清華大學副教授段煉
在2016中國平板顯(xian)示(shi)學術會議上，清華(hua)大學副教授(shou)段(duan)煉帶來(lai)了《有(you)機(ji)發光顯(xian)示(shi)技術的(de)新進展》的(de)主題報告。
非常感謝組委(wei)會(hui)給我寶貴的機會(hui)，讓我介(jie)紹一(yi)下有機發光顯示技術的新進(jin)展，下面(mian)介(jie)紹一(yi)下我們在(zai)這個工(gong)作方面(mian)的進(jin)展。
先(xian)介(jie)紹一(yi)下(xia)這(zhe)個背景，OLED最近發(fa)展(zhan)很(hen)快(kuai)，逐漸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)為市場的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)流，在(zai)(zai)(zai)電(dian)視(shi)方(fang)面(mian)LCD出了很(hen)多(duo)柔(rou)(rou)(rou)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)雙曲面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)視(shi)，這(zhe)是電(dian)視(shi)發(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)潮流，手(shou)機(ji)(ji)(ji)上(shang)(shang)(shang)蘋果(guo)也(ye)是趕快(kuai)上(shang)(shang)(shang)OLED的(de)(de)(de)(de)(de)(de)顯(xian)(xian)示，開(kai)始有機(ji)(ji)(ji)會(hui)，蘋果(guo)在(zai)(zai)(zai)原計(ji)劃是在(zai)(zai)(zai)2018年(nian)上(shang)(shang)(shang)，現在(zai)(zai)(zai)有很(hen)多(duo)消息說他(ta)會(hui)在(zai)(zai)(zai)明(ming)年(nian)運用(yong)在(zai)(zai)(zai)手(shou)機(ji)(ji)(ji)上(shang)(shang)(shang)。我們(men)可以看到，現在(zai)(zai)(zai)國產的(de)(de)(de)(de)(de)(de)智能手(shou)機(ji)(ji)(ji)也(ye)有很(hen)多(duo)開(kai)始用(yong)上(shang)(shang)(shang)了OLED，金(jin)立手(shou)機(ji)(ji)(ji)，因(yin)為它(ta)有它(ta)超(chao)(chao)輕超(chao)(chao)薄這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)優點(dian)，在(zai)(zai)(zai)終端(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)市場上(shang)(shang)(shang)它(ta)成(cheng)(cheng)為了一(yi)個首選(xuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)顯(xian)(xian)示產品，像蘋果(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)手(shou)表都是采用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)LCD、OLED的(de)(de)(de)(de)(de)(de)顯(xian)(xian)示屏，從(cong)這(zhe)個市場預期來看，AMOLED的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)很(hen)快(kuai)，從(cong)現在(zai)(zai)(zai)到2020年(nian)，AMOLED的(de)(de)(de)(de)(de)(de)復合年(nian)增(zeng)長率很(hen)快(kuai)，OLED它(ta)一(yi)個重要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特點(dian)是可以實現柔(rou)(rou)(rou)性(xing)顯(xian)(xian)示，因(yin)為它(ta)是自發(fa)光(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。在(zai)(zai)(zai)柔(rou)(rou)(rou)性(xing)方(fang)面(mian)，柔(rou)(rou)(rou)性(xing)顯(xian)(xian)示主(zhu)流必(bi)然是(AMOLED)，發(fa)展(zhan)勢頭(tou)正(zheng)確的(de)(de)(de)(de)(de)(de)話，柔(rou)(rou)(rou)性(xing)這(zhe)個領域會(hui)超(chao)(chao)過(guo)玻璃領域，這(zhe)是一(yi)個非常重要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)趨(qu)勢。
