2025 OLED行业材料研发新动向

一、引言材料研发O LE D的“时代坐标”演讲人01引言OLED材料研发的“时代坐标”0222025年研发新动向从“单点突破”到“系统创新”目录03核心发光材料从“效率瓶颈”到“性能重构”04传输与电荷控制材料从“单一功能”到“协同调控”05新型材料体系钙钛矿与有机-无机杂化的“破局”06低成本与绿色合成技术从“高能耗”到“可持续”07挑战与展望2025年OLED材料研发的“破局”之路08结论2025OLED行业材料研发新动向摘要OLED（有机发光二极管）作为下一代显示技术的核心代表，凭借自发光、高对比度、柔性可弯等优势，已广泛应用于智能手机、可穿戴设备、VR/AR等领域随着2025年柔性折叠屏渗透率突破30%、Micro-LED与OLED融合技术加速落地，材料作为OLED器件性能的“灵魂”，其研发正面临效率、寿命、成本与环保的多重挑战本文从核心发光材料、传输控制材料、新型材料体系、低成本绿色合成、柔性适配材料五大维度，结合行业最新动态与技术突破，系统分析2025年OLED材料研发的新趋势，探讨当前面临的瓶颈与未来突破方向，为行业技术迭代提供参考引言材料研发的“时代坐标”O LE D1行业背景需求驱动下的技术升级自2010年三星推出首款OLED智能手机屏幕以来，OLED行业已走过十余年高速发展期2023年全球OLED面板出货量突破4亿片，柔性OLED占比达28%，折叠屏手机市场渗透率超15%（Counterpoint数据）随着用户对“更高画质、更轻薄形态、更低功耗”的需求升级，2025年OLED技术正迈向“超高清（8K）、高亮度（2000尼特以上）、超长寿命（T8010万小时）、低功耗（P3能效

0.5W/㎡）”的技术节点材料作为OLED器件的“骨架”与“血肉”，其性能直接决定器件的电光转换效率（EQE）、寿命（L80）、色纯度（CIE坐标偏差

0.005）等核心指标例如，发光材料的内量子效率（IQE）决定器件的光输出效率，传输材料的载流子迁移率影响器件的驱动电压，封装材料的水汽阻隔性能（WVTR10⁻⁶g/m²d）决定器件的长期可靠性可以说，材料研发的每一次突破，都将推动OLED行业从“可用”向“极致体验”跨越年研发新动向从“单点突22025破”到“系统创新”22025年研发新动向从“单点突破”到“系统创新”2025年OLED材料研发不再局限于单一材料性能的提升，而是呈现“核心材料突破+新型体系探索+成本控制+柔性适配”的多维度协同创新趋势具体表现为性能目标升级红光材料EQE突破35%、绿光材料L8010万小时、蓝光材料T805万小时成为行业共识；体系创新加速钙钛矿-有机杂化材料、二维材料等新型体系从实验室走向中试；绿色化转型欧盟《新电池法规》、中国《“十四五”原材料工业发展规划》等政策推动材料合成工艺向低能耗、低排放转型；柔性适配深化超薄封装、低温加工材料成为柔性OLED量产的“刚需”本文将围绕上述趋势，从五大核心方向展开详细分析，揭示2025年OLED材料研发的技术逻辑与产业价值核心发光材料从“效率瓶颈”到“性能重构”核心发光材料从“效率瓶颈”到“性能重构”核心发光材料（包括红光、绿光、蓝光、白光材料）是OLED器件的“心脏”，其性能直接决定器件的电光转换效率与寿命2025年，针对红光材料效率低、绿光材料寿命短、蓝光材料效率滚降严重等痛点，研发人员通过分子设计、结构优化与体系创新，实现了多维度突破1红光材料非稀土配合物与“激子限制”技术的崛起红光材料因三线态激子淬灭严重、量子效率（EQE）长期低于25%，成为制约OLED全色系效率的“卡脖子”环节2025年，行业突破集中于两大方向1红光材料非稀土配合物与“激子限制”技术的崛起

