分子聚合物，分子量10000---100000，通常是导电共轭聚合物或半导体共轭聚合物，可用旋涂方法成膜，制作简单，成本低，但其纯度不易提高，在耐久性，亮度和颜色方面比小分子有机化合物差。

(2) 小分子有机化合物，分子量为500-2000，能用真空蒸镀方法成膜，按分子结构又分为两类:有机小分子化合物和配合物。

1） 红光材料主要有：罗丹明类染料，DCM，DCT，DCJT，DCJTB，DCJTI和TPBD等（2） 绿光材料主要有：香豆素染料Coumarin6(Kodak公司第一个采用)，奎丫啶酮（quinacridone, QA）（先锋公司专利），六苯并苯(Coronene)，苯胺类(naphthalimide).（3） 蓝光材料主要有：N-芳香基苯并咪唑类；1，2，4-三唑衍生物（TAZ）（也是ETM材料）；1，3-4-噁二唑的衍生物OXD-（P-NMe2）（高亮度；1000cd/m2）;双芪类(Distyrylarylene);BPVBi(亮度可达6000Cd/m2)。

2) 配合物发光材料金属配合物介于有机与无机物之间，既有有机物的高荧光量子效率，又有无机物的高稳定性，被视为最有应用前景的一类发光材料。常用金属离子有；Be2+ Zn2+ Al3+ Ca3+ In3+ Tb3+ Eu3+ Gd3+等主要配合物发光材料有：8-羟基喹啉类，10-羟基苯并喹啉类，Schiff碱类，-羟基苯并噻唑（噁唑）类和羟基黄酮类等

全球主要OLED材料供应商盘点：

经过近几年的技术发展，OLED已经成为业界追逐的新焦点。随着OLED生产技术的成熟，制约其发展的劣势逐步被补齐，优势逐步凸显，需求迅速上升。当前，OLED发光材料市场规模快速增长，而OLED原材料领域壁垒高、竞争格局好、盈利能力强，而且由于成本占比较高、对面板厂盈利能力影响大。《国际光电与显示》特别盘点全球OLED材料供应商，具体内容如下：

德国默克集团

默克是一家全球领先高性能材料公司。高性能材料有四个业务部门：液晶材料、效果材料、半导体材料和OLED材料。

默克是LCD产业中液晶材料的主要供应商，在TFT液晶市场的份额超过50%，同时已经提前布局OLED业务。目前，默克在HTL材料领域占据了27%的市场份额，在磷光绿色材料领域也有21%的市场份额。默克已经生产出基于蒸镀和基于溶液应用的新型OLED材料。同时，公司也与爱普生联手，希望通过新型喷墨式的可打印OLED技术，解决大面板OLED的生产瓶颈。

2015年6月，公司投入3000万欧元在总部达姆施塔特建立新的OLED材料工厂，根据规划，从2016年7月起生产高纯度的OLED材料。

日本出光兴产

出光兴产OLED业务基本囊括了材料的上游业务，包括空穴传输层(HTL)、空穴注入层(HIL)、电子传输层(ETL)及有机发光层(OLL)。在HTL领域，出光兴产占据了22%的市场份额，在磷光蓝色材料领域的市场份额更是达到了69%。

由于下游厂家LG Display扩大OLED 面板生产，出光兴产计划在近期将南韩年产能提高至5吨，达现有产能的2.5倍水平。

韩国斗山公司

斗山公司电子材料是斗山集团的控股公司，主要研发生产覆铜箔层压板(CCL)和OLED材料。OLED材料业务主要生产、供应多种类型OLED有机薄膜层(空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层)的有机发光材料，下游主要是三星显示器公司。目前，斗山公司在HTL领域占据20%的市场份额。

2015年底，斗山公司于出光兴产签署备忘录，将在OLED材料领域进行合作，合作内容包含OLED材料相关专利的互相使用以及计划进行制造层面的合作。

德山公司

德山公司的两大主营业务为半导体和OLED材料。2015年DS Hi-Metal将OLED材料事业部分拆，成立DS Neolux专注于OLED业务。其产品基本覆盖了OLED材料上游，同时还有红色底材及圆偏光镜。其中，HTL、HIL材料主要供应给三星Display。目前，公司在HTL领域的市场份额是31%。而在发光层材料方面，根据UBI的研究数据显示，由于三星供应链的改变，2015年德山公司的业务规模出现了轻微下滑，为4000万美元左右。

