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UDC :三十年创新点亮OLED主流之光

2024-05-13 14:02
WitDisplay
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WitDisplay报道,三十年前,少有人会想到OLED有如今的似锦前程。三十年后的今天,OLED已经广泛应用于智能手机,成为主流显示技术之一。调研机构麦吉洛咨询(Magirror Research)指出,2023年OLED在全球智能手机市场的渗透率首次超过50%。

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2024年,OLED在智能手机屏幕市场的渗透率还将持续攀升,京东方、深天马、维信诺、TCL华星、三星显示、LG Display等OLED面板厂商都在提高年度出货目标,OLED成为新型显示行业大热点,将向中尺寸应用市场加快普及。

作为OLED发光材料领导者,Universal Display Corporation(UDC)一直默默无闻地辛勤付出,为推动OLED健康可持续发展贡献力量。全球各地面板厂商生产的OLED屏幕所带来惊艳的效果,几乎都与UDC的技术创新息息相关。UDC三十年的坚持终成OLED幕后大赢家。

提前技术布局抢先机

机会只留给有远见的人。

30年前,CRT电视大行其道,LCD显示器显得笨重,OLED才刚刚萌芽,鲜有人关注OLED。一直在寻找机遇的Universal Display Corporation(UDC)创始人Sherwin Seligsohn接触到了由Forrest博士和Thompson博士所提出的关于自发光有机材料的创新研究成果,对OLED充满了好奇。为了对OLED技术有更深入地了解,Seligsohn拜访了普林斯顿大学电子工程学院,并在参观期间看到只亮了几秒的绿色OLED样品。

恰恰是这抹短暂闪亮的绿光推开了Seligsohn对未来显示技术无限想象的大门。UDC高级市场经理林永哲透露,在与普林斯顿大学学者深入交流之后,Seligsohn发现当时OLED虽然还处于发展初期,无法与更为成熟的CRT、LCD技术相比,但是它具有轻薄、柔性等独特优势,有可能成为下一代主流显示技术。Seligsohn不希望错过显示产业难得的历史机遇,1994年便成立公司、招募团队,开启了UDC OLED发光材料和技术的研发之旅。

当时,OLED就像一块待开垦的处女地,只要耕耘就有收获,给UDC更大的研究空间。林永哲在接受WitDisplay采访时指出,在过去的30年间,UDC对OLED材料、器件架构、工艺、技术等方面进行大量的研究,取得众多领先的成果,例如,1998年,通过与普林斯顿大学的合作,UDC成功申请了荧光OLED专利,随后在2000年初的时候,UDC获得了在塑料基板上制造 OLED 的专利,并开发了一款可抽拉出OLED显示屏的笔形设备(并获得了专利)。截至目前,UDC已经申请和正在申请的材料和技术专利已超过6000项。

与此同时,显示行业也经历了翻天覆地的变化,曾盛行多年的CRT在2000年初被LCD取代,LCD逐步成为显示行业的主流技术,OLED也在2010年后乘着智能手机的风口持续爆发成长,并向智能手表、平板电脑、笔记本电脑、显示器、电视、XR等领域快速渗透,如今成为与LCD并存的主流显示技术之一。根据麦吉洛咨询数据,2023年智能手机OLED出货量占比甚至超过LCD。

伴随着OLED向众多消费电子应用快速渗透,OLED核心材料厂商UDC也逐渐成为OLED上游的核心玩家。林永哲表示,目前,UDC材料和技术被广泛应用在照明和显示领域,其中显示应用包括手机、手表、笔记本电脑、平板电脑、电视以及其他的一些消费电子产品。同时,UDC还是AR、VR,以及一些新兴科技所涉及的显示面板制造商的材料供应商。

“由于UDC在OLED磷光材料领域的广泛的影响力,很多人以为UDC只是OLED核心材料厂商,其实OLED材料只是我们服务的一部分,UDC从1994年至今还一直在研发OLED器件设计、工艺等,为各个OLED面板厂商提供各类技术支持,这才是UDC最关键的价值所在。”林永哲强调。

经过30年的发展,UDC借助磷光OLED技术平台成为一家提供关键显示技术的企业的同时,也逐步成为OLED生态系统的关键的推动者。林永哲表示:“我们希望继续努力开发出性能更好的OLED材料以及技术,来帮助OLED行业持续不断地发展,这是UDC的行业使命。”

持续技术升级促发展

长期以来,UDC一直在通过不断技术创新推出更优质的磷光材料,助力OLED行业实现健康可持续发展。

林永哲指出,UDC在磷光OLED发光材料领域虽然处于领先地位,但公司一直在不断挑战自我。近30年来,UDC一直通过不断创新促进OLED发光材料性能持续升级,获得广大客户的高度认可,接下来UDC将一如既往继续通过持续投入研发出性能更优的OLED材料,赋能全球OLED显示器件厂商。

目前,磷光材料替代荧光材料是OLED行业发展趋势。相较于荧光OLED,磷光OLED能够利用三重态发光,其发光效率更高,甚至可达到荧光材料的四倍。林永哲表示,UDC很早就开始研发磷光材料,2003年就推动红色磷光材料量产,2013年进一步实现绿色磷光材料量产,但是UDC并不满足于此,而是不断挑战自我,不断通过持续研发推动发光材料效率、颜色、可靠性等方面持续提升。

继红色、绿色磷光材料之后,蓝色发光材料成为进展备受行业关注的OLED材料。因为相较于其他颜色发光材料,蓝色发光材料发出的光在短波区间,使用过程中能量损耗较大,对其寿命和效率有一定的影响,OLED行业一直期盼更高效、性能更优、功耗更低的OLED蓝色发光材料。