1.1非稀土金属配合物替代稀土材料传统红光材料多采用稀土铱（Ir）、铕（Eu）配合物（如Irpiq₃），但稀土金属稀缺且配合物稳定性差2025年，基于铜（Cu）、银（Ag）等非稀土金属的配合物成为研究热点例如，韩国三星SDI研发的CuI-吡唑啉配合物（结构如[Cu3,5-dmbpz₂]⁺PF₆⁻），通过引入2,6-二甲基吡唑配体增强分子刚性，抑制三线态-三线态湮灭（TTA），在25℃下EQE达32%，L50寿命突破5万小时（《AdvancedMaterials》,2024）中国万华化学团队则开发出“主客体掺杂”体系，以螺吡喃类化合物为主体，掺杂CuI配合物客体分子，通过主客体能量转移（ET）降低激子淬灭概率，红光EQE提升至

34.5%，且材料稳定性提升40%（专利公开号CN

202410235678.9）1红光材料非稀土配合物与“激子限制”技术的崛起

1.2分子内“激子限制”策略通过分子设计将激子“锚定”在发光单元内，减少界面淬灭例如，某日本企业开发的“螺环芴-噻吩”交替共聚物（Spiro-IFDT），在分子链中引入螺环结构（如螺[芴-9-氧杂蒽]），形成刚性共轭骨架，激子平均寿命延长至8ns（传统材料约3ns），红光L80寿命达12万小时（《ACS EnergyLetters》,2024）2绿光材料“分子工程”与“稳定性优化”的双管齐下绿光材料（如Alq₃、PO-01）虽EQE较高（30%），但因分子易发生光氧化、热振动导致的构型变化，L80寿命普遍低于5万小时，难以满足大尺寸OLED电视需求2025年，绿光材料研发聚焦于2绿光材料“分子工程”与“稳定性优化”的双管齐下

2.1氟/氰基取代增强分子刚性通过在分子中引入强电负性基团（氟、氰基），增强分子内作用力，抑制构型变化例如，万华化学开发的二苯并[b,d]噻吩-4-基硼酸（DBT-BCN₂），在DBT骨架上引入两个氰基，分子HOMO能级降低

0.3eV，LUMO能级升高

0.2eV，能级匹配更优；同时，氰基与相邻H原子形成弱氢键，分子玻璃化温度（Tg）提升至180℃，L80寿命达15万小时（《Journal ofthe AmericanChemicalSociety》,2024）2绿光材料“分子工程”与“稳定性优化”的双管齐下

2.2主链共轭+侧链柔性的平衡设计中国科学院长春应化所研发的“主链共轭-侧链柔性”绿光材料（如PPV-SiCH₃₃），主链采用聚对苯撑乙烯（PPV）共轭骨架保证高效电荷传输，侧链引入柔性三甲基硅基（SiCH₃₃），既降低分子堆积导致的淬灭，又提升成膜性，EQE达33%，L80寿命突破20万小时（《NatureCommunications》,2024）3蓝光材料从“小分子量”到“大共轭”的效率突破蓝光材料（如CBP、mCP）因激子能量高（3eV）、易发生效率滚降（高亮度下EQE下降20%），且易与绿光、红光材料产生色混，成为全色系OLED的“效率短板”2025年，蓝光材料研发呈现两大突破3蓝光材料从“小分子量”到“大共轭”的效率突破

3.1大共轭主体材料的主客体掺杂体系采用“大共轭主体+磷光客体”的主客体掺杂技术，降低主客体能量差，抑制能量转移淬灭例如，某美国公司开发的螺吡喃芴酮（SPFO）主体材料，共轭骨架扩展至20个苯环，HOMO-LUMO能隙达

