Kyulux株式會社CTO 安達敦治:超螢光技術:OLED顯示最終方案

2021-01-11 電子信息產業網

由中國光學光電子行業協會液晶分會和日經BP社聯合主辦的「中國·北京2016國際顯示產業高峰論壇」於2016年11月1-2日在北京舉辦。本次會議是雙方合作的第七屆論壇,今年以「合作、創新與發展——顯示技術創新 引領未來生活」為主題。來自海內外顯示產業的相關企業和研究機構齊聚一堂,共同探討顯示技術的未來發展。

Kyulux株式會社CTO 安達敦治

以下是演講實錄:

大家好,大家都知道OLED的顯示被認為下一代的顯示技術,很多人都在說,OLED的顯示有怎樣的潛力呢?但其中最重要的仍然是材料方面的一些創新,因為這裡像能夠得到非常高效率是非常困難的,普通的螢光產品是不能得到很好的效率,現有OLED的display顯示是比較差的。

我們所提供的解決方案,如圖,OLED和LCD結構是很相似的,最大的區別是在於白色和黑色的動態範圍,這是雷克薩斯的車型,裡面有LCD屏也有OLED屏,OLED的黑色和LCD的黑色不一樣,LCD的黑色是黑灰色的,沒有任何的黑色顯示出來,它的性能和OLED相比差一百倍,正是如此,OLED是更加自然的圖像,這應該是OLED最大的好處。

我們可以做什麼呢?我們稱之為超螢光,介紹我們公司的概況,Kyulux公司,是九州大學的技術拿出來以後成立了一個創業公司,是去年3月份成立的,有四位創始人,今年在美國波士頓成立一個子公司, CEO 美國人是日本國籍,畢業於九州大學,在此之後我們成立的Kyulux公司是他第四公司,蘋果使用的Sir有自然語言,自然語言的識別軟體最初的雛形就是他所研發的。跟中國的企業也成立了過一家公司BNI,是一家生物製藥的公司。

我本人在松下工作了30年,一直從事研發,為了開發材料來到了九州大學進入這家公司。

財務長是宮口先生,他是財務專家,我們兩個人2013年就已經拜訪了300多家創投的企業,跟他們進行了磋商。還有一個共同創始人,他本人做九州大學學生的時候就從事有機的研發,剛開始是螢光,可以說是全球範圍內從事過三種發光材料研究的唯一的一個人。

我們公司的投資人:股東LG、三星、JDI、JST、九州大學、以及日本創投的基金都出錢了。

技術方面,最初是電子輸送到有機的部分,25%%的能源會形成一種單純光,然後把返回的光作為螢光,這裡面所使用的材料是1988年由柯達公司研發出來的螢光材料,之後取得了長足的進展,三種顏色RGB都可以用螢光,而且價格低廉、生產比較方便的螢光,但是它只能使用其中25%%的原料光,所以效率比較低。與之相比,第二代的螢光材料,可以把剩下75%%的能源加以利用,實際上把它稱之為比較低的能源,這能源是常溫進行發光的,99年美國普林斯頓大學首先研發了螢光材料,當時用了稀土,用了稀土才能使螢光材料最終發出光來,2001年剩下25%%的光也得到了使用,最終就使內部的能源100%%都能夠得到使用。這個發明過去有16年了,現在像藍光,尤其是比較深的藍光發光材料還沒有被研發出來,因為要用稀有金屬,一克要花25美元,所以是比較高、非常的昂貴,正因為如此成本才高了。

和有機材料結合後的強度,對於藍光是不合適的,已經在技術上得到的證明,藍光的螢光材料大家都認為要實現是比較困難的。作為安達教授,在2001年回到了日本,他之後要進行改良,他想到的是有機材料裡的能源更好的加以利用,具體來說,能源分為S端和T端,S端產生的是螢光、T端產生的是磷光,磷光的能源拿過來最終可以轉換成螢光的能源,實現100%%螢光能源的使用,這是在2012年,在自然雜誌上發表的論文,名字是「熱主動延時螢光材料」可以以100%%的效率和較低的成本實現更高效材料的使用,分子當時在自然雜誌上所發表的內容,能夠實現100%%能源的使用。

