專利技術注入“長壽基因”,日企Flask藍色TADF材料正式邁入459nm,OLED顯示產業革新在即
近日,株式會社V-TECHNOLOGY(以下稱為“V-TECH”)子公司株式會社Flask(以下稱為“Flask”)在OLED發光材料領域取得重要突破,利用現有專利技術,Flask成功研發出了已初步具備產業化能力的高效藍色熱活化延遲熒光(thermally activated delayed fluorescence, TADF)材料。
相較于當前主流的藍色熒光材料,Flask藍色TADF材料憑借其更匹配產業化需求的性能優勢,預計將推動OLED發光材料及下游OLED顯示領域新一輪的技術浪潮。
OLED藍色材料,是皇冠上的明珠亦是阿喀琉斯之踵
受益于在自由形態、快速響應、高對比度、極致色彩表現等方面所展現出的差異化競爭優勢,OLED現已成為業內最炙手可熱的顯示技術之一,也為近年來終端市場在柔性顯示、透明顯示等新興應用上的持續探索提供了穩固的現實基礎和充分的想象空間。
從OLED面板結構出發,可將OLED材料按照在元器件中的位置大致分為電極材料、基板材料和終端材料三大類。其中,發光材料作為終端材料的核心部分,直接決定了面板的光學特性,也是全產業鏈中技術壁壘最高的細分領域之一。而在三基色的發光材料中,藍色材料的發展又一度相對滯后,高性能藍色材料的匱乏也一直是OLED顯示技術謀求進一步革新所面臨的關鍵挑戰。
從1987年至今,全球OLED顯示技術已歷經三十余年的發展,但受限于壽命、色準等問題,現階段的量產應用中,藍色仍普遍采用第一代熒光材料,其效率遠低于已迭代到第二代磷光材料的紅綠色,系制約當前OLED顯示技術的主要短板,以智能手機的OLED屏幕為例,藍色部分在總功耗中的占比往往高達一半以上。
高成長性催生百舸千帆,OLED藍色材料賽道乾坤未定
根據CINNO Research產業統計數據,在整體消費電子市場階段性低迷的狀況下,依托OLED技術滲透率的持續提升及全球新建OLED面板產能的逐步釋放,2023年全球OLED發光材料市場規模仍能保持正向增長至超16億美元,預計到2028年,全球OLED發光材料的市場規模將進一步增長至超19億美元,2023-2028年CAGR達到約3.4%。
圖示:2021-2028年全球OLED發光材料市場規模趨勢及預測 來源:CINNO Research
OLED發光材料品類較多、迭代節奏亦較快,持續發展中的OLED發光材料市場目前仍處于充分競爭階段,尚未誕生絕對龍頭。
近年來,伴隨柯達、UDC、出光等廠商早期專利的相繼到期,OLED發光材料的專利壟斷也逐漸松動,更多新興廠商通過自主研發積極入局,以響應下游面板客戶及終端顯示市場對更高效的OLED發光材料的迫切需求。
憑借在差異化技術路徑上的精耕細作,后起的新興廠商具備充分的彎道追趕的可能性。現階段,以Flask為代表的全球新興OLED發光材料廠商及相關科研院所正依托其資源優勢及技術積累,加速打破當前由少數先發廠商主導的競爭格局,合力共筑更具經濟性及多元性的下一代OLED發光材料產業鏈。
站在V-TECH肩膀上,Flask攜手山形大學攻堅OLED發光材料
V-TECH成立于1997年,最早是作為平板顯示器(FPD)檢測設備的制造商,在技術路線不斷革新和經營環境急劇變化的產業浪潮中奮楫起航。2000年,V-TECH集團在日本東證母板上市,成為首家在該板塊成功上市的制造業企業,并于2011年被指定進入東證1部上市企業名單。
創立至今,V-TECH深耕FPD檢測及曝光設備等核心業務,已發展成為全球FPD制造產線中不可或缺的方案提供商之一,在FPD領域具備扎實的產業根基及深遠的渠道影響力。
作為直接影響面板及終端產品光學性能的核心原材料,面板廠商對OLED發光材料及其供應商的遴選極為嚴格,供應商的導入通常需要經過資質審查、工廠稽核、材料認證三個環節,整體認證周期也往往要耗時兩年以上。與此同時,考慮到OLED器件的性能由各層材料組合體現,面板廠商在構建了成熟的材料體系后,從信賴性上考慮亦不會輕易變更現有材料。
換言之,OLED發光材料一旦進入面板廠商的供應體系,通常也意味著獲得了較強的客戶黏性保障,而反觀新興廠商的進入則需要面臨技術、渠道等多重考驗。
Flask位于日本山形縣,在2017年成立之初便與山形大學緊密合作,專注于OLED發光材料等有機光電子材料領域的尖端技術及產業化方案研究。除了依托母公司V-TECH在FPD領域近三十年開發經驗的指引及背書外,攜手山形大學,充分激活其在材料科學領域的深厚積累,并合作開發出能夠真誠回應市場需求、真正解決用戶痛點、在綜合性能上具備充分競爭力的產品方案更是推動Flask最終進入下游供應體系的鎖鑰。
V-TECHNOLOGY總部所在地:橫濱Business Park(YBP)East Tower
磨劍近十載,459nm高效藍色TADF材料終見月明
對于藍色TADF材料而言,與磷光材料相似,由于同樣具有微秒級別的分子激發態壽命,在高激子濃度的條件下,“熱”激子的生成會嚴重破壞材料的化學鍵,進而導致器件的衰變,影響終端產品的使用壽命。因此,要實現對當前已廣泛應用的傳統藍色熒光材料的替代,藍色TADF材料不僅要達到與磷光材料相似的性能水平,更要能體現出相較于磷光材料更好的穩定性。
近年來,關于藍色TADF材料及其器件穩定性的研究已頻見報道,但在大部分結果中,材料及器件的峰值波長與實際顯示應用所需的藍光波長間仍存在不可忽視的差距,進一步推進藍色TADF材料研究并使其全面匹配下游產業化應用需求也是目前全球OLED顯示產業熱切關注的核心課題。
此次,在WOLED發明人、山形大學工學部城戶淳二(Junji Kido)教授的支持下,Flask的五十嵐研究員小組于近期完成了具有自主專利的OLED藍色材料的開發。該材料是具有多重共振效應(multiple resonance, MR)的熱活化延遲熒光材料(MR-TADF),除了TADF材料本身在效率、成本等方面的既有優勢外,其環狀骨架的分子結構還為材料及器件提供了更強的剛性和更長的使用壽命,而459nm的峰值波長也為后續在顯示領域的產業化應用做好了充分準備。
為加速這一材料的商業化進程,V-TECH集團也已開啟了與包括面板廠商在內的OLED顯示產業鏈伙伴的合作窗口,尋求在與之配套的產業化設備等方面的聯合開發。
自成立以來,Flask的產品線已逐步覆蓋包括OLED、有機光伏(OPF)、有機半導體、銦鎵半導體等在內的多個材料科學前沿領域。其中,在OLED顯示技術領域,以此次藍色TADF材料的成功開發為重要節點,Flask及V-TECH集團將繼續聚焦技術創新和價值創造,致力于支撐顯示技術多樣化的高性能材料開發及產業化應用,推動終端顯示技術的高質量發展,為全球消費者帶來更卓越的視覺體驗。
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