根据公司于三星共同申请的专利显示，其供应的HTL材料中使用的空穴传输物质具有较高的HOMO值，且电荷平衡优异，因此具有元件发光率高、驱动电压低、耐热性和色纯度高等特点。

新日铁化学

新日铁化学是新日铁住友金属集团的化学品制造商，业务领域包含煤化工、石油化工、环氧树脂及功能材料。公司OLED业务主要为磷光EL材料LumiAce，其4倍能源效率的蓝色磷光是全球首创的工业化技术。

公司2006年便与UDC合作开发出寿命达6万小时的磷光绿色材料，其市场份额为21%，目前依然是三星公司该材料的主要采购对象。

保土谷化学

保土谷化学的主要产品为基础化学品、精细化学品及功能性树脂。公司于2001年起开始从事OLED业务，主要生产HTL、HIL材料，也正在研发ETL等材料。其HTL材料为三芳基胺衍生物，可以提高空穴和电子的注入/传输性能。目前包括EL-301及EL-022T两种产品，是LG Display的主要采购对象。

2010-2011年间，保土谷化学接连收购韩国SFC公司的股份，SFC公司从2002年起便大规模生产OLED材料，主要产品为荧光蓝色材料、磷光及荧光绿色材料等。2011年5月，SFC正式成为保土谷化学的子公司(保土谷化学持股65.5%)。

2012年保土谷化学以SFC的名义，在韩国设立有机EL与发光层新工厂，新工厂中90%的产能用于生产荧光蓝色材料，主要出货对象为三星电子。

公司2015年年报显示，由于EL材料价格竞争激烈，功能性材料(包括电荷控制剂、有机光导材料、有机EL材料等)的销售额为8.3亿日元，同比下滑7.8%，未来的研发重点为HTL、ETL材料及子公司SFC的发光材料。

日本JNC株式会社

JNC株式会社是日本智索(Chisso)在2011年重组后成立的公司，业务主要涉及液晶及电子等功能材料、能源、环境、纤维及树脂等加工品、化学品等领域。

JNC是国际三大TFT混合液晶材料的供应商之一，目前其OLED材料产品主要为小分子的蓝光发光材料与电子传输材料，在2013年增产后，目前每月产能在100KG左右，下游厂家为LG Display。

2016年2月，JNC与日本科学振兴机构、关西学院大学宣布，开发出目前发光效率和色纯度最高的蓝色发光材料“DABNA”，可以大大降低耗电量。

陶氏化学

公司在全球开展业务，主要分为五个经营部分：农业科学、消费者解决方案、基础设施解决方案、性能材料和化学品、性能塑料。其中消费者解决方案业务范畴：全球消费者保健、陶氏汽车系统和电子材料。OLED材料主要业务归于电子材料中，OLED中的细分业务发光材料的销售额处于全球领先地位。

美国UDC

美国UDC是有机发光二极管，OLED技术和材料研究领域的领导者，拥有经验丰富的管理和科学顾问团队以及政府支持。

UDC(Universal Display)主宰全球OLED发光材料市场，2015年OLED发光材料收入相比2014年减少11%，尽管收入下降，但它在市场上保持着最高地位。特别是这家公司旗下有一个掺杂剂材料部门，UDC占据掺杂剂材料部门82%的股份，该部门拥有基于磷光的专利，负责向三星和LG显示器提供磷光红色和绿色发光材料。

LG化学

公司业务范围：1、基础材料;2、信息电子材料;3、Display材料;4、电池材料;5、电池。公司看重显示器材料OLED为主的材料领域，作为加强高附加值自主技术能力、培养未来新增长型事业，即将成长为LG化学新一代增长动力的事业领域。

