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叠层OLED发明人廖良生: 叠层为实现高性能OLED提供新路径 2023年12月05日 本报记者 杨鹏岳

在OLED显示领域,如何解决OLED亮度与寿命之间的内在矛盾一直是业界人士关注的问题。

近日,俄罗斯工程院外籍院士、Tandem(叠层)OLED发明人廖良生在天马微电子全球创新大会上表示,叠层OLED是解决OLED显示“无法同时兼顾高亮度与长寿命”内在矛盾的可行路径。

廖良生表示,OLED的发明开启了显示与照明的新纪元,创造了千亿美元级别的应用市场。

根据市场调研机构公布的数据,2022年,全球OLED显示市场规模约为490亿美元,相关材料和装备市场规模超360亿美元;在照明方面,全球OLED照明市场规模约为50亿美元,相关材料和装备市场规模达200亿美元。

在显示领域,OLED作为新一代显示技术已被搭载到手机、电视、微显示器等产品设备中,并被广泛应用于消费、工业、医疗、安防、消防等领域。廖良生认为,未来,搭载叠层OLED屏的微显示器将有望成为AR/VR的主流显示方式。

在照明领域,OLED是用途极为广泛的新一代固态光源,主要被应用于室内照明、车载照明、医疗照明和艺术照明等。

廖良生表示,近年来,我国OLED显示产业发展迅速,但仍然面临诸多挑战。

从材料本身来看,OLED材料在水汽、氧气、高电场环境等方面存在不稳定情况,且当器件发光亮度增加时,OLED材料的寿命就会急剧缩短。

从材料来源来看,我国OLED材料的进口依赖度还很高。因此,我国在提高OLED材料性能和突破专利限制方面存在挑战。

目前来看,如何解决OLED材料亮度与寿命之间的内在矛盾是产业发展的重中之重。

廖良生进一步阐释:“常规OLED是一种电流控制器件,当驱动电流增大时会出现两个结果:一是器件工作寿命急剧变短;二是像素电路的阈值电压严重漂移。”

据廖良生介绍,为解决上述问题,业界曾使用过很多种对策来延长OLED器件的工作寿命。其中包括,改善主体材料稳定性,提高客体材料发光效率,改善电极界面的注入特性,提高器件的出光提取效率,增加发光层厚度,采用“超晶格”发光层结构等。

但上述策略都存在着局限性。例如,注入一对载流子,最多只能发出一个光子。要如何实现注入一对载流子,发出多个光子的愿景?廖良生表示,其关键在于内部连接层要保障导电、透明、工艺兼容,基于此,叠层OLED将起到重要作用。

据廖良生介绍,叠层OLED是由多个发光单元通过内部连接层进行串联而成的新型OLED器件。它不仅亮度高而且寿命长,大大缓解了高亮度与长寿命之间的内在矛盾。此外,叠层OLED还具有色彩组合方便、电流微区短路少等优点。但廖良生也指出,叠层OLED的电学性能和光学性能有待进一步改善。

“叠层OLED具有广阔的应用前景。”廖良生强调,目前,叠层OLED正在电视、健康照明、汽车尾灯、微显示器等方面得到应用。包括苹果公司也在计划将双叠层OLED显示屏应用于其iPad和MacBook产品中。