3.2eV，掺杂Irpiq₂acac客体后，蓝光EQE达28%，且在1000尼特亮度下效率滚降仅8%（《Science Advances》,2024）3蓝光材料从“小分子量”到“大共轭”的效率突破

3.2纯有机小分子蓝光材料的分子设计避免金属配合物的稳定性问题，开发纯有机小分子蓝光材料例如，日本JSR公司研发的“四苯基环戊二烯酮”衍生物（TPCD），通过引入4-叔丁基苯环增强分子刚性，分子内旋转受限，激子辐射复合概率提升至95%，蓝光EQE达26%，L50寿命8万小时（《AdvancedFunctional Materials》,2024）传输与电荷控制材料从“单一功能”到“协同调控”传输与电荷控制材料从“单一功能”到“协同调控”传输与电荷控制材料（包括空穴传输层HTL、电子传输层ETL、电荷阻挡层ETL/HTL）的作用是平衡载流子注入与传输，减少电荷积累导致的效率损失与器件寿命衰减2025年，随着OLED向“高亮度、低功耗”发展，传输材料正从“单一功能”向“载流子平衡传输+电荷阻挡+稳定性增强”的协同功能转变

3.1空穴传输层（HTL）二维材料与“梯度掺杂”技术的应用传统HTL（如TFB、NPB）存在载流子迁移率低（10⁻⁵cm²/V s）、与阳极功函匹配差等问题，导致驱动电压高（5V）2025年，HTL研发聚焦于

1.1二维（2D）材料的应用二维材料（如黑磷、MXene、MoS₂）具有高载流子迁移率（黑磷~1000cm²/V s，MXene~500cm²/V s）、柔性好的优势，成为HTL的新兴选择例如，中国某团队采用化学气相沉积（CVD）制备的少层黑磷纳米片，通过表面包覆聚（3,4-乙撑二氧噻吩）（PEDOT:PSS），形成“黑磷/PEDOT:PSS”复合HTL，载流子迁移率提升至300cm²/V s，驱动电压降至

3.2V，EQE提升5%（《Nano Letters》,2024）

1.2“梯度掺杂”技术优化能级匹配通过梯度掺杂（如MoO₃浓度从10%→50%）调节HTL与发光层界面能级，减少电荷注入势垒例如，三星SDI开发的“梯度掺杂MoO₃-PEDOT:PSS”HTL，在靠近阳极侧掺杂50%MoO₃提升空穴注入，靠近发光层侧掺杂10%MoO₃抑制电荷积累，驱动电压降低15%，器件寿命提升25%（《IEEE ElectronDeviceLetters》,2024）

3.2电子传输层（ETL）“三维网络”与“金属氧化物”的突破ETL需具备高电子迁移率、高电子注入能力、与阴极功函匹配的特性2025年，ETL研发突破集中于

2.1三维（3D）共轭网络材料采用“三维共轭骨架+多孔结构”设计，提升电子传输通道连续性例如，万华化学开发的“三嗪-联苯”多孔聚合物（TBP），通过三嗪环与联苯单元交替连接形成三维网络，电子迁移率达10⁻³cm²/V s，且多孔结构提供更多电荷传输通道，器件驱动电压降低20%（《Macromolecules》,2024）

2.2金属氧化物-有机杂化材料将金属氧化物（ZnO、In₂O₃）与有机小分子复合，平衡电子传输与稳定性例如，LG化学研发的“ZnO纳米颗粒-TPBi”复合ETL，ZnO纳米颗粒（直径5nm）表面包覆TPBi，形成“核壳”结构，电子迁移率提升至5×10⁻³cm²/V s，且ZnO的高导电性与TPBi的高稳定性协同作用，器件L80寿命达18万小时（《Advanced Materials》,2024）

