清華大學(xué)副教授段煉
在2016中國平板顯示學(xué)術(shù)會議上,清華大學(xué)副教授段煉帶來了《有機發(fā)光顯示技術(shù)的新進展》的主題報告。
非常感謝組委會給我寶貴的機會,讓我介紹一下有機發(fā)光顯示技術(shù)的新進展,下面介紹一下我們在這個工作方面的進展。
先介紹一下這個背景,OLED最近發(fā)展很快,逐漸的成為市場的主流,在電視方面LCD出了很多柔性的雙曲面的電視,這是電視發(fā)展的一個新的潮流,手機上蘋果也是趕快上OLED的顯示,開始有機會,蘋果在原計劃是在2018年上,現(xiàn)在有很多消息說他會在明年運用在手機上。我們可以看到,現(xiàn)在國產(chǎn)的智能手機也有很多開始用上了OLED,金立手機,因為它有它超輕超薄這樣的優(yōu)點,在終端的市場上它成為了一個首選的的顯示產(chǎn)品,像蘋果的手表都是采用的LCD、OLED的顯示屏,從這個市場預(yù)期來看,AMOLED的發(fā)展很快,從現(xiàn)在到2020年,AMOLED的復(fù)合年增長率很快,OLED它一個重要的特點是可以實現(xiàn)柔性顯示,因為它是自發(fā)光的。在柔性方面,柔性顯示主流必然是(AMOLED),發(fā)展勢頭正確的話,柔性這個領(lǐng)域會超過玻璃領(lǐng)域,這是一個非常重要的趨勢。
AMOLED技術(shù)發(fā)展-性能指標(biāo),AMOLED它的性能也是在不斷發(fā)展,2010年喬布斯退出蘋果4的時候,OLED也是在不段的上升,也是可以達到跟液晶相媲美的水平。從材料來看,OLED的效率也不斷的發(fā)展,AMOLED顯示屏的各項性能指標(biāo)得到了極大的提升,可以滿足產(chǎn)品的需求。
AMOLED產(chǎn)業(yè)興盛勃發(fā):AMOLED的產(chǎn)品我們可以認為是處于朝氣蓬勃的階段,市場空間也在迅速的增長,OLED已經(jīng)進入的快進的成期。
清華大學(xué)OLED發(fā)展歷程:(PPT),1996年成立了OLED項目組,當(dāng)時對OLED其實還是非常微觀的,甚至到2006年我們在香港開會,當(dāng)時說OLED到底還有沒有機會,當(dāng)然十年之后,無論是技術(shù)還是市場,都顯出了OLED是大有機會,OLED無論是基礎(chǔ)研究,還是產(chǎn)業(yè)化研究,OLED項目的發(fā)展也是跟大環(huán)境有著同樣的機會。我們在2010年的時候市建成了收條AMOLED中試生產(chǎn)線,2008年的時候建成中國大陸首條PMOLED大規(guī)模生產(chǎn)先。
中試技術(shù)突破-高分辨率和柔性顯示技術(shù):
超高分辨率技術(shù)突破:2015年9月,成功實現(xiàn)604PPI超高橡塑密度,為當(dāng)時OLED顯示領(lǐng)域采用FMM蒸鍍技術(shù)的全球最高水平。
全屏卷曲柔性AMOLED顯示屏,2015年6月,在國際已公開的信息中,首次實現(xiàn)3毫米彎曲半徑下的全屏卷曲。
我們回到最關(guān)鍵,AMOLED如何提高他的發(fā)光材料,早期用的材料就是1987的熒光材料,它的優(yōu)點是非常可靠的,但是它的缺點是藍光壽命短,大電流下效率滾嚴重。為了改變這個局面,1998年,美國大學(xué)教授他們發(fā)明了熒光與磷光材料,這樣的材料用了重金屬的效益實現(xiàn)了把所有的電子發(fā)光轉(zhuǎn)換成熒光,這樣可以提高發(fā)光效率,缺點就是目前缺乏一個藍光,現(xiàn)在的產(chǎn)品還是藍光。在這個基礎(chǔ)上也在不斷探索新的材料體系,2009年九州大學(xué)的教授持續(xù)在研究熱活化熒光材料,制備了高效率的熒光OLED,但存在材料體系擴展性有限、效率滾降等問題。分子設(shè)計難點,減小波函數(shù)重疊,雖然有利于提高轉(zhuǎn)換效率,但是不利于發(fā)光,這個也是魚和熊掌不可兼得。
我們在2012年申請了專利,我們的文章是在2014年發(fā)出來的,我們查的最早的專利是在2012年申請的。
熱活化敏化熒光:主體復(fù)合在主體上發(fā)生,同時能量傳遞完全,形成客體。它的作用是三線態(tài)的上轉(zhuǎn)換和單心態(tài)發(fā)光。能量傳遞的這個數(shù)據(jù)是不斷上升的,因此實現(xiàn)了高效率的傳播,這是我們一些簡單的機電。
另一個方面,增加體系的平衡,同時降低整個體系從主體到燃料的這樣一個高效率的傳播。
這是我們比較的兩個很經(jīng)典的主體材料,CBP的能量是2.6eV,PBICT的能量是2.6eV。我們再看一下這個濃度,在濃度很低的情況下,對于PBICT的材料它不需要達到10%以上的能量。我們可以發(fā)現(xiàn),對于傳統(tǒng)的主體,它的效率對燃料的依賴非常大,特別是壽命對燃料的依賴非常大。
另外,我們也做了一些機組的分析,我們認為因為這個傳遞給燃料,從而發(fā)光,由此可以使效率下降。這是傳統(tǒng)的熒光材料,它的效率不高,它雖然可以實現(xiàn)高效率的,但是在大電流下它的效率是很厲害的。我們也把這個體系稱之為(一向化)的體系。
我們知道對于移動顯示來說,它的電池的度數(shù)要求也非常(大)。無論是綠光還是紅光,它對于移動顯示是非常重要的。采用長壽命的材料體系,我們可以在電流方面做更高的改進。
我們認為藍色的熒光能夠更快的發(fā)展起來,這是我們目前研究的一些結(jié)果,像我們做的這個藍光的話,它的發(fā)光是440-480萬,這樣從深藍和天藍都有比較高的發(fā)光效果。
這是今年7月份的時候,廣州的一個報告,他就講到了,像清華做的是比較好的,然后藍光他認為我們清華做得是最好的。這個也是給了我們很大的鼓勵,讓我們繼續(xù)的做探索。
制備工藝:蒸鍍VS 濕法
1987年C.W.Tang發(fā)明了小分子有機電致發(fā)光器件。1990年Friend發(fā)明了聚合物有機電致發(fā)光器件。2005Plwmmer離子型過渡金屬配合物用于有機電致光電器件。
新材料:離子型過渡金屬配合物的優(yōu)點易于合成、提純,效率高、光譜范圍寬。缺點:通常無法蒸鍍,只能濕法制備器件。
我們首次提出了可蒸鍍金五離子型材料的普適性分子,并且可以實現(xiàn)很好的發(fā)光范圍,從藍光到紅光的調(diào)節(jié)。我們認為這個可能也是會對將來OLED整個材料的發(fā)展產(chǎn)生一定的影響。
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