掌控屏幕之光，尽在你的掌握

五彩缤纷的手机屏幕、多项功能的车载显示、可弯曲收纳的超薄面板、以及电影中常见的透明屏等，在清华大学举办的pTSF（磷光辅助热活化敏化荧光）技术论坛上成为众人关注的焦点。

各种类型屏幕的诞生，离不开科研团队多年坚守与努力。清华大学与维信诺科技股份有限公司等合作，携手攻克技术难关，从技术路线的选择到性能验证再到工艺优化不断突破，最终使第四代pTSF技术实现量产商用，让我国OLED（有机发光二极管）核心材料发展迈上自主引领的新台阶，将显示屏的光彩牢牢掌握在本土企业手中。

段炼教授表示，当前显示技术正在向超高清、全场景、低碳趋势快速升级。然而有机发光材料长期被国外企业掌控，限制行业的发展。pTSF技术的研发推动了我国OLED产业实现自主创新与赶超。

明确创新方向

显示行业一直追求高效率、长寿命及高色纯度，但在OLED材料领域，这三大目标传统认为难以兼得，被称为“不可能三角”。

实现高效率与长寿命本就十分艰难，要保证色纯度则更是挑战。OLED技术发展已来到第三代，仍难以解决这个问题：第一代的荧光材料色纯度高但效率低；第二代磷光材料效率高而色彩不够鲜明且依赖贵金属；第三代热活化延迟荧光（TADF）材料效率高却稳定性和色纯度不足。

段炼教授回忆，2011年看到国外舆情网TADF材料取得突破时，国内技术差距一度被扩大。不过细致研究后发现，TADF材料在国外虽有进展，但色谱宽广，色纯度并不理想，显示效果不够生动。

段炼意识到，不必让TADF作为主要发光材料，而是作为敏感能量的传递者，把光能输送给高色纯度荧光染料，或许可以解决难题。于是他率团队投入热活化敏化荧光（TSF）技术研发。

团队通过接力方式传递能量。张东东副研究员用田径赛形象比喻：第一棒由“TADF运动员”敏化能量，迅速交给第二棒“高色纯度荧光运动员”，由后者完成光的最终输出。

然而，这条技术路径充满未知，团队付出三年依然进展缓慢。

段炼带领大家深入分析实验数据，发现“TADF运动员”有时会走反方向，影响效率。于是团队决定引入少量磷光敏化剂，拦截“逆跑”的TADF，实现能量更高效传递。最终，实验验证能量以纳秒级速度100%送到荧光染料，效果显著。

这种方案让显示器件效率、寿命和颜色全面提升，三者兼得，成为最佳解决方式。

产品性能测试

选定技术路线只是起点，理论和实际之间总有距离。

段炼指出，原理层面创新只回答“能不能做”，实际还需开发适合pTSF机制的发光材料和优化器件结构。

这是一条全新的研发道路，方案多次重组调整。

张东东回忆，团队最初研发pTSF红光时，虽然器件寿命大幅提升，但关键窄光谱红光材料突破迟迟未至，项目停滞。

段炼决定转攻绿色材料。2019年，团队获得突破，率先研发出颜色鲜艳且具有高激子利用率的窄光谱绿色荧光材料，使pTSF理论真正走向工业应用。

从实验到产业化，仅靠高校力量不够，需产学研协作。清华与江苏三月科技、合肥鼎材科技等材料企业共攻窄光谱绿色材料量产，维信诺负责器件结构与量产工艺优化，将实验成果推向实际生产。

小试到中试，问题层出不穷。某些材料实验室表现优异，却在中试时热稳定性不足，只能舍弃。段炼坦言，过程艰苦，但国内企业完整掌握自主技术与工艺，困难再多也值得。

经过近三年磨合，团队与材料企业不断优化配方，维信诺持续投入资源检验组合效果，反馈改进建议，产品性能持续提升。

最终测试显示，新一代高效pTSF屏幕功耗降低12%以上，寿命提升15%，宽色域器件不仅延长寿命、降低能耗，还将色域从传统DCI-P3拓展至BT.2020标准，为用户带来更耐用、续航更久、色彩更真实的使用体验。

生产工艺升级

以优异性能著称的pTSF技术，推动维信诺快速立项进行量产研发，工艺与设备上的挑战接踵而至。

上一代器件发光层为两种组分，双源蒸镀即可生产。而新一代器件需三种组分：TADF主体、磷光敏化剂、窄光谱染料，必须采用三源共蒸工艺。李国孟介绍，这一工艺比双源蒸镀复杂很多，需要耐心调整和精细优化。

实验室环境下，真空腔体小、玻璃基板面积有限，点蒸发源可以实现三源共蒸。然而量产时，玻璃基板大、需线蒸发源，三种材料浓度更难把控。

设备改造耗费众多时间与精力。蔡明翰研究员说，腔体布局、温湿度控制、气流设置每一项调整都关系到稳定性和良品率。

李国孟回忆，实验室性能优异的新技术，在产线量产时常遇到挑战，团队夜以继日攻关。

数百次工艺调整后，团队再次迎来关键时刻。蔡明翰谈到，大家在产线上连续奋战，等待首片pTSF量产屏幕出炉，直至凌晨终于进入测试环节。

测试过程每分钟都令人紧张，数据变化引发期待，最终取得从未有过的成果，让全场沸腾。

2023年，维信诺率先完成基于pTSF技术的G4.5代线中试屏体验证；2024年继续升级至G6线量产，良品率持续提升；2025年第四季度，pTSF技术屏幕正式量产，应用于新一代国产旗舰机。

pTSF产业化带动了国内有机材料与蒸镀设备等上下游协同创新，全面提升新型显示产业链的韧性和安全性。

未来，段炼表示团队将持续攻关基于pTSF的红光、蓝光OLED，进一步提高绿光器件的效率、寿命和色纯度，为国产屏幕不断升级提供坚实保障。