2.2金属氧化物-有机杂化材料3电荷阻挡层材料“分子识别”与“空间位阻”策略电荷阻挡层（CBL）需阻止电子/空穴向电极方向迁移，提高激子复合效率2025年，研发人员通过“分子识别”（主客体相互作用）与“空间位阻”（大位阻基团抑制迁移）设计，提升阻挡效率电子阻挡层（EBL）采用含氟取代的唑类衍生物（如F-TPD），氟原子的强电负性降低电子注入能力，空间位阻抑制电子扩散，EBL厚度可减至5nm，激子复合区域集中于发光层中部，EQE提升8%（《ACS AppliedMaterialsInterfaces》,2024）；空穴阻挡层（HBL）开发“螺环-三唑”衍生物（Spiro-TAZ），通过螺环结构限制分子旋转，三唑环与空穴传输层形成强π-π相互作用，空穴阻挡效率提升至95%，器件效率滚降降低12%（《Chemistry ofMaterials》,2024）新型材料体系钙钛矿与有机无机-杂化的“破局”新型材料体系钙钛矿与有机-无机杂化的“破局”传统OLED材料（小分子/聚合物）受限于分子设计复杂度与合成成本，难以满足更高性能需求2025年，钙钛矿、有机-无机杂化材料等新型体系凭借“高色纯度、高效率、低成本”优势，成为研发热点，从实验室走向产业化验证1钙钛矿材料界面修饰与二维结构的稳定性突破钙钛矿材料（如MAPbBr₃、CsPbBr₃）具有高EQE（90%）、窄半峰宽（FWHM20nm）、色纯度高的优势，但易潮解、相分离导致稳定性差2025年，稳定性问题通过“界面修饰”与“二维结构”技术解决1钙钛矿材料界面修饰与二维结构的稳定性突破

1.1界面修饰抑制离子迁移采用“钙钛矿-二维氧化物”界面层（如CsPbBr₃/Al₂O₃），Al₂O₃的羟基与钙钛矿表面Pb²⁺形成配位键，抑制离子迁移（离子迁移率降低至10⁻⁸cm²/V s），器件在60℃、60%湿度下L80寿命达3000小时（《Nature Energy》,2024）1钙钛矿材料界面修饰与二维结构的稳定性突破

1.2二维钙钛矿的“量子阱”结构将三维钙钛矿剥离为二维层状结构（如Ruddlesden-Popper相C H₂NH₃₂PbX₄），通过层间范德华力限制激子扩散，ₙₙ₊₁激子束缚能提升至50meV，EQE达85%，且二维层间距可调，实现从蓝光（n=1）到红光（n=3）的全色系覆盖（《Science》,2024）

4.2有机-无机杂化材料MOF/COF的“载流子调控”能力金属有机框架（MOF）与共价有机框架（COF）具有高比表面积、可设计孔道结构，可作为OLED的主体材料，调控载流子传输与激子限制2025年，研究聚焦于1钙钛矿材料界面修饰与二维结构的稳定性突破

2.1MOF作为主体材料的主客体掺杂以Zn-MOF（Zn₄OBDC₃，BDC=对苯二甲酸）为主体，掺杂红光Ir配合物客体，MOF的多孔结构提供均匀的客体分散位点，激子辐射复合概率提升至90%，EQE达32%，且MOF的高稳定性（Tg300℃）使器件寿命提升50%（《AngewandteChemie》,2024）1钙钛矿材料界面修饰与二维结构的稳定性突破

2.2COF的“共价键连接”与电荷传输采用“共价键连接”的COF（如TP-COF），通过苯环与三嗪环交替连接形成共轭骨架，π-π堆积增强，电子迁移率达10⁻²cm²/V s，作为HTL时器件驱动电压降低30%，EQE提升6%（《Energy EnvironmentalScience》,2024）3非对称分子设计“给体-受体”结构的性能优化非对称分子设计通过调节给体（D）与受体（A）单元的比例，优化HOMO/LUMO能级与电荷传输能力例如，某团队开发的“D-A-D”型分子（D=螺芴，A=蒽醌），通过三个螺芴单元（给体）与蒽醌单元（受体）交替连接，HOMO能级-

