芯耀
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编者按：面板尺寸与性能的升级，本质上是底层材料科学的突破，而中国OLED产业的真正强大，必须建立在关键材料自主可控的基础之上。《中国电子报》从本期起推出“高世代OLED浪潮下的发光材料革命”系列报道，以高世代OLED产业浪潮为宏观背景，聚焦其最核心的上游环节——发光材料，通过“技术革新”与“供应链自主化”两大核心视角，系统解构这场正在发生的产业深层变革。
当前，全球面板头部企业竞相投建更高世代（如8.6代）OLED产线，在面板显示面积扩大的同时，对屏幕核心发光材料的效率、功耗、发光均匀性、使用寿命、抗衰减能力等方面也提出了全方位升级的要求。这一系列挑战，最终指向OLED行业困扰多年的“不可能三角”难题——即同时实现高发光效率、高色纯度与长使用寿命。
随着高世代OLED量产进程加速，这一行业共性难题亟待破解，发光材料技术迭代进程也随之提速。日前，由清华大学与江苏三月科技股份有限公司（以下简称“三月科技”）联合研发的第四代OLED核心材料——pTSF技术已在维信诺面板上实现量产商用，将这一新技术推向大众视野。OLED核心发光材料的技术突破或将从根本上重塑显示画质、使用寿命与成本规则的底层逻辑，让“不可能”变为“可能”。
逐高求好，对发光材料要求“倍增”
从主要生产手机屏幕的第6代（G6）产线，迈向瞄准平板、笔记本电脑和电视的第8.6代（G8.6）产线，高世代面板绝非简单的尺寸放大。它像一面“放大镜”，将此前可能被忽略的材料性能短板成倍地凸显出来。
“随着显示面积大幅增加，OLED面板对发光效率的需求显著提升，这不仅关系到终端产品的功耗控制，还直接影响大尺寸面板的散热效果。”清华大学化学系段炼教授在接受《中国电子报》记者采访时指出，屏幕越大，发光时产生的热量就越多，若材料效率低下，将导致严重的散热难题和可靠性风险。
更大的挑战来自“一致性”。当屏幕面积扩展数倍，如何确保屏幕中心与边缘的色彩、亮度均匀如一？这对材料的成膜均匀性和批次稳定性提出了毫米乃至纳米级的精度要求。“面板发光均匀性是影响视觉体验的关键，要求材料在不同区域的发光强度、色坐标保持高度一致。”三月科技创始人、技术负责人李崇博士向《中国电子报》记者强调。此外，用户对大尺寸产品的使用寿命预期更高，这倒逼材料的化学稳定性和抗衰减能力必须同步升级，以应对更长的使用周期。
而OLED发光材料的“不可能三角”，即发光效率、色纯度与器件使用寿命三者难以同时达到理想水平，通常提升效率可能导致色纯度下降或器件使用寿命缩短，追求高色纯度和器件长使用寿命又可能牺牲效率，这一矛盾长期制约着OLED向更大尺寸、更高性能普及。
北京鼎材科技股份有限公司OLED事业部总经理刘嵩在接受《中国电子报》记者采访时强调，随着高世代OLED量产进程加速，OLED发光材料打破“不可能三角”难题也需尽快提上日程。
四代材料，渐进式破解“不可能三角”
而OLED发光材料的持续突破，或让“不可能”变得“可能”，不妨先来简要回顾OLED发光材料的发展历史。
第一代荧光技术作为OLED发光材料技术的发端，其分子结构稳定、成本低，至今仍是蓝光材料的主流方案。但受限于单线态激子发光原理，其理论内量子效率上限仅62.5%，效率不足成为明显短板。
为突破效率瓶颈，第二代磷光技术应运而生。“通过引入重金属原子，让单线态和三线态激子都能发光，理论内量子效率接近100%。”刘嵩表示，但重金属的使用推高了成本，且三线态激子辐射速率慢，导致蓝光、宽色域绿光材料使用寿命受限。
第三代TADF（热活化延迟荧光）技术通过精巧的分子设计（让三重态激子转化为单线态发光），同样能实现100%理论效率，且无须依赖昂贵的重金属元素，有望显著降低材料成本。但这项技术产业化之路步履维艰，存在“高亮度时效率低、稳定性差的缺点”。
在此背景下，第四代pTSF（磷光辅助热活化敏化荧光）技术脱颖而出。据清华大学段炼教授介绍，pTSF技术核心在于构建一个由“TADF特性主体材料+磷光敏化剂+窄谱荧光发光材料”组成的精密协作体系。在这个体系中，三者各司其职：TADF主体负责高效收集和传递能量；磷光敏化剂充当高效的“定向能量桥梁”；最终由窄谱荧光染料发出高纯度的光。
“pTSF技术是融合了TADF材料和磷光材料敏化发光的新一代敏化发光技术，通过多通道的能量转移，实现主客体之间更加充分的能量传递。”刘嵩解释道，这种“团队协作”模式，巧妙结合了磷光的高能量利用率和荧光的高稳定性与色纯度优势，直指“不可能三角”的核心矛盾。