在顯示器上如果找廠家說這個話,他們說光譜太寬了,頻譜這麼寬的光譜要想發光的話,對於顯示是不合適的,這一點大家都很清楚,我們需要一個合適的窄光譜的波峰,使它更窄,對此,九州大學進行研發,在2014年推出了新的發光原理,叫超螢光技術,所謂的超螢光是把螢光材料和TADF結合在一起,在此之前,成本和效率是發光材料兩個重點,實際上螢光材料是非常純的顏色,TADF一方面把顏色聚在一起,結合起來是一石三鳥,材料裡的能源在T1和S1,能源移到附近裡的螢光裡進行轉移,自己不發光,但是把這些收集起來的能源輸入到螢光材料中,這是很簡單的做法,在發光層裡原來是有發光材料的,現在再加一種,通過某一種配方,讓它蒸鍍起來就可以做到了。

具體的示意圖,紅色的是螢光材料,用TADF搜集的能源然後聚合到螢光中,螢光材料開始發光,螢光是超螢光,很實用,它與普遍的螢光材料相比,波峰可以提高四倍,更加亮,不僅是如此,跟TADF和螢光材料相比也是更高的波峰,超螢光也能夠做到100%%的發光效率,而且實際上光譜的面積是一樣的,波峰是更高的、更細的,因此亮度更強了,因為大的發光面積是一樣的嘛,所以在室外我們看得更加清楚,室內又可以做到降低功耗。

綠色的TADF的發光材料,這個材料先發光實際上這個材料內部量子效率100%%,所提供的電子全部轉換為光能,這個材料做成超螢光是怎麼做的呢?如裝置,大家對著的左方是超螢光,右邊是螢光,螢光是綠色的光,我們獲得了成功,面板是同樣的電流電壓曲線,同樣的電流值所獲得的電量是完全不同的。我們所在的公司使用TADF的材料做了自發光和超螢光的產品,兩種都可以供貨,RGB三色都可以,成本很低,效率很高。我們認為它是終極的解決方案,今後材料會進一步提升壽命,明年就可以投放市場。

我們用比較低的像素在手機上,藍光如果它能夠發到100%%光的話,同樣的OLED能夠生產出與LED相同的像素,這樣效率會提升,亮度也會提高。使用這樣的技術,今後螢光和磷光都會被超螢光所取代,如何實現壽命延長呢?我們所想的做法一是改進材料,另外是把發光層進行改進,對於器件的結構進行優化。現在綠色的發光材料是LET95達到2500小時。

我們是小公司,如何跟他們進行競爭呢?我們是要進行合作的,昨天日經淺見先生也談到了人工智慧的話題,這個技術是哈佛大學裡所研發的,使用這個技術進行深度學習,來使我們的材料得到更新的設計。比如說,在作為材料的侯選,有一百種或者一百萬種以上,我們在資料庫中都有,我們所需要的材料具有這樣的特點,能夠實現它,比如有一千個,通過計算機可以給我們提出一個清單,在此基礎上,我們再去進一步的精選,把它縮短到一百個是長清單變成短清單,通過這樣的做法使我們的研發效率提高十倍,一百萬分子中要找出最有希望的侯選材料,把它們作為我們的產品,問題是作為研發不一定都成功,其實失敗的數據對人工智慧的水平提高是非常有幫助的,通過不斷的重複這樣的循環,能夠使人工智慧水平不斷的提升。

8月份美國專門成立了美國公司,在福岡和波士頓兩個團隊開展合作。要有一個集群,像九州大學有全球最高級的研發設備,在福岡縣、福岡市成立了商用中心,我們進行研發的工作。

Kyulux開發的狀況,剛才提到了綠光,TF、DF,它的效率是20%%(超過),LT95達到2500小時(超過),大家最關注的應該是藍光,現在壽命還是比較差的,我們的數據是在每平米50CD的情況下200小時,LT6080是200小時,我們希望儘早做到一千小時,這是巨大的技術挑戰,我們的經驗是超過一千小時,半年以內就可以達到一千五、三千小時,幾何級別的提升。

超螢光的性能必須進一步提升效率,同時要做到一千個小時的壽命,綠色的黃色想先做成產品,藍光也希望是性能進一步提升,在2018年被面板廠商所使用。

以上是我介紹的話題,Kyulux我們現在只有25名員工,明年要想推出產品,自己必須要找到材料量產的夥伴,各位感興趣的話一定和我們聯繫,謝謝!超螢光TADF的技術,我們希望用它為世界面板顯示企業創新做出貢獻,謝謝各位的聆聽!

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