高效藍(lán)色OLED發(fā)光材料研發(fā)取得新進(jìn)展，明年將成商業(yè)化元年？

如今，新一代藍(lán)色OLED發(fā)光材料已經(jīng)成為全球各材料廠家競相研發(fā)的目標(biāo)，預(yù)計(jì)最快明年將迎來商業(yè)化元年。

發(fā)光效率提升近4倍

OLED主體發(fā)光材料分為三種——藍(lán)色、紅色和綠色OLED發(fā)光材料。它們共同決定OLED自發(fā)光的性能和使用壽命。其中，藍(lán)色發(fā)光材料雖然能發(fā)出更亮的光，但相比紅、綠發(fā)光材料，其發(fā)光效率較弱，壽命較短。

日前，韓國OLED材料企業(yè)Lordin宣布成功申請一項(xiàng)關(guān)于藍(lán)色OLED發(fā)光材料的專利。該專利技術(shù)可為OLED面板中使用的藍(lán)色OLED發(fā)光材料提供更高的效率和更長的壽命。

據(jù)Lordin首席執(zhí)行官吳亨允（音譯）介紹，該專利技術(shù)與美國和日本的技術(shù)不同，它可以通過控制材料內(nèi)部分子之間的能量傳遞速度來提高發(fā)光效率?？梢允顾{(lán)色OLED發(fā)光效率達(dá)到90%以上，比此前市面上普通OLED材料的25%光效提升近4倍。

中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院顯示領(lǐng)域首席研究員耿怡在接受《中國電子報(bào)》記者采訪時(shí)指出，OLED發(fā)光材料經(jīng)歷了三代：第一代為熒光材料，發(fā)光率為25%；第二代為磷光材料，發(fā)光效率接近100%；第三代發(fā)光技術(shù)是熱活化延遲熒光材料（TADF），目前仍然處于研發(fā)階段，尚未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。

“如今，紅色和綠色OLED磷光材料已經(jīng)在OLED屏上實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用。但藍(lán)色OLED磷光材料在色彩純度和使用壽命等方面一直存在缺陷，因此在商業(yè)化的OLED產(chǎn)品中普遍使用的仍是藍(lán)色熒光材料，其發(fā)光效率遠(yuǎn)低于應(yīng)用預(yù)期。”耿怡表示。

吳亨允也指出，目前，藍(lán)色OLED尚未脫離只使用單重態(tài)激子的熒光方式材料，內(nèi)部發(fā)光效率僅為25%的水平。為了將藍(lán)色OLED發(fā)光效率提高到90％以上，必須充分利用單重態(tài)激子(占OLED發(fā)光能量的25%)和三重態(tài)激子(占OLED發(fā)光能量的75%)。

目前，多家企業(yè)研發(fā)使用單重態(tài)和三重態(tài)激子的磷光方式或TADF方式藍(lán)色OLED。

“Lordin此次申請專利的為藍(lán)色OLED技術(shù)，將同時(shí)利用單重態(tài)和三重態(tài)激子，但與分子內(nèi)產(chǎn)生的磷光和TADF不同?！眳呛嘣史Q，Lordin藍(lán)色OLED利用了調(diào)節(jié)分子間能量傳遞速度的方法，同時(shí)利用單重態(tài)和三重態(tài)激子，確保內(nèi)部發(fā)光效率達(dá)到90%以上。

2024年前有望實(shí)現(xiàn)商業(yè)化

值得一提的是，該藍(lán)色OLED發(fā)光材料技術(shù)專利在2021年時(shí)就已被Lordin提出申請。彼時(shí)吳亨允強(qiáng)調(diào)，相關(guān)專利將自申請的18個(gè)月后公開，并計(jì)劃于2024年實(shí)現(xiàn)實(shí)用化，廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)和電視等產(chǎn)品。

如果“掉了隊(duì)”的藍(lán)色OLED發(fā)光材料可順利在2024年開始實(shí)現(xiàn)實(shí)用化，將有助于全面提升OLED顯示面板性能，如提高顯示色域、降低發(fā)光功耗、延長使用壽命等。如今，全球各材料廠家正競相研發(fā)新一代藍(lán)色OLED發(fā)光材料。

全球最大的磷光發(fā)光材料廠家——美國通用顯示器公司（UDC）在2022年的財(cái)報(bào)會議上，明確提到了藍(lán)色磷光發(fā)光材料的研發(fā)情況。據(jù)透露，其藍(lán)色OLED磷光材料將于2024年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。如果UDC的計(jì)劃能夠順利進(jìn)行，RGB將全部由堆棧式的磷光材料構(gòu)成，同時(shí)也將獲得能效更高、性能更好的面板。UDC表示：“現(xiàn)在量產(chǎn)中使用的藍(lán)色熒光材料都將被藍(lán)色磷光材料取代?！?/p>

