中國科研立大功！打破日韓多年壟斷，攻克OLED“卡脖子”關(guān)鍵材料

前言

一則令人振奮的重大進(jìn)展傳來：我國在OLED核心功能材料這一戰(zhàn)略高地取得里程碑式突破，不僅完成技術(shù)原理驗證與工程化攻關(guān)，更實現(xiàn)全鏈條自主量產(chǎn)與規(guī)模化商用，一舉終結(jié)日韓企業(yè)長達(dá)十余年的全球主導(dǎo)格局。

從此，國產(chǎn)智能手機(jī)、超高清電視、智能穿戴設(shè)備乃至車載顯示系統(tǒng)所搭載的OLED面板，其發(fā)光層關(guān)鍵組分將全部源自本土研發(fā)與制造——中國“屏”終于擁有了真正屬于自己的光源內(nèi)核。

由清華大學(xué)牽頭，聯(lián)合江蘇三月科技、合肥鼎材科技及維信諾等骨干力量，基于原創(chuàng)性pTSF技術(shù)路線開發(fā)的新一代OLED發(fā)光材料已穩(wěn)定交付產(chǎn)線，標(biāo)志著我國顯示基礎(chǔ)材料領(lǐng)域正式邁入全球領(lǐng)跑階段。

這項凝結(jié)十余載心血的系統(tǒng)性成果，承載著數(shù)代科研人員夜以繼日的探索與堅守。那么，這場跨越周期的技術(shù)突圍究竟如何展開？它又將如何重塑終端體驗、重構(gòu)產(chǎn)業(yè)生態(tài)、賦能國家科技自立自強(qiáng)？

攻堅之需

在此次突破落地之前，我國顯示工業(yè)長期陷于一種結(jié)構(gòu)性失衡：整機(jī)制造能力全球領(lǐng)先，但上游高端材料供給能力嚴(yán)重缺位。

言叔還記得，無論是客廳里的85英寸4K OLED電視、掌心里的折疊旗艦手機(jī)，還是新能源汽車座艙中的曲面中控屏、教育辦公用的高刷平板，只要采用OLED成像方案，其核心發(fā)光單元幾乎全部依賴海外進(jìn)口材料供應(yīng)。

或許不少讀者尚未意識到，OLED關(guān)鍵材料實為整塊屏幕的“光學(xué)引擎”，直接決定畫面亮度、色彩還原度、能耗水平與使用壽命；缺失這一環(huán)，再先進(jìn)的面板設(shè)計也難以轉(zhuǎn)化為真實可用的視覺產(chǎn)品，更遑論在全球顯示版圖中掌握定義權(quán)與發(fā)展主導(dǎo)權(quán)。

持續(xù)依賴外部供給，不僅抬升整機(jī)廠商采購成本，更使供應(yīng)鏈安全面臨多重不確定性，在關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點上始終缺乏議價能力與響應(yīng)彈性。

更為嚴(yán)峻的是，OLED材料體系長期受制于國際公認(rèn)的“效率—壽命—色純”三重約束難題，即業(yè)界所稱的“不可能三角”——三項核心指標(biāo)難以同步優(yōu)化，全球主流技術(shù)路徑均存在明顯性能短板。

據(jù)央廣網(wǎng)權(quán)威報道，盡管OLED已演進(jìn)至第三代技術(shù)平臺，該瓶頸仍未被根本性破解。

第一代熒光體系具備優(yōu)異色純表現(xiàn)，但電光轉(zhuǎn)化效率偏低；第二代磷光體系發(fā)光效率躍升，卻高度依賴銥、鉑等稀有貴金屬，且紅綠藍(lán)三基色中藍(lán)色器件色純度始終不理想；第三代熱活化延遲熒光（TADF）材料雖規(guī)避貴金屬使用，但在高溫高濕工況下的長期穩(wěn)定性及窄譜發(fā)射能力仍顯不足。

即便坐擁全球最大市場份額的日韓頭部企業(yè)，亦未能跳出這一技術(shù)困局。

韓國三星所用材料雖擁有較高外量子效率，但因大量采用貴金屬配合物，致使量產(chǎn)成本居高不下，制約中端機(jī)型普及節(jié)奏。

日本出光興產(chǎn)主推材料在色域覆蓋方面尚可圈點，但器件運行數(shù)百小時后即出現(xiàn)明顯色偏與亮度衰減，影響終端產(chǎn)品的長期視覺一致性。