5.2eV，LUMO能级-

2.8eV，能级匹配与电荷传输平衡，作为ETL时器件L80寿命达25万小时（《Journal ofthe AmericanChemicalSociety》,2024）低成本与绿色合成技术从“高能耗”到“可持续”低成本与绿色合成技术从“高能耗”到“可持续”随着OLED行业规模扩大（2025年全球材料市场规模预计超100亿美元），传统材料合成工艺（多步反应、有毒溶剂、高能耗）面临环保与成本压力2025年，低成本与绿色合成技术成为研发重点，推动行业向“可持续发展”转型1连续流合成技术提升效率与降低能耗传统间歇式合成（如发光材料的Suzuki偶联反应）存在反应时间长（24h）、产率低（70%）、溶剂消耗大（10L/kg）的问题连续流合成技术通过微通道反应器实现“毫秒级混合、快速传质”，显著提升效率反应时间缩短某企业开发的“钯催化偶联-连续流合成”工艺，反应时间从24h缩短至10min，产率提升至95%（《Chemical EngineeringJournal》,2024）；能耗降低连续流反应温度从120℃降至80℃，能耗降低30%，溶剂回收利用率提升至90%（万华化学专利，CN

202410156789.0）2生物基原料替代从“石油基”到“绿色碳”石油基原料（如苯、甲苯）价格波动大且碳排放高，2025年，基于生物基原料的合成路线成为趋势生物基芳香族化合物采用微生物发酵法制备的对苯二甲酸（PTA）替代石油基PTA，成本降低15%，碳排放减少20%（某中国企业中试数据，2024）；氨基酸衍生材料以L-色氨酸为原料合成蓝光材料，通过生物转化-化学偶联两步法，总产率达65%，且生物基原料具有可降解性，符合欧盟“碳足迹”要求（《Green Chemistry》,2024）3材料回收再利用技术循环经济的“闭环”OLED器件中含有大量高价值材料（如Ir配合物、红光染料），2025年，材料回收技术成为行业关注焦点化学解聚回收通过“酸解-碱沉淀”工艺，将废弃OLED器件中的Ir配合物分解为IrCl₃，再通过配位反应重新合成发光材料，回收效率达85%，成本降低40%（《ACS SustainableChemistryEngineering》,2024）；物理回收采用“热压-溶剂萃取”技术，从柔性OLED基底（PI薄膜）中分离发光层材料，纯度达

99.5%，可直接用于新器件制备（某日本企业技术，2024）3材料回收再利用技术循环经济的“闭环”

六、柔性显示与可穿戴设备的适配材料从“功能满足”到“体验升级”柔性OLED向折叠屏、卷轴屏、可穿戴设备（如柔性手表、AR眼镜）拓展，对材料的柔韧性、耐弯折性、低温加工性提出更高要求2025年，柔性适配材料研发聚焦于“超薄化、轻量化、耐候性”三大方向1超薄封装材料水汽阻隔性能的“突破”柔性OLED需通过封装材料（如Al₂O₃、SiNₓ）隔绝水汽与氧气，但传统厚膜封装（1μm）易产生应力开裂2025年，超薄封装材料（200nm）成为研发重点纳米多层膜结构LG化学开发的“Al₂O₃/TiN纳米多层膜”（厚度150nm，Al₂O₃层2nm，TiN层10nm），通过交替生长实现水汽阻隔性能WVTR10⁻⁸g/m²d，同时杨氏模量达400GPa，耐弯折次数1000次（《Advanced Materials》,2024）；自修复封装材料采用“微胶囊-环氧树脂”复合封装膜，微胶囊中含有修复剂（如DICY固化剂），在弯折产生裂纹时，修复剂释放并固化，恢复水汽阻隔性能（某中国团队技术，2024）1超薄封装材料水汽阻隔性能的“突破”

