近年来，“固态光源”新技术出现在人们的视线中，固态光源主要指LED(Light Emitting Diode，发光二极管)和OLED(Organic Light Emitting Diode，有机发光二极管)。LED是点光源，具有效率高、驱动电压低的优势，目前已经实现商业化生产;OLED为面光源，发光更加均匀，显色指数更高，而且可以实现大面积照明，极高的效率和极低的驱动电压等，另外还有希望制备在柔性衬底上，实现柔性照明。虽然现在OLED照明还未产业化，但是其潜在的应用前景，引起了全世界的关注。
OLED作为照明器件的研究始于上世纪90年代初，日本山形大学的Kido教授在Science上发表了白光OLED(WOLED)相关研究。虽然器件的效率只有0.83lm/W，却引发了人们研究白光OLED的热潮。在十余年的发展中，白光OLED在不断的进步，2006年，白光OLED达到64lm/W;2008年，白光OLED的最高效率达到102lm/W;2009年，Karl Leo教授的小组宣布，其制备的白光OLED，可以实现124lm/W。
白光OLED的发展离不开各国政府的投资和支持，如美国能源部、欧盟等都非常看好OLED在照明领域的前景，2008年美国能源部(DOE)共投资7470万美元对51个固态照明项目计划进行支持，其中OLED照明共有25个项目，总经费为3690万美元，占所有项目的49.4%。欧盟于2004年成立了OLLA(Organic Light Emitting Diodes for Lighting Applications)专案计划，专门投资对白光OLED照明的研发，2008年，欧盟又成立了OLED 100.eu，持续对OLED照明的投资支持，并设定了2011年白光OLED效率达到100lm/W、寿命达到10万小时、发光面积为1m2的目标。我国也非常重视对白光OLED照明的研发，清华大学在863项目的支持下，对OLED白光技术进行了相关的研究工作，取得了重大进步。
目前影响白光OLED技术产业化的两个关键指标是效率和寿命，而影响这两个关键指标的源头是材料和器件结构，所以我们在开发新型材料和研究新型器件结构方面进行了深入的研究。
1.新型有机材料
白光OLED需要用的材料包括传输型材料和发光型材料，发光型材料涉及荧光材料和磷光材料，荧光材料的寿命较好，但是效率较低;磷光材料可实现较高的内量子效率，但目前蓝光磷光材料的寿命较低，这成为白光OLED性能提高的瓶颈，所以开发高性能的蓝光磷光发光材料和与之匹配的主体材料非常重要。
(1) 蓝光磷光主体材料
主体材料和染料共掺作为发光层时，一般要求主体材料的能带带隙高于染料的带隙，而对于蓝光磷光的主体材料来说，还要求具有高的三线态能级，为此，我们设计合成了一系列高三线态能级的蓝光磷光主体材料，
这类咔唑/芴复合物新材料热稳定性好，加热到400℃以上仍不分解，玻璃化转变温度Tg达160℃以上。材料三线态能级高，为2.84~2.88eV。叔丁基取代对能级影响不明显，却对薄膜光谱影响很大，减弱了分子间的相互作用，从而消除了长波的聚集物的发光。叔丁基取代的二咔唑基苯基芴(TBCPF)的循环伏安扫描显示出可逆性，表明电化学稳定性优于一般咔唑类材料。TBCPF具有良好的溶解性和成膜性，可用于湿法制备高效率的蓝光和白光器件。采用TBCPF作为主体材料，湿法制备了高性能的单发光层小分子磷光白光器件。优化后的双层磷光白光器件的最大电流效率达到了29.6cd/A，最大功率效率为15.6lm/W。湿法制备的单发光层器件表现了良好的白光发射性能，而且色坐标随电压变化不大。
(2)蓝光磷光发光材料
在白光照明方面，基于离子型铱金属配合物可用于结构简单的发光电化学池器件。针对蓝光离子型铱金属配合物缺乏的问题，我们提出并证实了一种新的获得蓝光离子型铱金属配合物的分子设计思想，即在离子型铱金属配合物的辅助配体中引入给电子的氮原子，提升材料的最高未占分子轨道(LUMO)能级，从而实现材料发光的显著蓝移。我们制备了蓝光发光电化学池器件，电致光谱的发射峰位于460nm，色坐标(0.20, 0.28)，是目前报道的发光最蓝的发光电化学池。
LED封装技术的基本内容
LED封装技术的基本要求是：提高出光效率、高光色性能及器件可靠性。
(1)提高出光效率
LED封装的出光效率一般可达80~90%。
①选用透明度更好的封装材料：透明度≥95%(1mm厚度)，折射率大于1.5等。
②选用高激发效率、高显性的荧光粉，颗粒大小适当。
③装片基板(反射杯)要有高反射率，出光率高的光学设计外形。
④选用合适的封装工艺，特别是涂覆工艺。
(2)高光色性能
LED主要的光色技术参数有：高度、眩光、色温、显色性、色容差、光闪烁等。
显色指数CRI≥70(室外)、≥80(室外)、≥90(美术馆等)。
色容差≤3 SDCM≤5 SDCM(全寿命期间)