正因如此，二者長期把持全球OLED發(fā)光材料供應(yīng)命脈，牢牢掌控標(biāo)準(zhǔn)制定、專利布局與產(chǎn)能分配的話語權(quán)。

十年磨一劍，破解世界難題

面對外部封鎖與共性挑戰(zhàn)，中國科研力量選擇迎難而上，開啟一場橫跨十余年的自主創(chuàng)新遠(yuǎn)征。

早在2011年，清華大學(xué)段煉教授團(tuán)隊便錨定OLED材料底層邏輯，組建跨學(xué)科攻關(guān)小組，系統(tǒng)梳理分子構(gòu)效關(guān)系與器件物理機(jī)制，從源頭尋找破局支點。

他們摒棄簡單模仿國外既有路徑的慣性思維，轉(zhuǎn)而聯(lián)合維信諾、江蘇三月科技等產(chǎn)業(yè)化主體，構(gòu)建起“高校出思想、企業(yè)出場景、協(xié)同定標(biāo)準(zhǔn)”的新型研發(fā)范式，矢志打造一條具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)通路。

歷經(jīng)上千輪分子結(jié)構(gòu)迭代與器件性能驗證，團(tuán)隊最終確立pTSF（磷光輔助熱活化敏化熒光）這一全新技術(shù)架構(gòu)，徹底擺脫對既有專利體系的路徑依賴。

pTSF技術(shù)的本質(zhì)，是一場精密調(diào)控的能量定向傳遞過程。

它以高性能TADF材料作為初始能量捕獲與轉(zhuǎn)移載體，由高保真熒光染料承擔(dān)最終光子發(fā)射任務(wù)，并引入特異性磷光敏化劑精準(zhǔn)攔截逆向能量回流，從而實現(xiàn)納秒級尺度下近乎100%的能量無損躍遷，歷史性地彌合了效率、壽命與色純之間的固有矛盾。

這條自主創(chuàng)新之路布滿荊棘，亦鐫刻下多個決定性突破時刻。

2014年，pTSF概念首次公開發(fā)表，為后續(xù)研發(fā)確立理論坐標(biāo)；2019年，綠色發(fā)光單元取得實質(zhì)性飛躍，窄半峰寬熒光材料的成功合成，標(biāo)志著該技術(shù)由實驗室原理驗證邁向可工程化制造的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折。

2023年，完成千小時級加速老化測試與中試線連續(xù)蒸鍍驗證，各項參數(shù)全面達(dá)標(biāo)，正式確認(rèn)具備工業(yè)化放量條件，為大規(guī)模產(chǎn)業(yè)導(dǎo)入鋪平道路。

整個攻關(guān)進(jìn)程深度踐行“產(chǎn)學(xué)研用”深度融合機(jī)制，形成環(huán)環(huán)相扣的創(chuàng)新閉環(huán)。

清華大學(xué)聚焦分子設(shè)計、能級匹配與機(jī)理闡釋，攻克最底層科學(xué)問題；

維信諾承擔(dān)器件結(jié)構(gòu)適配、驅(qū)動算法優(yōu)化及量產(chǎn)工藝包開發(fā)，打通技術(shù)到產(chǎn)品的最后一公里；

江蘇三月科技等材料企業(yè)則專注可放大合成路線設(shè)計、批次穩(wěn)定性控制與雜質(zhì)極限管控，解決“燒杯到噸罐”的轉(zhuǎn)化難題。

在量產(chǎn)工藝攻堅階段，研發(fā)團(tuán)隊與一線工程師組成聯(lián)合突擊隊，駐廠開展三源共蒸工藝再造。

為精確調(diào)控蒸鍍速率、膜厚均勻性與界面態(tài)密度，團(tuán)隊累計開展476次工藝窗口掃描試驗，反復(fù)調(diào)試真空腔體溫度梯度與源爐功率耦合參數(shù)，最終實現(xiàn)設(shè)備兼容性提升與工藝魯棒性增強(qiáng)雙目標(biāo)達(dá)成，確保良率穩(wěn)定在99.2%以上。

