前言

一则令人振奋的重大进展传来:我国在OLED核心功能材料这一战略高地取得里程碑式突破,不仅完成技术原理验证与工程化攻关,更实现全链条自主量产与规模化商用,一举终结日韩企业长达十余年的全球主导格局。

从此,国产智能手机、超高清电视、智能穿戴设备乃至车载显示系统所搭载的OLED面板,其发光层关键组分将全部源自本土研发与制造——中国“屏”终于拥有了真正属于自己的光源内核。

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由清华大学牵头,联合江苏三月科技、合肥鼎材科技及维信诺等骨干力量,基于原创性pTSF技术路线开发的新一代OLED发光材料已稳定交付产线,标志着我国显示基础材料领域正式迈入全球领跑阶段。

这项凝结十余载心血的系统性成果,承载着数代科研人员夜以继日的探索与坚守。那么,这场跨越周期的技术突围究竟如何展开?它又将如何重塑终端体验、重构产业生态、赋能国家科技自立自强?

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攻坚之需

在此次突破落地之前,我国显示工业长期陷于一种结构性失衡:整机制造能力全球领先,但上游高端材料供给能力严重缺位。

言叔还记得,无论是客厅里的85英寸4K OLED电视、掌心里的折叠旗舰手机,还是新能源汽车座舱中的曲面中控屏、教育办公用的高刷平板,只要采用OLED成像方案,其核心发光单元几乎全部依赖海外进口材料供应。

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或许不少读者尚未意识到,OLED关键材料实为整块屏幕的“光学引擎”,直接决定画面亮度、色彩还原度、能耗水平与使用寿命;缺失这一环,再先进的面板设计也难以转化为真实可用的视觉产品,更遑论在全球显示版图中掌握定义权与发展主导权。

持续依赖外部供给,不仅抬升整机厂商采购成本,更使供应链安全面临多重不确定性,在关键技术节点上始终缺乏议价能力与响应弹性。

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更为严峻的是,OLED材料体系长期受制于国际公认的“效率—寿命—色纯”三重约束难题,即业界所称的“不可能三角”——三项核心指标难以同步优化,全球主流技术路径均存在明显性能短板。

据央广网权威报道,尽管OLED已演进至第三代技术平台,该瓶颈仍未被根本性破解。

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第一代荧光体系具备优异色纯表现,但电光转化效率偏低;第二代磷光体系发光效率跃升,却高度依赖铱、铂等稀有贵金属,且红绿蓝三基色中蓝色器件色纯度始终不理想;第三代热活化延迟荧光(TADF)材料虽规避贵金属使用,但在高温高湿工况下的长期稳定性及窄谱发射能力仍显不足。

即便坐拥全球最大市场份额的日韩头部企业,亦未能跳出这一技术困局。

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韩国三星所用材料虽拥有较高外量子效率,但因大量采用贵金属配合物,致使量产成本居高不下,制约中端机型普及节奏。

日本出光兴产主推材料在色域覆盖方面尚可圈点,但器件运行数百小时后即出现明显色偏与亮度衰减,影响终端产品的长期视觉一致性。

正因如此,二者长期把持全球OLED发光材料供应命脉,牢牢掌控标准制定、专利布局与产能分配的话语权。

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十年磨一剑,破解世界难题

面对外部封锁与共性挑战,中国科研力量选择迎难而上,开启一场横跨十余年的自主创新远征。

早在2011年,清华大学段炼教授团队便锚定OLED材料底层逻辑,组建跨学科攻关小组,系统梳理分子构效关系与器件物理机制,从源头寻找破局支点。

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他们摒弃简单模仿国外既有路径的惯性思维,转而联合维信诺、江苏三月科技等产业化主体,构建起“高校出思想、企业出场景、协同定标准”的新型研发范式,矢志打造一条具有完全自主知识产权的技术通路。

历经上千轮分子结构迭代与器件性能验证,团队最终确立pTSF(磷光辅助热活化敏化荧光)这一全新技术架构,彻底摆脱对既有专利体系的路径依赖。

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pTSF技术的本质,是一场精密调控的能量定向传递过程。

它以高性能TADF材料作为初始能量捕获与转移载体,由高保真荧光染料承担最终光子发射任务,并引入特异性磷光敏化剂精准拦截逆向能量回流,从而实现纳秒级尺度下近乎100%的能量无损跃迁,历史性地弥合了效率、寿命与色纯之间的固有矛盾。

