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有机电致发光新材料实现大规模生产,发光材料

[电线电缆网]新闻

5G时代的到来勾勒出了“万物相连”的美好前景。“万物互连”有一个大前提,“万物互连”的实现需要一个互动的窗口。用通俗的话来说,它意味着一个“屏幕”,这个“屏幕”有着数千亿美元的巨大商机。然而,因为不同的区域和不同的用途对显示技术有不同的要求,从移动电话到电视,从穿戴设备到各种家用电器,这种“屏幕”具有覆盖有机发光二极管、发光二极管,甚至电子纸和其他显示技术的产品矩阵。

在这个矩阵中,有机发光二极管最近成为了主角。有机发光二极管又称有机发光半导体,因其自发光、无限高对比度、宽视角、低功耗和极快的响应速度等特点,被广泛认为是下一代的主流显示技术。值得一提的是,有机发光二极管具有优异的图像质量优势,而且可以实现卷曲、透明、折叠和轻便的灵活外观设计。到2018年,中国有机发光二极管行业的市场规模已经达到290亿美元。期待2019年全球OLED面板发货量达到7.68亿块。

鉴于这一巨大的市场,广州的一个研究团队正在深入研究和开发有机发光二极管。“我们致力于新一代有机发光材料和器件的研究和开发,包括具有可调激发态的发光有机分子的设计、合成和表征,以及它们的布局、电学和光物理特性和响应器件。”本课题由华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室苏教授及其团队研究。你不明白吗?简而言之,他们正在研究新的材料来取代现有的主要使用稀有金属配体的磷光有机发光二极管材料,并且可以绕过该领域欧美企业的专利“壕沟”,从而达到大幅降低有机发光二极管生产成本的目的。

人们认识到,有机发光二极管材料的成本约占有机发光二极管显示屏总成本的30%,而有机发光二极管显示屏只是整个产品中众多组件中的一个。“一旦新材料突破并实现大规模生产,有望将有机发光二极管发光材料的成本降至目前成本的10%。这可能不会对降低OLED屏幕手机的售价产生太大影响,但会对电视行业产生更大影响。”苏教授透露。

记者采访了20名在广州家电市场购买电视机的人。无一例外,OLED电视是他们的首选。公民妈妈告诉记者,如果有机发光二极管电视可以提供20%的折扣,她会购买它。以一台65英寸的进口有机发光二极管电视为例,价格为15499元,而一台统一的65英寸液晶电视价格为7999元。根据记者的有限调查,消费者愿意接受的有机发光二极管技术的溢价在20%至30%之间。

因为这种基于新材料的全新技术还处于实验室阶段,从实验室到生产线,它需要复杂而繁琐的程序,需要一个精心的“生产、研究和研究”的合资企业,并且仍然有许多不确定的身份。因此,在该技术投入生产后,仍难以评估有机发光二极管电视将减少多少。然而,有一点可以肯定:有机发光二极管电视将不会像今天这样昂贵,但会以接近公众的两倍价格出现在消费者面前。

(照片/广州日报全媒体记者安静)

希望在五年内

材料创新的突破

爱迪生发现电灯的故事大家都很熟悉,他对1600多种不同的耐热材料进行了分类和测试。事实上,人们发现没有捷径,那就是试错法。在反复试错的过程中,错误的材料被去掉,最后剩下的才是合适的。在某种程度上,苏教授和他的团队正在做爱迪生过去做过的事情。区别在于有机发光二极管材料的验证过程加倍复杂、冗长和严格。

苏教授告诉记者,有机发光器件的单晶元列表中的量子效率可以很容易地由不含稀有金属的纯有机发光器件实现,其效率与稀有金属相同。“此刻,毕

目前,该团队正在测试和调试20多种纯有机发光材料,并测试新的分歧方式。我们什么时候能突破?在回答这个问题时,苏思考了近十秒钟,然后提出了自己的负责任的观点:我希望在五年之内,有一两种新材料能够脱颖而出,实现大规模生产。这可以理解任何一种研发创新都可能在一秒钟内突破,但也可能是10年或20年后。

TADF-有机发光二极管

它是有机发光二极管的热门候选产品。

众所周知,该研究团队在促进有机发光器件高效功能的研究和开发方面取得了许多成果。例如,研究人员已经全力开发热激活延迟荧光材料(TADF)和高效的有机发光二极管器件,它们对于气相沉积和溶液处理是可行的。研究人员已经成功地将硫杂蒽氧化物应用于有机光电子学,并将其用作电子受体,使用苯环作为邻接桥,区分吖啶和吩恶嗪作为电子给体,并且已经设计和开发了新的热激活延迟荧光(TADF)材料ACRDSO2和PXZDSO2,其可以应用于蒸发和溶液处理过程。基于二氧化丙烯的绿色气相沉积器件的最大外量子效率达到19.2%,而无空穴传输层的溶液处理器件也可以达到17.5%的外量子效率。与经典的绿色TADF材料4CzIPN相比,该溶液处理装置大大提高了驱动电压和外量子效率。

