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《低成本和高效率的 OLED 显示器和灯寿命突破是有希望的》

  • 来源专题：印刷电子
  • 编译者： nano
  • 发布时间：2016-03-11

  • 发表时间 ︰ 2016 年 3 月 1 日。低成本和高效率的 OLED 显示器和灯寿命突破很有希望。 （Nanowerk 新闻）只是个微小的调整，九州大学的研究人员大大提高有机发光二极管 (OLED)器件寿命，通过使用最近开发的分子以较低的成本将电能转化为光，在提高未来的显示和照明效率方面具有很大潜力。. 在此原理，研究中使用的 OLED 的结构...

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相关报告

  • 《突破 | 高性能可拉伸显示器和电子皮肤领域取得新突破》
    • 来源专题：光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者：husisi
    • 发布时间：2022-03-25
    • 《星球大战》中， Luke Skywalker的机械手拥有完整的感觉能力，能够非常灵敏地感觉到外界压力。30年过去了，电影中的画面几近成为现实，电子皮肤正在成为未来电子工业发展的一个重要方向和趋势。在柔性电子器件领域，不得不提科研女神鲍哲南，她是柔性电子领域的领军人物，斯坦福大学首位华人院长、美国工程院院士、未来科学大奖科学委员会委员，这一系列头衔足以说明她的学术能力与学术地位。 2018年，鲍哲南团队在柔性电子领域实现了制造工艺的飞跃，首次成功开发出更易量产的高密度、高灵敏度可拉伸晶体管阵列（OTFT），这一成果在电子皮肤等研究中具有突破性意义。 经过近四年的工作，今日该团队再次在高性能可拉伸显示器和电子皮肤领域取得重大突破：他们报告了一种材料设计策略和制造工艺，实现了具有高亮度（约 7,450 坎德拉每平方米）、电流效率（约 5.3 坎德拉每安培）和可拉伸（约 100% 应变）的全聚合物发光二极管。研究团队进一步制造了红色、绿色和蓝色的可拉伸全聚合物发光二极管，实现了皮肤上的无线供电和脉冲信号的实时显示。 这项工作标志着高性能可拉伸显示器取得了长足的进步。相关研究成果以题为“High-brightness all-polymer stretchable LED with charge-trapping dilutio”发表在最新一期《Nature》上，第一作者为张智涛。 【材料设计与力学性能】 目前的可拉伸发光装置大部分是用无机材料制成的，要么需要高电压，要么可拉伸性、明亮度、分辨率都会在压力下受限。为解决这个问题，研究团队描述了可拉伸全聚合物发光二极管（APLED）的设计和制作流程。他们利用发光层与软弹性体自发相分离形成的纳米限制发光聚合物结构的策略，同时实现了增强的拉伸性和充电传输。此外，该可伸缩发光层与具有适当界面修饰的透明可伸缩高导电聚合物电极相结合，实现了亮度大约可达7,450 cd m-2、应变可伸缩约100% 的可伸缩APLED，总模量约为1 MPa(图1a)。具体而言，作者利用超黄(SY)作为发光聚合物和聚氨酯(PU)作为软弹性基体(图1b)，与SY纳米纤维的均匀混合物在旋涂薄膜上均匀分布(纵向和横向)(图1c，d)。共振软x射线散射(R-SoXS)与掠入射x射线衍射(GIXD)结果表明SY薄膜具有较低的结晶度和面向取向，较短的π-π距离和较大的相干长度可以促进更好的电荷输运，这可能有利于共混物的亮度（图1e-f）。 图1g-j表明薄膜拉伸性能得到了提高，这可归因于软聚氨酯弹性体的加入，由于聚氨酯弹性体与 SY 之间的自发相分离，降低了整体膜模量，促使 SY 形成渗滤型纳米纤维结构。所得到的多色发光薄膜经氧等离子体刻蚀后均表现出很高的延展性，并且在放置在手臂或手指上时能够承受反复的变形(图1k-n)。 图 1. 自发形成的各种颜色的纳米纤维发光结构，用于增强发光共轭聚合物薄膜的拉伸性。 【材料的电子与光学性能】 较高数量的聚氨酯被观察到给予较高的光致发光量子效率（PLQE 值）(图2a)，聚氨酯数量导致器件的性能变化启发作者：共混物可能受益于减少陷阱辅助的非辐射过程（图2b-c）。随着应变的增加，PLQE、电荷载流子输运密度(包括电子和空穴)、亮度和电流密度都增加(图2f-h)，这是由于聚合物的取向和薄膜在应力作用下的垂直方向上的密度增加，这两者都有助于提高电荷和激子输运。 图 2.电荷俘获稀释效应增强可拉伸发光共轭聚合物薄膜的电子和光学性能。 【器件电极制备】 为了制备可伸缩的APLED，还需要高导电率的透明可伸缩的阳极和阴极。作者采用聚(3,4-乙撑二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸钠(PEDOT:PSS)、聚轮烷(PR)三种物质，然后利用波长为365nm的光源进行光交联后，PEDOT:PSS/PR电极成为溶剂不溶性的，PEDOT纳米纤维被锁定在交联PR网络中，同时具有高的拉伸性、导电性、透明性和器件加工性（图3a-c）。