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这条自主创新之路布满荆棘,亦镌刻下多个决定性突破时刻。

2014年,pTSF概念首次公开发表,为后续研发确立理论坐标;2019年,绿色发光单元取得实质性飞跃,窄半峰宽荧光材料的成功合成,标志着该技术由实验室原理验证迈向可工程化制造的关键转折。

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2023年,完成千小时级加速老化测试与中试线连续蒸镀验证,各项参数全面达标,正式确认具备工业化放量条件,为大规模产业导入铺平道路。

整个攻关进程深度践行“产学研用”深度融合机制,形成环环相扣的创新闭环。

清华大学聚焦分子设计、能级匹配与机理阐释,攻克最底层科学问题;

维信诺承担器件结构适配、驱动算法优化及量产工艺包开发,打通技术到产品的最后一公里;

江苏三月科技等材料企业则专注可放大合成路线设计、批次稳定性控制与杂质极限管控,解决“烧杯到吨罐”的转化难题。

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在量产工艺攻坚阶段,研发团队与一线工程师组成联合突击队,驻厂开展三源共蒸工艺再造。

为精确调控蒸镀速率、膜厚均匀性与界面态密度,团队累计开展476次工艺窗口扫描试验,反复调试真空腔体温度梯度与源炉功率耦合参数,最终实现设备兼容性提升与工艺鲁棒性增强双目标达成,确保良率稳定在99.2%以上。

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量产落地,性能惊艳全球

十余年潜心砺剑,终得锋芒毕露。我国自主研发的OLED关键材料已进入规模化商用新阶段,并率先搭载于2025年发布的多款国产高端移动终端。

2025年第四季度,首批采用pTSF技术的OLED面板完成终端适配认证,正式投入旗舰机型批量供货,实现从实验室成果到消费级产品的完整跨越。

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言叔获悉,经第三方权威机构实测比对,搭载国产pTSF材料的显示屏相较上一代进口方案呈现全方位跃升。

标准版本屏幕整机功耗下降达12.3%,MTTF(平均无故障时间)延长15.6%,显著延长整机续航周期与整机服役年限。

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宽色域定制版本则突破传统DCI-P3色域边界,全面兼容Adobe RGB与BT.2020超广色域标准,ΔE平均值低于1.2,达到专业影像创作级色彩精度。

在此基础上,功耗进一步降低6.4%,使用寿命提升20.1%,用户在观影、修图、游戏等多元场景中均可获得更鲜活、更稳定、更具沉浸感的视觉体验。

此次突破的价值远不止于单一器件性能升级,更在于撬动整个显示生态链的系统性进化。

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据央广网披露,该技术大幅削减铱等稀缺金属用量达83%,有效绕开欧美日企业在发光层结构上的核心专利壁垒,助力下游面板厂降低单片材料成本约27%。

同时带动国产高精度蒸镀设备、特种有机中间体、精密掩膜版等上游环节加速迭代,推动我国新型显示产业集群向更高附加值、更强抗风险能力方向跃升,构筑起兼具韧性、弹性与成长性的现代产业链体系。

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当前,科研团队正全力推进pTSF技术体系的全色域覆盖工程,重点突破红光与蓝光材料的效率瓶颈与寿命短板。

与此同时,绿光器件的发光效率、工作寿命与光谱纯度仍在持续优化中,目标是将外量子效率提升至35%以上,T95寿命突破5万小时,为下一代折叠屏、Micro-OLED微显示及AR眼镜等前沿应用提供坚实支撑。

结语

言叔以为,我国OLED关键材料的自主可控与规模商用,绝非一次孤立的技术跃迁,而是我国在全球高科技竞争格局中赢得战略主动权的关键落子。

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十余年间沉心静气、稳扎稳打,没有浮躁喧嚣,只有笃行致远——这背后折射的,是中国基础研究的厚度、产业转化的决心与国家战略的定力。

它实现了从原始创新“从0到1”的破冰,到技术扩散“从1到N”的裂变,补上了我国新型显示产业最关键的“缺芯少材”短板,也为集成电路、航空发动机、高端医疗装备等其他“卡脖子”领域的协同攻坚提供了可复制、可推广的方法论样本。

愿中国科技持续深耕厚植,在更多关乎国计民生与国家安全的核心赛道上,跑出加速度,铸就硬实力,书写更多自主可控的时代答卷。