经过多年的技术探索,UDC已经在蓝色磷光材料领域有一定的积累。UDC预计其开发的蓝色磷光技术不仅在能源效率上(较传统材料相比)有了明显的提升,还有多种额外的优势,包括低功耗、延长电池寿命、低面板温度(延长使用寿命)以及实现更高性能等。林永哲透露,2022年,UDC就宣布了一个蓝色磷光材料的技术研发路线图,并一直按照路线图有序推进。目前,UDC的蓝色磷光材料正处于进一步提升产品规格阶段,公司也相信该材料将在2024年达到商业化规格。

“伴随着蓝色磷光材料进入到UDC磷光发光材料体系中,我们相信OLED器件能效将提升约25%。这是一个非常大的提升,所以众多OLED生态圈内的企业都非常期待蓝色磷光发光材料商业化”,林永哲表示。

不仅面板厂商,整机厂商也在密切关注蓝色磷光发光材料的商业化进展。林永哲指出,25%能效提升对任何OLED显示设备的影响都是巨大的。林永哲指出,如果把这种能效的提升体现在智能手机里,手机厂商可以让屏幕亮度更高、手机待机时间更长,甚至设备可以变得更加轻薄。值得强调的是,如果磷光发光材料用在智能手机上,将让手机外形更纤细、运行温度更低,对于节能以及全球碳排放将做出重要的贡献。

蓝色磷光材料不仅有望被用于手机屏幕,还将有可能广泛应用于各种小尺寸、中尺寸、大尺寸显示设备上,全面改善显示设备的性能,所以对于OLED材料供应链来说,蓝色磷光发光材料有可能重新定义OLED显示市场和整个显示屏市场的竞争格局。

颠覆性技术创新迎未来

当前,OLED技术处于高速发展阶段,材料、器件、背板等都在持续升级迭代中,给OLED产业链厂商带来巨大的市场机遇。UDC除了持续升级OLED材料、器件技术之外,还在规划一些颠覆式的技术创新,例如,等离子磷光器件、OVJP(有机蒸汽喷墨印刷)等。

当前磷光OLED是通过电能与光子之间的转换来实现发光。当磷光OLED材料通电后,其中的电能会进入激发态并释放大量能量,发出可见光,内量子效率(IQE)可达100%。

林永哲表示,UDC专有的等离子磷光OLED平台目前仍处于研发阶段,是一个解决耦合以及激发态寿命问题的“颠覆性设备架构”。等离子磷光OLED是从磷光OLED技术平台衍生出来的一个新的技术架构,所涉及的一些材料与当前的磷光OLED技术平台所使用的相类似,但在一些机理方面与磷光OLED技术平台有所区别。

等离子磷光材料是一种新型OLED架构,可以将激发态的电子转换到等离子态,再从等离子态转换到可见光,平台结构更加复杂。但是等离子磷光OLED平台的转换过程效率更高,根据UDC的预测,它的器件效率有可能是现有磷光OLED技术平台的两倍,还能将设备的显示寿命大幅提升10倍。

而且由于提取的是等离子体的能量,所以等离子磷光OLED平台允许各角度均匀发光,不同角度的亮度、均匀度、颜色差异更小,可视角度因而也更广。

除了性能提升,OLED还需要成本持续下探,才有可能进一步普及。当前OLED电视色域、对比度、响应速度、刷新率等画质指标明显优于LCD电视,但是其较高的成本制约了OLED电视的普及速度。为了降低大尺寸OLED生产成本,面板厂商正在推进喷墨印刷OLED技术。

目前一些面板厂商主要专注于研究湿式喷墨印刷,而UDC更加聚焦干式蒸汽喷射印刷——OVJP(有机蒸汽喷墨印刷)。2023年8月,UDC宣布OVJP 技术研发的一个重要里程碑——世界上首个完全印刷、高分辨率、RGB 并排 磷光OLED 叠层的诞生。其性能与通过蒸镀技术所得到的OLED面板性能相当。这一重大成就使 OVJP 成为 OLED 电视的完整沉积解决方案,有望为 OLED 电视提供了吞吐量更快、占地面积更小、成本效益更高的制造平台。

林永哲强调,OVJP优势众多。第一,OVJP不用 FMM、Open Mask,工艺更加简单;第二,不涉及溶液、可溶材料,工艺更加稳定,可以更好地保护材料;第三,OVJP可以一次性完成,不需要切割,效率更高;第四,OVJP工艺使用小分子材料,供应链比较稳定;第五,OVJP可以在8.5代线或者10.5代线玻璃基板表面上直接打印,不需要做切割,经济效益会更好;第六,从生产速度的角度来看,OVJP的速度更快,生产周期也更短;第七,OVJP不仅可以单独打印每个层面和每个像素,还可以对每个层面和每个像素的颜色进行优化,例如,修改膜层厚度,使得整体呈现效果会更好、效率更高、寿命更长。

冰冻三尺,非一日之寒;滴水穿石,非一日之功。UDC在OLED发光材料领域的领导地位不是一蹴而就的,而是三十年如一日持续创新的结果。如今,OLED已经成为主流技术之一,给UDC更大创新的舞台,相信今后UDC将通过不断技术创新进一步推动OLED产业发展壮大,加速OLED渗透,使OLED无处不在。

       原文标题 : UDC :三十年创新点亮OLED主流之光

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