实测数据印证了其突破性。据了解，目前，基于pTSF技术所开发的绿光器件相比已经实用化的磷光器件，在相同色度下效率提升20%以上、使用寿命提升50%以上；并且可实现磷光器件无法获得的大于95%BT.2020色域范围。
基于和清华的产学研合作，三月科技所开发的系列产业化材料的验证数据也显示，其pTSF材料在效率、使用寿命和色彩表现上全面优于第二代磷光材料，同时因减少对贵金属的依赖，在成本控制上展现出显著潜力。
后发先至，我国跻身发光材料竞赛前列
在这场抢占未来显示产业制高点的发光材料竞赛中，全球主要科技强国依据自身优势，选择了不同的切入路径。
据李崇介绍，日本作为TADF技术的发源地，九州大学最早提出相关概念，后续日本企业侧重纯TADF材料的分子设计与工艺优化，聚焦中小尺寸显示应用，专利布局集中在早期核心分子结构和基础应用场景；韩国依托下游面板产业优势，在TADF材料的产业化适配、批量生产稳定性控制方面进展较快，技术路线更倾向于“材料-器件-终端”协同开发，专利布局侧重应用层面的工艺改进；德国等欧洲国家则聚焦基础研究与特殊应用场景，在光物理机制研究、高端工业显示材料研发方面有深厚积累，专利布局偏向细分场景创新。
“而中国在该领域的发展呈现‘后发先至’的特点。”李崇分析道。早在2011年，清华大学段炼教授便提出了TSF（热活化敏化荧光）技术的原理，奠定了国内自主创新的基础。在后续与产业界的紧密合作中，研究团队发现了更优解。
“在TSF的器件中，存在TADF材料亮态和暗态的循环，影响了器件的效率和使用寿命；而在发光层引入少量的磷光辅助敏化剂（p），可以打断该循环，实现器件性能的大幅提升。2014年，我们申请了pTSF技术专利，相比国外方案结构更简单实用。”段炼介绍道。
正是这种对技术的持续深耕和快速迭代能力，让中国团队在pTSF技术路线上抓住了时间窗口。目前，相关产学研联合体在该领域已累计申请发明专利超过300项，形成较为完整的知识产权保护体系，有效突破海外企业在传统磷光、纯TADF领域的专利封锁，构建自主技术壁垒。
2025年年底，维信诺作为面板厂商代表宣布pTSF技术的突破与量产，也是全产业链共同推动的结果。
“伴随着中国OLED显示面板产能的不断释放，我国的OLED上游原材料得到了长足的发展……以有机发光材料为例，其国产配套比例由2020年不足10%，到现在已经达到了40%左右。”刘嵩表示。
李崇指出，随着pTSF等自主技术的成熟，中国材料企业已从“跟随”进入“并跑”乃至“换道领跑”阶段，并开始吸引国际顶级面板企业的关注与合作。
跨越鸿沟，一旦量产应用前景无限
一项技术的真正价值，不在于实验室里的漂亮数据，而在于能否稳定量产、走进普通人的生活。pTSF技术的量产之路，曾遭遇双重“拦路虎”。其产业化瓶颈不仅在于材料本身需要达到99.9%以上的超高纯度，还涉及面板制造端的工艺适配。
“早期的pTSF技术成果需要面板客户对现有的蒸镀工艺进行一些改进，因此AMOLED面板厂商持观望态度。”刘嵩坦言。
然而，随着材料性能的持续迭代和以维信诺为代表的中国OLED面板厂商对“三源共蒸”等关键工艺的攻克，障碍被逐一扫清。成熟的材料生产体系和严格的品控，为规模化供应提供了保障。
业内人士普遍认为，一旦跨越量产门槛，pTSF等新一代材料的应用前景将豁然开朗，并将有力推动OLED向更多高端和严苛场景渗透：在高端电视领域，其高色纯度特性可助力实现更广的BT.2020色域标准，满足专业影音和内容创作的需求；在车载显示领域，优异的使用寿命、高温稳定性和全视角一致性，正契合智能座舱中控屏、仪表盘等对安全与可靠性的极致要求；在IT产品领域（如笔记本电脑），高效率与低功耗特性有助于打造更轻薄、续航更长的移动设备；此外，也为柔性、透明等创新显示形态提供了更优异的材料基础。
展望未来，发光材料的技术竞赛将进入更为复杂和深刻的阶段。刘嵩认为，“未来OLED发光材料的竞争焦点仍然是知识产权的竞争”。这包括围绕新发光原理的基础专利布局，以及随着器件结构日益复杂而产生的海量材料组合与应用专利。
李崇进一步将未来3~5年的竞争焦点归纳为四个方面：在pTSF技术的深度优化与规模化应用方面，将持续提升效率、使用寿命和色纯度，并优化量产工艺，巩固先发优势；在无重金属、低成本高效材料的研发方面，将顺应环保趋势，发展更绿色、更具成本竞争力的材料体系；在特殊应用场景的定制化开发方面，将针对车载、AR/VR等差异化需求，开发具有特定耐受性或性能表现的材料；在工艺适配性的提升方面，将开发能同时兼容蒸镀、印刷等多种工艺的通用性或易转换材料，为面板厂提供更大的生产柔性。
作者丨谷月编辑丨邱江勇美编丨马利亚监制丨赵晨