5% PR 的加入使薄膜的总弹性模量从2.6 GPa 降低到790MPa(图3d)。PEDOT:PSS/PR电极也表现出较低的应变灵敏度(图3e)，而在550nm波长处，经甲醇后处理的电极具有高达92%左右的透过率(图3f)。这种薄膜随后被用于可伸缩的PLED制造。 图 3. 高导电性和高度可拉伸的 PEDOT:PSS/PR 电极 【应用】 研究团队通过材料选择与器件过程优化相结合，制造出了高性能的可伸缩APLED（图4a、4b）。APLED 可以拉伸到100% 应变，同时保持其均匀性和明亮的发光。与之前报道的所有可拉伸 PLED 相比，APLED 表现出最高的亮度（图 4f、4g）。此外，该器件结构可以扩展到制造具有不同颜色或阵列的 APLED，同时保持它们对机械变形的抵抗力，包括弯曲和拉伸（图 4h）。 图 4. 本质上适用于可穿戴应用的可拉伸、低模量和高性能的 APLED 和具有不同颜色的 APLED 阵列。 【总结】 通过合理的材料工程和优化的器件制造，作者同时实现了可拉伸和高效的 APLED。 这项工作提供了一种帮助改善视觉人机界面的方法，并为下一代可拉伸光电设备面向未来的皮肤电子和生物电子应用奠定了基础。
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  • 《Micro-LED挑战OLED显示器？》
    • 来源专题：集成电路
    • 编译者：Lightfeng
    • 发布时间：2021-04-18
    • 市场研究公司IDTechEx在其报告《Micro-LED》中指出，随着原始设备生产商（OEM）和显示器供应商推出各种micro和mini-LED显示器，自发光LED的显示器越来越受到投资者和用户的关注。 许多人认为微型LED代表着下一代显示技术，在LED、显示器、OEM、材料等领域，micro-LED一直受到人们的追捧。人们普遍认为，micro-LED显示器将来可能取代机发光二极管（OLED）显示器，特别是在电视应用中。 在液晶显示器（LCD）体制下，由于成本，生产效率等因素，以及的新生产线和行业供应链的新建，LCD制造业正在向中国大陆转移。其他地区已经开始从液晶显示器业务转移。例如，三星宣布退出LCD业务，在未来将专注于其QD LCD和OLED技术。LG Display已停止其国内LCD面板的生产。松下和JDI正在退出LCD业务。与此同时，AUO、Innolux和其他一些台湾公司正在放缓对LCD或OLED技术的投资。 在OLED领域，韩国公司主导着OLED面板的生产，体现在有效产能、技术成熟度、上游材料设备、下游应用、供应链完整性等方面，例如SDC和LG Display支持上游材料和设备，建立了良好的生态系统。对于下游应用，三星的中小尺寸OLED面板首先供应给三星智能手机，而LG Display的大尺寸OLED面板则首先供应给LG电视。因此，三星和LG分别主导着中小尺寸和大尺寸OLED面板。 竞争市场中的另一项技术是量子点（QD）技术，主要利用其光致发光功能。通过在LCD结构中应用QD膜，可以显着改善色域。IDTechEx表示，QD的显示器正在迎头追赶。 Micro-LED显示器由充当子像素的自发光无机LED组成。这些LED通常在微米范围内，既没有封装也没有基板，因此使用不同于传统的拾取和放置技术的方法进行传输。报告指出，Micro-LED显示器具有很多优势，如宽色域、高亮度、低功耗、高稳定性和长寿命、宽视角、高动态范围、高对比度、快速刷新率、透明性、无缝连接和传感器集成能力。然而，基于现有的技术成熟度和成本预期，并不是上述所有的优势主都能实现，例如由于技术不成熟高分辨率的micro-LED显示器价格会很昂贵。 因此，IDTechEx指出，至少在中短期内，micro-LED显示器是能否代替OLED还是一个问题。该报告从两个方面分析了潜在市场：一方面是现有显示器市场的替代品，另一方面则是创造一个新的展示市场。对于前者，最需要解决八个应用程序：增强/混合现实（AR/MR）、虚拟现实（VR）、大型视频显示器、电视和显示器、汽车显示器、手机、智能手表和可穿戴设备、平板电脑和笔记本电脑。 现有应用市场中的替代产品。例如，LCD显示器几乎适用于所有65英寸以下的显示器。LCD对于更大尺寸具有局限性。OLED主要在智能手机显示器中占有很大市场份额。QD-LCD则用于高级电视，并被越来越多的消费者所接受。LED显示器在大型公共显示器中使用。 IDTechEx表示micro-LED应该确定其独特的优势，以便抢占市场。 就成本而言，micro-LED显示器的前面板成本取决于LED的数量（比率比面积），这与OLED和LCD显示器不同。这就是为什么制造与电视具有相同分辨率的智能手机可能会产生相似的成本。因此，重要的是要了解每种应用背后的技术方法，并对它们进行清晰的评估。 创造一个新的显示器市场需要一些替代品无法实现（或者很难实现）的功能，比如具有定制形状的显示器和具有集成传感器的显示器。IDTechEx总结说，新兴的新显示器扩展了我们的想象力，并将超越了现有的显示技术。
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