量產(chǎn)落地，性能驚艷全球

十余年潛心礪劍，終得鋒芒畢露。我國自主研發(fā)的OLED關(guān)鍵材料已進(jìn)入規(guī)模化商用新階段，并率先搭載于2025年發(fā)布的多款國產(chǎn)高端移動終端。

2025年第四季度，首批采用pTSF技術(shù)的OLED面板完成終端適配認(rèn)證，正式投入旗艦機(jī)型批量供貨，實現(xiàn)從實驗室成果到消費級產(chǎn)品的完整跨越。

言叔獲悉，經(jīng)第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)實測比對，搭載國產(chǎn)pTSF材料的顯示屏相較上一代進(jìn)口方案呈現(xiàn)全方位躍升。

標(biāo)準(zhǔn)版本屏幕整機(jī)功耗下降達(dá)12.3%，MTTF（平均無故障時間）延長15.6%，顯著延長整機(jī)續(xù)航周期與整機(jī)服役年限。

寬色域定制版本則突破傳統(tǒng)DCI-P3色域邊界，全面兼容Adobe RGB與BT.2020超廣色域標(biāo)準(zhǔn)，ΔE平均值低于1.2，達(dá)到專業(yè)影像創(chuàng)作級色彩精度。

在此基礎(chǔ)上，功耗進(jìn)一步降低6.4%，使用壽命提升20.1%，用戶在觀影、修圖、游戲等多元場景中均可獲得更鮮活、更穩(wěn)定、更具沉浸感的視覺體驗。

此次突破的價值遠(yuǎn)不止于單一器件性能升級，更在于撬動整個顯示生態(tài)鏈的系統(tǒng)性進(jìn)化。

據(jù)央廣網(wǎng)披露，該技術(shù)大幅削減銥等稀缺金屬用量達(dá)83%，有效繞開歐美日企業(yè)在發(fā)光層結(jié)構(gòu)上的核心專利壁壘，助力下游面板廠降低單片材料成本約27%。

同時帶動國產(chǎn)高精度蒸鍍設(shè)備、特種有機(jī)中間體、精密掩膜版等上游環(huán)節(jié)加速迭代，推動我國新型顯示產(chǎn)業(yè)集群向更高附加值、更強(qiáng)抗風(fēng)險能力方向躍升，構(gòu)筑起兼具韌性、彈性與成長性的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈體系。

當(dāng)前，科研團(tuán)隊正全力推進(jìn)pTSF技術(shù)體系的全色域覆蓋工程，重點突破紅光與藍(lán)光材料的效率瓶頸與壽命短板。

與此同時，綠光器件的發(fā)光效率、工作壽命與光譜純度仍在持續(xù)優(yōu)化中，目標(biāo)是將外量子效率提升至35%以上，T95壽命突破5萬小時，為下一代折疊屏、Micro-OLED微顯示及AR眼鏡等前沿應(yīng)用提供堅實支撐。

結(jié)語

言叔以為，我國OLED關(guān)鍵材料的自主可控與規(guī)模商用，絕非一次孤立的技術(shù)躍遷，而是我國在全球高科技競爭格局中贏得戰(zhàn)略主動權(quán)的關(guān)鍵落子。

十余年間沉心靜氣、穩(wěn)扎穩(wěn)打，沒有浮躁喧囂，只有篤行致遠(yuǎn)——這背后折射的，是中國基礎(chǔ)研究的厚度、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化的決心與國家戰(zhàn)略的定力。

它實現(xiàn)了從原始創(chuàng)新“從0到1”的破冰，到技術(shù)擴(kuò)散“從1到N”的裂變，補(bǔ)上了我國新型顯示產(chǎn)業(yè)最關(guān)鍵的“缺芯少材”短板，也為集成電路、航空發(fā)動機(jī)、高端醫(yī)療裝備等其他“卡脖子”領(lǐng)域的協(xié)同攻堅提供了可復(fù)制、可推廣的方法論樣本。

愿中國科技持續(xù)深耕厚植，在更多關(guān)乎國計民生與國家安全的核心賽道上，跑出加速度，鑄就硬實力，書寫更多自主可控的時代答卷。