此前，由日本九州大學(xué)創(chuàng)立的Kyulux公司指出，將在2024年末量產(chǎn)藍(lán)色HF（超熒光）發(fā)光材料。HF是一種具有革新意義的新型發(fā)光技術(shù)，它是把被譽(yù)為第三代發(fā)光技術(shù)的TADF材料用作摻雜劑，從而獲得100%的內(nèi)部量子效率。利用該技術(shù)可在不使用高價(jià)稀有金屬的情況下，獲得效率高、顯色高、純度高的發(fā)光效果。從Kyulux在顯示屏國際學(xué)會SID上公布的研發(fā)數(shù)據(jù)來看，藍(lán)色HF發(fā)光材料已十分接近實(shí)用化。

有報(bào)道稱，在TADF材料研發(fā)方面頗受業(yè)界關(guān)注的德國Cynora公司將被韓國顯示龍頭企業(yè)三星顯示（以下簡稱SDC）以3億美元的價(jià)格收購。業(yè)內(nèi)預(yù)測認(rèn)為，Cynora的專利可以在未來成為三星顯示器的“戰(zhàn)略武器”。原因是Cynora公司一直在開發(fā)高效的藍(lán)色OLED發(fā)光材料，尤其是TADF材料。TADF可以提高藍(lán)色OLED材料的發(fā)光效率，正成為業(yè)內(nèi)追逐的熱點(diǎn)。

耿怡強(qiáng)調(diào)：“研發(fā)出高效率磷光或TADF來延長藍(lán)色OLED發(fā)光材料的使用壽命，將有助于擴(kuò)大OLED的滲透率?！?/p>

此外，三星顯示還在開發(fā)一種不同于Cynora TADF方法的磷光藍(lán)色OLED材料。2022年2月，三星顯示在《自然光子學(xué)》雜志上發(fā)布了一篇名為“異常穩(wěn)定的藍(lán)色磷光有機(jī)發(fā)光二極管”的文章，介紹藍(lán)色磷光OLED材料的最新研究進(jìn)展。在該文章中，三星顯示指出其藍(lán)光器件壽命已經(jīng)創(chuàng)造新紀(jì)錄。并且，有業(yè)內(nèi)人士預(yù)測，三星顯示將比美國通用顯示器公司（UDC）更早地將藍(lán)色磷光OLED材料商業(yè)化，預(yù)計(jì)2024年之前上市。

此外，韓國另一大顯示龍頭企業(yè)LGD也與波蘭新興企業(yè)Noctiluca締結(jié)了“物質(zhì)轉(zhuǎn)移協(xié)議”，以共同研發(fā)OLED發(fā)光材料，并計(jì)劃在材料通過測試后應(yīng)用于面板。雖然Noctiluca并未公布詳細(xì)研發(fā)內(nèi)容，但可以明確的是雙方正在合作研發(fā)TADF和HF發(fā)光材料。Noctiluca指出，雙方已經(jīng)完成對綠色TADF材料、主體材料的研發(fā)，還計(jì)劃籌備TADF藍(lán)色發(fā)光材料。

北京鼎材科技有限公司OLED研發(fā)中心主任劉嵩在接受《中國電子報(bào)》記者采訪時(shí)指出，關(guān)于OLED主體材料與摻雜材料，雖然我國OLED材料企業(yè)已經(jīng)加快相關(guān)技術(shù)布局，并取得了一定的突破。例如夏禾在磷光染料和P型摻雜劑、阿格蕾雅在鉑系磷光染料、鼎材與萊特的磷光主體等，但與國外材料相比仍有一定的差距。而關(guān)于OLED發(fā)光材料新技術(shù)，國內(nèi)企業(yè)例如三月科技在TADF、鼎材科技在熱活化敏華熒光等領(lǐng)域已經(jīng)走在了國際領(lǐng)先水平，某些性能甚至已經(jīng)遠(yuǎn)超目前業(yè)界使用的水平。但由于技術(shù)還存在一些不完善之處，距離量產(chǎn)的綜合要求還有相當(dāng)長的路程要走。

未來究竟哪家材料廠商會率先實(shí)現(xiàn)新型藍(lán)色OLED發(fā)光材料的量產(chǎn)和商用化，也許在兩年內(nèi)會得到答案。