公司电子材料业务生产和供应各种显示材料如偏光片、3DFPR、感光材料、印刷电路板材料、ITO膜及相关材料。

  三星SDI

三星在OLED方面主要是蒸镀材料和TFE(薄膜封装)。在蒸镀材料方面，三星SDI和Novaled作为有机物质及元件技术的专业企业，引领OLED蒸镀材料领域的发展，对三个方面的核心技术不断研究开发，包括：1、有机化学：高性能新材料的开发及量产技术;2、元件技术：OLED元件制造及分析;3、制造：高纯度有机材料的量产技术。

Novaled于2013年加入三星集团，拥有530余项专利，特别是在改善OLED共同层材料的性能、减少叠层数、最大限度提高效率的添加剂(dopant)技术方面，具有世界性领先的地位。

在TFE方面，三星SDI世界首次成功量产柔性屏幕用TFE有机材料，拥有世界上唯一一款量产产品。在蒸镀及喷墨工艺流程的缜密性及面板产品的可靠性方面表现都非常优秀。

日本东丽

东丽株式会社是一家以合成纤维与合成树脂起家的、涵盖各种化学制品、信息相关材料的大型化学企业，是全球最大的碳纤维供应商。东丽大力发展液晶显示器等FPD的光学聚酯(PET)薄膜生产体系，并在日本、韩国、中国三个事业点扩大这类光学膜的生产。东丽还在半导体、FPC用PI膜市场方面进行市场扩张。

在公司的塑料和化学品业务中，涉及为有机EL显示器和有机EL发光系统提供发光材料的细分业务，而这些应用有望在未来继续扩大。公司的电子传递材料具有功耗低、发光效率高和使用寿命长等特点，这些材料受到了各种客户的大加赞誉，随着时间的推移，其应用在不断扩大。

三菱化学

三菱化学控股公司是日本最大的综合性化学企业，旗下的三菱化学开发了能被薄薄的准确涂在狭小面积上的新材料，这打开了“印刷”方式的量产3，液晶面板有可能加速替换OLED面板。

公司最早将于2017年在位于北九州市的黑崎业务所进行量产，三菱化学已向日本国内外的面板厂商提供样品，今后将加紧确立量产技术。

住友化学

住友化学是日本具有代表性的综合化学企业之一，拥有基础化学、石油化学、精密化学、农业化学4个部门和10家研究所。

住友化学公司最近开发的可溶性的OLED材料，性能测试结果较为理想。可溶性有机电致发光材料的效率超过UDC蒸镀材料的65%;特别是住友化学的红色材料的效率超过UDC蒸镀材料的85%，绿色材料效率超过UDC蒸镀材料的88%，不过寿命测试结果相对还有改善的空间。

万润股份

万润股份目前是国内最大OLED中间体生产商之一，已经进入三星、LG的供应链，作为上游材料供应商，受下游强劲需求的影响，订单预计会出现大幅增长，是公司新的利润增长点。

濮阳惠成

濮阳惠成根据市场需求情况开发出OLED功能材料芴类衍生物并于2011年形成产业化生产。公司重点开发OLED蓝光功能材料芴类衍生物，将继续开发的其他OLED功能材料主要包含：OLED空穴传输材料，空穴注入材料，空穴阻挡材料，电子传输材料，电子注入材料，电子阻挡材料及材料合成的催化剂配体有机膦类化合物等。

公司将通过上述方式持续提升自身在OLED功能材料领域的市场地位和产品竞争力，从2015年年报数据显示，目前OLED功能发光材料开始贡献业绩。

总结

OLED的快速发展将带动整个OLED产业链的快速扩张，包括制造设备、材料、组装等产业链都将孕育巨大的机遇。大部分OLED材料与LCD无法通用，所以OLED上游材料领域的市场机遇更大。OLED上游材料主要为阴极、阳极、传输层材料、发光层材料，由于OLED上游材料领域技术壁垒高、市场竞争较小、盈利水平高，未来OLED上游材料的盈利水平有望保持在较高水平。其中，传输层材料和发光层材料与LCD中的材料不同，为新增量，未来机遇更多。

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