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[导读]一颗聪明的头脑总是会渴望和追寻着能够改变世界的想法。当知识、创造力、灵感和创新这四者之间产生碰撞,便会迅速生成新颖的概念,并随即迎来“灵光一现”的时刻。对于Universal Display Corporation(UDC)创始人Sherwin Seligsohn来说,正是一束真正的“光”——一个微小的绿色光点——给予了他灵感,并激发了他走上显示材料创新的道路,也由此改变了我们感知世界的方式。

改变我们看待世界方式的那抹“绿点”

本文作者:Universal Display Corporation(UDC)业务发展副总裁,Mike Hack

一颗聪明的头脑总是会渴望和追寻着能够改变世界的想法。当知识、创造力、灵感和创新这四者之间产生碰撞,便会迅速生成新颖的概念,并随即迎来“灵光一现”的时刻。对于Universal Display Corporation(UDC)创始人Sherwin Seligsohn来说,正是一束真正的“光”——一个微小的绿色光点——给予了他灵感,并激发了他走上显示材料创新的道路,也由此改变了我们感知世界的方式。

在20世纪90年代,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。这也随之开启了Seligsohn的开创性研发旅程。他决定亲自拜访普林斯顿大学电子工程学院,并实地探究这项开创性技术。在参观期间,他观察到一个挂着9伏电池、只亮了几秒的绿色光点。这个小小的有机绿色光点让Seligsohn预见了显示技术的未来——高能效有机发光二极管(OLED)。

如今,全球约一半的智能手机都使用了能够发光显色的高能效磷光OLED材料。在智能手表、笔记本电脑、平板电脑、电视、AR/VR设备和汽车等设备中,磷光OLED材料亦有被广泛应用。从发现“绿点”到现代化OLED显示器件的问世,显示行业历经多次技术迭代和变革,才实现了在全球流行的各类电子产品上广泛采用OLED技术。相较于“灵光一现”的短暂瞬间,创新的历程往往复杂而缓慢,须经历系统性地研发进程,才能实现突破,满足客户需求,开辟新的前进道路。

从想法初现到首款原型产品落地

在OLED技术进入市场之前,阴极射线管电视是消费者们所更为熟知的一项显示技术。尽管液晶电视在当时已有了较大的改进并获得了诸多关注,显示行业内依旧充满着出现颠覆性技术的可能。

然而,显示行业的迈入门槛相对较高,且尽管背板技术已日趋成熟,全球范围内仍没有形成一个能够支持OLED显示器在整个消费电子领域普及的生态系统。

此外,显示行业的各项技术研发还需克服各种复杂的科学和工程挑战,例如开发出满足高性能消费电子产品要求的色彩和使用寿命的商用磷光OLED(PHOLED)材料。同时,消费者拥有和使用设备的时间数以年计,远远超过最初那个绿色光点出现时的数秒钟。因此,除了发明和推广符合消费者需求的磷光OLED材料外,创新的发光材料还必须能够大批量生产,且发光材料的纯度要求可能甚至要高于部分药品的规格。

克服重重障碍,努力满足客户需求

即使克服了初期的研发挑战,UDC还面临着将磷光OLED材料实地应用于设备的新挑战。在UDC的技术出现之前,很多显示器制造商在首次接触到OLED材料时,不仅没有对其留下深刻的印象,还往往会把OLED技术与低效的荧光技术联系在一起。此外,OLED荧光材料还面临着高能耗的问题,与液晶显示技术相比丝毫没有竞争力。而当UDC推出可将能耗降至原来1/4至1/3的磷光OLED材料时,各大厂商的态度出现了巨大的反转,OLED技术也随之受到了市场整体的高度关注。

得益于广泛的应用潜能,磷光OLED技术逐渐收获了OLED显示面板制造商的青睐。此时,又一大挑战降临了:工程师需要更新用于驱动显示屏的TFT背板的设计。所幸背板更改是设计周期中的例行工作,因而面板制造商可以快速将高能效OLED技术引入生产,并快速实现磷光OLED的各项技术优势。

OLED技术受市场青睐的另一个原因在于,它可以实现突破性的外形尺寸和令人惊艳的视觉效果。液晶显示器(LCD)通常会受到玻璃面板硬度的限制,而OLED技术则是利用多层有机薄膜结构产生电致发光,并且可沉积在玻璃、塑料甚至金属箔上。同时,OLED本身还具有可塑、可弯曲和可卷曲的特性。虽然这些特性在OLED技术发展初期无法立即得到利用,但它参与构建了Seligsohn和UDC所构想的无处不在的OLED未来。

最后,OLED具有宽广的色彩光谱、快速的响应时间、黑暗条件下近乎无限的对比度、轻薄外形和180度视角等优势,能呈现卓越的视觉性能。此外,由于磷光OLED还具有高能效的特性,制造商纷纷开始热衷于在各类消费电子产品中采用OLED技术。