AMOLED技術發展-性能(neng)(neng)指標(biao)，AMOLED它(ta)的(de)(de)性能(neng)(neng)也(ye)是(shi)在(zai)不斷(duan)發展，2010年喬布斯退出蘋果4的(de)(de)時候，OLED也(ye)是(shi)在(zai)不段(duan)的(de)(de)上升，也(ye)是(shi)可以達到(dao)跟(gen)液晶相媲(pi)美的(de)(de)水平(ping)。從材料(liao)來(lai)看，OLED的(de)(de)效(xiao)率也(ye)不斷(duan)的(de)(de)發展，AMOLED顯(xian)示屏的(de)(de)各項性能(neng)(neng)指標(biao)得到(dao)了極(ji)大(da)的(de)(de)提升，可以滿(man)足產品(pin)的(de)(de)需求。
AMOLED產業興盛勃(bo)發：AMOLED的產品我們可以認(ren)為是處(chu)于朝氣蓬勃(bo)的階(jie)段(duan)，市場空間也在迅速的增長，OLED已經進(jin)入的快(kuai)進(jin)的成期。
清華大(da)學(xue)OLED發展(zhan)歷程(cheng)：(PPT)，1996年(nian)(nian)成立(li)了OLED項目組，當時對OLED其實還(huan)(huan)是(shi)(shi)非常微觀的(de)，甚至到2006年(nian)(nian)我(wo)們在香(xiang)港開會(hui)，當時說OLED到底(di)還(huan)(huan)有沒有機(ji)會(hui)，當然十年(nian)(nian)之后，無論(lun)是(shi)(shi)技術還(huan)(huan)是(shi)(shi)市(shi)場(chang)，都顯出了OLED是(shi)(shi)大(da)有機(ji)會(hui)，OLED無論(lun)是(shi)(shi)基礎研究，還(huan)(huan)是(shi)(shi)產(chan)業化研究，OLED項目的(de)發展(zhan)也是(shi)(shi)跟大(da)環境有著(zhu)同樣的(de)機(ji)會(hui)。我(wo)們在2010年(nian)(nian)的(de)時候市(shi)建成了收(shou)條AMOLED中試生產(chan)線，2008年(nian)(nian)的(de)時候建成中國大(da)陸(lu)首條PMOLED大(da)規(gui)模生產(chan)先(xian)。
中(zhong)試技術(shu)突破(po)-高分(fen)辨率(lv)和柔性顯示技術(shu)：
超高分辨率技術(shu)突(tu)破(po)：2015年(nian)9月，成功實現604PPI超高橡塑密度，為當時OLED顯示領域采用(yong)FMM蒸(zheng)鍍技術(shu)的(de)全(quan)球(qiu)最高水(shui)平。
全(quan)屏卷(juan)曲(qu)(qu)柔性AMOLED顯示屏，2015年6月，在國際已公開(kai)的信息(xi)中，首次實(shi)現3毫米彎曲(qu)(qu)半(ban)徑下的全(quan)屏卷(juan)曲(qu)(qu)。
我們回到最(zui)關(guan)鍵，AMOLED如何(he)提(ti)(ti)高(gao)(gao)他的(de)(de)(de)發(fa)(fa)光(guang)(guang)(guang)材(cai)料，早期用(yong)(yong)的(de)(de)(de)材(cai)料就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)1987的(de)(de)(de)熒(ying)光(guang)(guang)(guang)材(cai)料，它的(de)(de)(de)優點是(shi)(shi)非常(chang)可(ke)(ke)靠的(de)(de)(de)，但(dan)是(shi)(shi)它的(de)(de)(de)缺(que)點是(shi)(shi)藍光(guang)(guang)(guang)壽命短，大電(dian)流下效(xiao)率(lv)(lv)(lv)滾嚴重。為了改變這(zhe)個(ge)局面，1998年(nian)，美國大學教授他們發(fa)(fa)明了熒(ying)光(guang)(guang)(guang)與磷光(guang)(guang)(guang)材(cai)料，這(zhe)樣(yang)的(de)(de)(de)材(cai)料用(yong)(yong)了重金屬的(de)(de)(de)效(xiao)益實現了把所有的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)發(fa)(fa)光(guang)(guang)(guang)轉換成熒(ying)光(guang)(guang)(guang)，這(zhe)樣(yang)可(ke)(ke)以提(ti)(ti)高(gao)(gao)發(fa)(fa)光(guang)(guang)(guang)效(xiao)率(lv)(lv)(lv)，缺(que)點就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)目前缺(que)乏(fa)一個(ge)藍光(guang)(guang)(guang)，現在的(de)(de)(de)產品還是(shi)(shi)藍光(guang)(guang)(guang)。在這(zhe)個(ge)基礎上(shang)也在不斷探索(suo)新(xin)的(de)(de)(de)材(cai)料體(ti)(ti)系，2009年(nian)九州大學的(de)(de)(de)教授持續在研(yan)究熱(re)活化熒(ying)光(guang)(guang)(guang)材(cai)料，制備了高(gao)(gao)效(xiao)率(lv)(lv)(lv)的(de)(de)(de)熒(ying)光(guang)(guang)(guang)OLED，但(dan)存在材(cai)料體(ti)(ti)系擴展(zhan)性有限(xian)、效(xiao)率(lv)(lv)(lv)滾降等(deng)問(wen)題(ti)。分子(zi)設計難(nan)點，減小波(bo)函數(shu)重疊，雖然有利于(yu)提(ti)(ti)高(gao)(gao)轉換效(xiao)率(lv)(lv)(lv)，但(dan)是(shi)(shi)不利于(yu)發(fa)(fa)光(guang)(guang)(guang)，這(zhe)個(ge)也是(shi)(shi)魚和熊掌不可(ke)(ke)兼得。