封装上要采用多基色组合来实现，重点改善LED辐射的光谱量分布SPD，向太阳光的光谱量分布靠近。要重视量子点荧光粉的开发和应用，来实现更好的光色质量。
(3)LED器件可靠性
LED可靠性包含在不同条件下LED器件性能变化及各种失效模式机理(LED封装材料退化、综合应力的影响等)，这是主要提到可靠性的表征值—寿命，目前LED器件寿命一般为3~5小时，可达5~10万小时。
①选用合适的封装材料：结合力要大、应力小、匹配好、气密性好、耐温、耐湿(低吸水性)、抗紫外光等。
②封装散热材料：高导热率和高导电率的基板，高导热率、高导电率和高强度的固晶材料，应力要小。
③合适的封装工艺：装片、压焊、封装等结合力强，应力要小，结合要匹配。
LED光集成封装技术
LED光集成封装结构现有30多种类型，正逐步走向系统集成封装，是未来封装技术的发展方向。
(1)COB集成封装
COB集成封装现有MCOB、COMB、MOFB、MLCOB等30多种封装结构形式，COB封装技术日趋成熟，其优点是成本低。COB封装现占LED光源约40%左右市场，光效达160~178 lm/w，热阻可达2℃/w，COB封装是近期LED封装发展的趋势。
(2)LED晶园级封装
晶园级封装从外延做成LED器件只要一次划片，是LED照明光源需求的多系统集成封装形式，一般衬底采用硅材料，无需固晶和压焊，并点胶成型，形成系统集成封装，其优点是可靠性好、成本低，是封装技术发展方向之一。
(3)COF集成封装
COF集成封装是在柔性基板上大面积组装中功率LED芯片，它具有高导热、薄层柔性、成本低、出光均匀、高光效、可弯曲的面光源等优点，可提供线光源、面光源和三维光源的各种LED产品，也可满足LED现代照明、个性化照明要求，也可作为通用型的封装组件，市场前景看好。
(4)LED模块化集成封装
模块化集成封装一般指将LED芯片、驱动电源、控制部分(含IP地址)、零件等进行系统集成封装，统称为LED模块，具有节约材料、降低成本、可进行标准化生产、维护方便等很多优点，是LED封装技术发展的方向。
(5)覆晶封装技术
覆晶封装技术是由芯片、衬底、凸块形成了一个空间，这样封装出来的芯片具有体积小、性能高、连线短等优点，采用陶瓷基板、覆晶芯片、共晶工艺、直接压合等来达到高功率照明性能要求。
用金锡合金将芯片压合在基板上，替代以往的银胶工艺，“直接压合”替代过去“回流焊”，具有优良的导电效果和导热面积。该封装技术是大功率LED封装的重要发展趋势。
(6)免封装芯片技术
免封装技术是一个技术的整合，采用倒装芯片，不用固晶胶、金线和支架是半导体封装技术70种工艺形成中的一种。
PFC免封装芯片产品的光效可提升至200lm/w，发光角度大于300度的超广角全周光设计，不要使用二次光学透镜，将减少光效的耗损与降低成本，但要投入昂贵的设备。
PFC新产品主打LED照明市场，特别是应用在蜡烛灯上，不仅可以模拟钨丝灯的造型，同时可以突破散热体积的限制。
(7)LED其他封装结构形式
①EMC封装结构：是嵌入式集成封装形式(Embedded LED Chip)不会直接看到LED光源。
②EMC封装技术：(Epoxy Molding Compound)以环氧塑封料为支架的封装技术，具有高耐热、高集成度、抗UV、体积小等优点，但气密性差些，现已批量生产。
③COG封装：(Chip On Glass)将LED芯片放在玻璃基板上进行封装。
④QFN封装技术：小间距显示屏象素单元小于或等于P.1时，所采用的封装形式，将替代PLCC结构，市场前景看好。
⑤3D封装技术：以三维立体形式进行封装的技术，正在研发中。
⑥功率框架封装技术：(Chip-in-Frame Package)在小框架上封装功率LED芯片，产业化光效已达160~170 lm/w，可达200 lm/w以上。
LED封装材料
LED封装材料品种很多，而且正在不断发展，这里只简要介绍。
(1)封装材料
环氧树脂、环氧塑封料、硅胶、有机硅塑料等，技术上对折射率、内应力、结合力、气密性、耐高温、抗紫外线等有要求。
(2)固晶材料
①固晶胶：树脂类和硅胶类，内部填充金属及陶瓷材料。
②共晶类：AuSn、SnAg/SnAgCu。
(3)基板材料：铜、铝等金属合金材料
①陶瓷材料：Al2O3、AlN、SiC等。
②铝系陶瓷材料：称为第三代封装材料AlSiC、AlSi等。
③SCB基板材料：多层压模基板，散热好(导热率380w/m.k)、成本低。
④TES多晶质半导体陶瓷基板，传热速度快。
(4)散热材料：铜、铝等金属合金材料
石墨烯复合材料，导热率200~1500w/m.k。
PCT高温特种工程塑料(聚对苯二甲酸1，4-环已烷二甲脂)，加陶瓷纤，耐高温、低吸水性。
导热工程塑料：非绝缘型导热工程塑料，导热率14w/m.k。
绝缘型导热工程塑料，导热率8w/m.k。
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