OLED技术:迈入成熟期

在OLED市场发展初期,该技术在消费电子端的应用主要集中于手机和MP3播放器等产品。由于电池续航是移动产品的一项重要考量指标(时至今日也依然如此),OLED技术和材料的改进使得OEM厂商能够提供比主流LCD显示技术更高效的显示屏。首款采用磷光OLED技术的商用显示屏被应用于富士通在2003年发布的一款翻盖手机上。这款手机将红色磷光OLED材料作为封闭式翻盖手机正面小型子显示屏的一部分,用户能够通过该屏幕读取时间和日期。仅仅三年后,磷光OLED材料就被用于第一款商业有源矩阵OLED显示屏手机——明基-西门子S88。

OLED的真正兴起则是在智能手机进入市场之后。智能手机具有高质量的显示屏和性能,促使了消费者将手机从主要用于打电话和发短信的通信工具转变为多功能设备。

2010年,三星电子推出了配备OLED显示屏的旗舰款智能手机Galaxy S,引发了业内的一波强势关注。三星在生产高质量、高能效的OLED显示屏方面的持续努力,亦推动了OLED行业的发展,促进了巨大的产能投资和OLED的持续普及。

自那时起,OLED产业便开始蓬勃发展起来。如今,市面上约有一半的智能手机采用了OLED屏幕。同时,OLED电视也一贯被评为世界上最好的电视。从最初推出OLED到今天,强大的客户合作伙伴关系以及高性能、高能效材料的可靠供应已被证明是促进OLED行业发展的关键,而这两点也必将成为未来几年OLED技术持续普及的重要推动力量。

随着OLED市场的持续增长,UDC也进一步扩张了在中国的投资,致力于更好地为本土客户提供各类服务以及现场支持。具体而言,UDC目前已在北京、上海、成都、深圳、香港、和台湾设立了办公室,以便加强并扩大了对中国OLED行业的本地支持。UDC位于香港科技园的实验室包括了目前最为先进的磷光OLED应用中心。该应用中心不仅帮助和增强了UDC的本地业务和服务,也可提供给本土客户用于现场器件制备和测试。

OLED的未来发展

自从发明高能效磷光OLED以来,UDC在高性能、高效率显示材料和技术方面不断取得突破,实现了低功耗、环保型显示和照明等功能。从当前的智能手机到电视、智能手表、笔记本电脑、AR/VR头戴式设备、汽车屏幕等,OLED技术的应用几乎无处不在。从一个小小的“绿点”所引发的一系列研究和创新,在开辟了显示行业的前进新道路的同时,也逐步支撑起了整个OLED产业。我们坚信,OLED技术在未来仍大有可为。

随着各类企业对于能效问题的关注与日俱增,从事OLED技术研究的优秀科学家和工程师也正不断突破各个屏障。目前,商用磷光OLED产品组合主要包括红色和绿色磷光材料(二者已广泛应用于手机、平板电脑和笔记本电脑),以及黄绿色磷光材料(用于部分OLED电视)。在能耗方面,相较于LCD设备,使用磷光OLED材料的设备更节能。UDC是多个全球主流显示面板制造商的独家磷光OLED材料供应商。公司的蓝色磷光材料计划于2024年正式进入商用市场,预计将进一步提高OLED显示屏能效约25%,同时也将增强整个消费电子市场产品的性能。

UDC的团队还在致力于研究和开发等离子磷光材料(Plasmonic PHOLED)。该技术是一种令人兴奋的新型OLED设备架构,可延长OLED面板的使用寿命并进一步提高能效。该项技术的相关研发是UDC长期能效路线图的一部分,旨在继续拓展公司在OLED解决方案的覆盖面,持续提升公司对客户、行业和消费者的价值。随着公司不断提高产品能效,从小型智能手表到大屏幕电视等各种设备都能拥有更佳的性能、更长的电池寿命和更明亮的显示效果。

另一项重要进展则是与OLED更广泛地使用柔性面板有关。柔性面板的引入意味着显示器件将不再局限于平面、易碎的玻璃基板,而是能在拥有高柔性、可弯曲和可折叠的塑料及其他基板上制造。这为需要无缝集成至日常设备中的显示器件带来了大量新机遇——它们在实现了折叠、卷曲和弯曲功能的同时,不会对设备的视觉质量或性能产生影响。事实上,根据部分市场分析师的估计,到2025年,可折叠智能手机的市场规模将翻两番,达到约5500万部。三星、Oppo、Vivo、小米和谷歌等公司目前也相继推出了折叠屏类手机产品。

最后,随着越来越多汽车制造商开始设计和开发新一代汽车仪表盘和新型电动汽车,汽车行业也成为了OLED技术的一大关键市场。汽车内部显示屏、尾灯,甚至后视镜都可以使用OLED技术进行增强,以实现更宽的视角、在极端温度下的更优性能表现、以及更低的能效等。

从磷光OLED技术的研发,到下一代OLED材料和技术的发掘、开发和交付,那一抹“绿点”和Seligsohn先生留下的宝贵财富为UDC和整个OLED行业提供了有力的支持。它们也将继续推动UDC与业内人士一起共同构想、塑造和巩固OLED技术的未来。

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