我(wo)們在2012年(nian)申請了專(zhuan)利(li)，我(wo)們的(de)文章是(shi)在2014年(nian)發出來的(de)，我(wo)們查的(de)最早的(de)專(zhuan)利(li)是(shi)在2012年(nian)申請的(de)。
熱活化(hua)敏化(hua)熒光(guang)：主體復合在主體上(shang)(shang)發生(sheng)，同時能量(liang)傳(chuan)(chuan)遞完全，形成客體。它的作(zuo)用是三線態(tai)的上(shang)(shang)轉換(huan)和(he)單(dan)心態(tai)發光(guang)。能量(liang)傳(chuan)(chuan)遞的這個(ge)數(shu)據是不(bu)斷(duan)上(shang)(shang)升的，因此實現(xian)了(le)高效率的傳(chuan)(chuan)播，這是我們一些簡單(dan)的機電(dian)。
另一個方面，增(zeng)加(jia)體(ti)(ti)系(xi)的平衡，同時(shi)降低整個體(ti)(ti)系(xi)從(cong)主體(ti)(ti)到燃料(liao)的這樣(yang)一個高效率的傳播。
這是我(wo)們比較(jiao)的(de)兩(liang)個很經典的(de)主體材(cai)料(liao)，CBP的(de)能(neng)量(liang)是2.6eV，PBICT的(de)能(neng)量(liang)是2.6eV。我(wo)們再看(kan)一下(xia)這個濃度，在濃度很低的(de)情況下(xia)，對(dui)于(yu)PBICT的(de)材(cai)料(liao)它不需要達到10%以上的(de)能(neng)量(liang)。我(wo)們可(ke)以發現，對(dui)于(yu)傳統的(de)主體，它的(de)效(xiao)率對(dui)燃(ran)料(liao)的(de)依(yi)賴非常(chang)大，特別是壽命對(dui)燃(ran)料(liao)的(de)依(yi)賴非常(chang)大。
另外，我(wo)們(men)也做(zuo)了一些(xie)機組的(de)(de)(de)(de)(de)分析，我(wo)們(men)認(ren)為(wei)因為(wei)這(zhe)個傳遞給燃料，從(cong)而發光，由此可以使效(xiao)(xiao)率下降。這(zhe)是傳統的(de)(de)(de)(de)(de)熒光材料，它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)率不高(gao)，它(ta)雖(sui)然可以實現高(gao)效(xiao)(xiao)率的(de)(de)(de)(de)(de)，但(dan)是在大(da)電流下它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)率是很厲害(hai)的(de)(de)(de)(de)(de)。我(wo)們(men)也把這(zhe)個體系稱之(zhi)為(wei)(一向化)的(de)(de)(de)(de)(de)體系。
我們知道對于移動(dong)顯(xian)示(shi)來說，它(ta)的(de)電池的(de)度數要求(qiu)也非常(大)。無(wu)論是綠光(guang)還是紅光(guang)，它(ta)對于移動(dong)顯(xian)示(shi)是非常重要的(de)。采用長(chang)壽命的(de)材料體系，我們可以在電流方(fang)面做更高的(de)改進(jin)。
我們(men)認為藍色的熒(ying)光能(neng)夠更(geng)快的發展起(qi)來，這是我們(men)目(mu)前研究的一些結果，像(xiang)我們(men)做的這個(ge)藍光的話，它的發光是440-480萬，這樣從(cong)深藍和天藍都有比較(jiao)高的發光效果。
這(zhe)是今(jin)年7月份的(de)時候，廣州的(de)一(yi)個報告，他(ta)就講到(dao)了，像清(qing)華(hua)做的(de)是比較(jiao)好的(de)，然(ran)后藍光他(ta)認為我們(men)清(qing)華(hua)做得是最好的(de)。這(zhe)個也是給了我們(men)很大的(de)鼓勵，讓(rang)我們(men)繼續的(de)做探索。
制備工藝：蒸鍍VS 濕(shi)法
1987年C.W.Tang發明了小分(fen)子(zi)(zi)有機電(dian)(dian)致(zhi)(zhi)發光器件。1990年Friend發明了聚合(he)物(wu)有機電(dian)(dian)致(zhi)(zhi)發光器件。2005Plwmmer離子(zi)(zi)型過渡(du)金(jin)屬(shu)配合(he)物(wu)用于有機電(dian)(dian)致(zhi)(zhi)光電(dian)(dian)器件。
新(xin)材料：離子型(xing)過渡金屬配合物(wu)的(de)優點易于合成、提純(chun)，效(xiao)率(lv)高、光譜范圍寬。缺點：通(tong)常無法蒸鍍，只能濕法制備(bei)器(qi)件(jian)。
我們(men)首次提出了可蒸鍍金五(wu)離子(zi)型材料的普適性分子(zi)，并且可以(yi)實現很好的發(fa)光范圍(wei)，從藍光到(dao)紅光的調節。我們(men)認為(wei)這(zhe)個可能也是會對(dui)將來OLED整(zheng)個材料的發(fa)展產生一定的影響。
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