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6月17日—18日，由工業(yè)和信息化部、安徽省人民政府主辦的2021世界顯示產(chǎn)業(yè)大會(huì)在合肥成功舉辦。在18日上午舉辦的院士論壇上，中國科學(xué)院院士支志明發(fā)表《基于鉑與金的OLED發(fā)光材料》，支志明指出，OLED顯示蓬勃發(fā)展帶動(dòng)OLED上游發(fā)光材料市場高速增長，OLED發(fā)光材料亟需實(shí)現(xiàn)本土化，鉑與金為代表的新型發(fā)光材料，有望成為我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的OLED發(fā)光材料。
OLED材料亟須實(shí)現(xiàn)本土化
當(dāng)前OLED在顯示產(chǎn)業(yè)占據(jù)重要地位，OLED顯示產(chǎn)品已經(jīng)被廣泛用于手機(jī)、電視、汽車光源、室內(nèi)照明以及生物醫(yī)學(xué)設(shè)備中。支志明介紹，OLED市場的蓬勃發(fā)展給產(chǎn)業(yè)界帶來機(jī)遇與挑戰(zhàn)，帶動(dòng)了OLED發(fā)光材料的市場需求迎來大幅增長，Omdia數(shù)據(jù)顯示，OLED發(fā)光材料市場需求將從2019年的11億美元增長到2022年的20億美元。支志明預(yù)測，未來5-10年，OLED發(fā)光材料的市場價(jià)值仍會(huì)保持較快增長。
OLED發(fā)光材料占AMOLED面板成本約17%份額，在OLED發(fā)光材料領(lǐng)域，以出光、默克、UDC、杜邦、住友為代表國外廠商占據(jù)超過90%份額。支志明指出，由于我國不具備相關(guān)材料的原創(chuàng)性專利，因此我們使用時(shí)需要付出高價(jià)的專利授權(quán)費(fèi)用。更重要的是，我國獲取一流極佳發(fā)光材料的發(fā)光材料的穩(wěn)定供貨存在一定風(fēng)險(xiǎn)，會(huì)進(jìn)一步阻礙亟需此類發(fā)光材料的工業(yè)技術(shù)發(fā)展。
目前我國在有機(jī)發(fā)光材料領(lǐng)域總體水平較為薄弱，體現(xiàn)在一是基礎(chǔ)研究、自主研發(fā)、規(guī)?；慨a(chǎn)方面進(jìn)程明顯落后；二是缺乏核心專利，缺少獨(dú)立的材料體系；三是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定參與度較低。支志明指出，為打破國外材料壟斷，避免我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)未來遭遇不確定性發(fā)展因素，我國亟需發(fā)展OLED材料技術(shù)，應(yīng)開發(fā)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)材料的量產(chǎn)應(yīng)用，逐步提升OLED顯示產(chǎn)業(yè)的中國技術(shù)比例。對此，他建議對有機(jī)金屬發(fā)光材料的激發(fā)態(tài)調(diào)控研究，從有機(jī)金屬發(fā)光材料基礎(chǔ)研究著手，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，以基礎(chǔ)帶動(dòng)開發(fā)，獲得優(yōu)勢材料，以支撐我國新型顯示技術(shù)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
鉑與金有望成為突破點(diǎn)
目前Ir磷光材料占據(jù)了OLED發(fā)光材料的霸主地位，市場份額接近100%。目前，材料廠商通過向磷光發(fā)光材料注入銥（Ir）等重金屬原子以提高光能發(fā)光效率。在學(xué)術(shù)界，銥材料仍是磷光金屬OLED材料的主流添加金屬，從器件性能和壽命方面能媲美銥材料的例子寥寥無幾。作為自然豐度最低和價(jià)格最高昴的貴金屬之一，銥存在獲取難度大、性能受限、材料價(jià)格高昂、技術(shù)選擇性單一等問題。
支志明指出過度依賴銥作為OLED發(fā)光材料有很大風(fēng)險(xiǎn)。一方面，金屬銥的地殼儲(chǔ)量有限，因此價(jià)格注定十分高昂；另一方面，如果產(chǎn)業(yè)單一依賴金屬銥一種材料，具有一定的發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)。“是否有可能存在另外一些材料體系，具有更高的輻射衰減速度，與此同時(shí)，兼具更高的發(fā)光量子效率和更好的色純度和器件壽命，我認(rèn)為這是整個(gè)行業(yè)未來需要考慮的問題。”支志明說。
支志明指出，其團(tuán)隊(duì)通過多年研究，金與鉑有望成為下一代OLED發(fā)光材料突破點(diǎn)。他介紹說，與金屬銥相同，金（Au）和鉑（Pt）同樣屬于第三過渡族金屬元素，而且自然界儲(chǔ)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于金屬銥。更重要的是，金與鉑的材料性能表現(xiàn)優(yōu)異，有望成為先進(jìn)的銥類發(fā)光材料的強(qiáng)力競爭者。
支志明介紹，其團(tuán)隊(duì)與材料公司阿格蕾雅一同進(jìn)行合作開發(fā)鉑類材料。早前，基于專利開發(fā)的第二代綠光材料Aglaia-HKU-G2 已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了優(yōu)異的器件效能——顏色純度高、器件壽命已經(jīng)接近于三星指標(biāo)的90%。第三代發(fā)光材料Aglaia-HKU-G3通過優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)主體材料和進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)光分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了材料器件壽命進(jìn)一步改善，取得了與某些銥類材料接近持平的性能，比如電流效率更高、驅(qū)動(dòng)電壓更低、光譜峰寬比較窄以及色坐標(biāo)值比較理想。
支志明介紹說，目前，其團(tuán)隊(duì)還在繼續(xù)進(jìn)行第四代的鉑類發(fā)光材料研究工作，有望研發(fā)出具有獨(dú)特性的金屬配合物發(fā)光材料，這些優(yōu)良性能的材料可以對OLED行業(yè)產(chǎn)生積極影響。他始終相信，其團(tuán)隊(duì)和阿格蕾雅能夠?qū)崿F(xiàn)原創(chuàng)專利材料在本土開發(fā)并對顯示產(chǎn)業(yè)界產(chǎn)生實(shí)質(zhì)的影響。