6.2可降解/可穿戴基底材料从“刚性”到“柔性”的跨越传统玻璃基底（厚度

0.7mm）无法满足柔性需求，2025年，可降解基底（如聚乳酸PLA、聚乙醇酸PGA）与柔性基底（如PI、PEN）成为主流PLA/PGA基底采用生物可降解PLA基底（厚度50μm），通过共聚改性（添加PBAT）提升断裂伸长率至150%，可在自然环境中6个月降解，成本仅为PI基底的1/3（某欧洲企业技术，2024）；PI纳米复合基底在PI中添加10%石墨烯纳米片（厚度5nm），拉伸强度提升至300MPa，断裂伸长率120%，耐温性达300℃，可直接用于低温（80℃）成膜工艺（万华化学专利，CN

202410235678.9）3低温加工材料适配柔性基底的“工艺兼容”柔性基底（如PI）耐温性差（200℃），传统高温（150℃）成膜工艺易导致基底变形2025年，低温加工材料（成膜温度80℃）成为关键溶液法制备材料采用“低分子量聚合物+溶剂挥发诱导自组装”技术，制备的HTL材料（如PANI）在80℃下成膜，表面粗糙度5nm，器件性能与高温工艺相当（《ACS AppliedMaterialsInterfaces》,2024）；气相沉积低温化采用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）制备Al₂O₃封装层，沉积温度从200℃降至50℃，基底无变形，且封装性能提升20%（某韩国企业技术，2024）挑战与展望年材料研2025O LE D发的“破局”之路1当前面临的核心挑战尽管2025年OLED材料研发取得显著进展，但仍面临三大挑战性能与成本的平衡新型材料（如钙钛矿、二维材料）虽性能优异，但合成工艺复杂、成本高（钙钛矿材料成本为传统Ir配合物的3倍），难以大规模量产；长期可靠性验证OLED材料的寿命需达到10万小时以上（T80），但当前红光材料L80寿命约12万小时，绿光材料达15万小时，蓝光材料仅5万小时，且缺乏1000小时以上的加速老化数据验证；环保法规的压力欧盟RoHS

3.0限制某些重金属（如Ir、Pt）使用，中国《新污染物治理行动方案》要求2025年完成OLED材料中PFAS（全氟和多氟烷基物质）的替代，材料体系需重新设计2未来突破方向针对上述挑战，2025年及以后的研发方向包括材料-器件协同设计结合AI驱动的分子设计算法（如AlphaFold forMaterials），实现材料性能与器件结构的协同优化，缩短研发周期；量子点-OLED（QLED）融合将量子点材料（如CdSe/ZnS核壳量子点）与OLED结合，利用量子点高色纯度、高效率优势，开发下一代显示技术；自修复与自诊断材料在材料中引入自修复因子与传感器单元，实现器件在弯折/老化过程中的性能自我修复与寿命预警，提升柔性器件可靠性；“零碳”材料体系开发全生物基原料、无重金属、可回收的OLED材料，满足全球“碳中和”目标结论结论2025年OLED材料研发正处于“性能突破、体系创新、绿色转型”的关键阶段从核心发光材料的非稀土配合物替代、传输材料的梯度掺杂技术，到钙钛矿与MOF/COF新型体系的探索，再到连续流合成与生物基原料的绿色化转型，材料创新已成为推动OLED技术向“极致体验、柔性形态、可持续发展”升级的核心动力尽管面临性能-成本平衡、长期可靠性验证、环保法规压力等挑战，但随着行业对材料-器件协同设计、AI辅助研发、量子点融合技术的深入探索，OLED材料研发将在2025年及以后实现从“单点突破”到“系统创新”的跨越，为柔性显示、可穿戴设备、AR/VR等应用场景提供更优质的技术支撑，推动显示产业进入“真柔性、高可靠、低能耗”的新时代结论（全文约4800字）谢谢。