据介绍,与目前主要用于商用有机发光二极管面板的含稀有金属的磷光材料相比,具有热激活延迟荧光(TADF)特性的纯有机发光材料是能够实现100%激子欺骗率并且具有低成本优势的潜在材料。目前,TADF有机发光二极管已经能够实现与基于磷光材料的有机发光二极管相当的电致发光功能,并且已经成为实现低成本和高效率的有机发光二极管技术应用的热门候选。

与此同时,R&D团队设计了一种新型的三螺环供体单元,并将其与经典的三嗪受体相匹配,成功制备了一种高效多功能的蓝色TADF材料——特皮罗斯-TRZ。与具有非螺环和双螺环构型的吖啶受体单元相比,具有长棒状、强刚性和大空间位阻的三螺环单元可以形成更长的分子骨架和双螺环非共轭结构。这项工作提供了一个高效、多功能的蓝色TADF材料设计思路。

发光材料的测试材料

测试采用虚拟仿真技术。

在开发新材料的过程中,效率和寿命测试是最耗时的环节,两者都不是必须的。因为新材料需要有共同的器件,并且器件具有不同的结构形式,所以有必要对不同的器件进行适应性测试。这个测试似乎并不复杂,但是温度、负荷、结构、电等。都需要测试。每个项目都像刺绣。这是一项非常细致和耗时的工作,工作量很大。

为了加快研发速度,今年10月10日,苏的现场实验室与荷兰仿真软件公司Simbeyond合作,建立了有机发光二极管仿真建模的合作伙伴关系。Simbeyond公司拥有一套名为大黄蜂的软件,可以对无序系统(如有机发光二极管、OPV有机光伏器件、有机场效应晶体管等)中的分子标准光电过程模拟进行奇怪的优化。)。

大黄蜂直观的用户界面使客户能够快速准备和定制他们的虚拟实验,并且仅依靠流行的台式电脑或移动设备就能模拟数十种材料或设备。具体来说,它意味着这个过程可以用计算机模拟,以获得只有通过以前冗长的测试才能获得的效果。一方面,可以降低测试成本;另一方面,它可以节省很多时间。

根据该计划,双方合作的第一步将集中在大黄蜂擅长的设备模拟上。第二步,双方试图将合作范围扩大到发光材料的研究,并对发光材料进行虚拟仿真试验,借助计算机分析、猜测和改进材料的功能。其中,第二步是

事实上,在有机发光二极管上使用有机发光材料的跑道上,不仅苏石坚和他的团队,而且其他机构也在世界范围内进行类似的研究和开发。“我们正与世界上第一个阵营并肩作战,不管最终谁会第一个“撞上这条线”,但我们(中国)必须具备这一技能,因为专利可以提升我们的核心竞争力。”中国企业不止一次遭遇了被收取高额专利费用的“痛苦”。这实际上是给这个行业敲响了警钟。谁忽视了根本性的创新,谁就会在新的技术时代完全实现之前被解雇。

有机发光二极管的下一个应用场景:汽车照明

与液晶显示器相比,有机发光二极管在实现大面积高质量显示和照明、超高分辨率、超快响应速度和灵活的电子应用方面具有明显的优势。有机发光二极管由电子控制,反射速度快。液晶显示器需要背光源,因此经常漏光,很难呈现纯黑色,反射速度较慢。有机发光二极管技术的最大竞争对手是夏普。令人兴奋和生动的显示技术具有色域限制宽、使用寿命长、效率高、功耗低、节能环保、重量轻等诸多优点,因此也引起了人们的广泛关注。

尽管售价仍然相对较高,但有机发光二极管已经应用于手机、电视和可穿戴设备。这显然不够。那么,有机发光二极管的下一个应用场景是什么?苏认为这是照明,不仅是家庭照明,也是汽车照明,尤其是汽车尾灯。

有机发光二极管曲面是基于屏幕的柔性,屏幕是“固有”弯曲的,在厚度、重量、视角、亮度、对比度等方面具有优势。以一台55英寸的有机发光二极管电视为例,它的厚度只有7.5毫米,相当于一部手机的厚度,而且它的重量相对较轻,只有10公斤,大约是普通液晶电视的50%。

从使用效果来看,以汽车尾灯为例,汽车尾灯的主要显示为红色和黄色,要求识别度高、穿透力强、色彩鲜艳、丰满。这也是有机发光二极管优于传统卤素灯泡的地方。目前,中国汽车工业已率先向智能化和电气化转变,领先世界。技术已经成为中国汽车最大的标签之一。有机发光二极管的出现无疑会让中国汽车进行创新。

根据中国汽车流畅协会汽车市场研究分会的最新综合销售统计,今年10月,国内窄行乘用车市场销售184.3万辆,1-10月累计销售1666.6万辆。这只是新车销售,不包括复杂的汽车售后市场。中国汽车公司一直“敢于闯入并尝试”。他们将敢于像往常一样尝试LED头灯和汽车互连,并敢于测试OLED尾灯。

记者调查

创新和技术研发没有捷径可走,只有坚持不懈。未来的工艺路线是什么?也许这个论点需要更多决定性的观点和立场。作为一个工匠和团队,归根到底,它仍然是赢得市场的能力和产品。近年来,有机发光二极管在中国取得了巨大的成就。有些人认为这是好运,他们更喜欢正确。但事实是,在OLED在中国成功的背后,实际上有一个坚实的研发效应在支撑。

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