技术课堂 | Cynora CMO解答关于OLED材料、颜色和寿命间的关系及TADF材料发展现状
编译：山海观
来源：Oled-info
德国TADF研发厂商Cynora于2018年5月推出了其最新的蓝色TADF材料—CIE y为0.14，外量子效率（EQE）为20％，亮度700nit情况下LT97寿命为20小时。Cynora预计将在2020年批量生产该蓝色有机发光材料。
Q： Cynora总是提材料的LT97寿命，您能解释为什么选择LT97，LT97的寿命曲线图又是如何工作的？另外，我们是否可以将寿命外推到较低的亮度水平（即LT97至LT95或LT70或LT50）？
实际应用（显示或照明面板）通常认可衰减到初始亮度80％，70％甚至50％的寿命时间（分别为LT80，LT70和LT50）。然而，就现在的OLED材料寿命看，这些测量方式在开发阶段会需要很长时间。因此，使用LT97或LT95表征材料的寿命会更合适。从历史上看，这些方式测量的寿命也很重要，因为它们定义了OLED显示器件的老化（Burn-in）时间。与此同时，大多数OLED器件都有额外的补偿过程，因此OLED像素（材料）的LT97不再对应于整个面板的LT97。
Q：我们知道色点对寿命有显著影响，例如从470nm的蓝色移动到更深的460nm蓝色，你能帮忙解释一下这背后的机制吗？
A：这与OLED器件中的光能量有关。OLED领域的一般规则是光的能量越高，寿命越短。这意味着红色的寿命最长，绿色较短，蓝色则是最短的，该规则适用于荧光和磷光。例如，应用到OLED显示器中的绿色磷光像素的开发时间远比红色的开发时间更长，因为绿色磷光像素的寿命更难达到客户规格要求。
在更大层面看到的同样适用于较小层面，这个一般规则也适用于蓝色光谱：颜色越深蓝的有机发光材料，通常寿命也越短。在5到10年前，这个问题时不时会被荧光材料公司观察和报道。甚至一些极富经验的荧光材料开发人员也不能在蓝光波长降低10~15nm的前提下，还能保证其寿命下降不到10倍。当然，这些公司后来在发现深蓝色发光材料的寿命限制因素后，再次延长了它们的使用寿命。这些专有技术帮助他们弥补了上述因为波长调整带来的一些材料寿命的损失。
在Cynora，我们去年年底已经能够实现蓝光颜色（CIE y≤0.16，~460nm发射峰值）和对其效率的要求（亮度为1000 nits时，外部量子效率EQE> 20％）。这是一项巨大的成就，它让我们能够完全专注于延长材料的使用寿命，而无需担心进一步的颜色变化对整体性能的影响。与此同时，我们已经能够理清楚深蓝色发光材料寿命较短的一些问题，现在我们正在将这些技术转移到下一代有机发光材料中。
Q：我们怎么简单理解表征颜色的光波长与CIE y之间的差异？
A：的确，这不是一个简单的话题。原则上对于显示面板来说，CIE坐标是最重要的数值，因为它们定义了用户看到的颜色。CIE坐标可以从OLED的光谱计算出，它们既取决于峰值发射波长，也取决于光谱的宽度和形状。仅仅峰值发射波长并不能提供足够的信息来判断器件发出的颜色，仅具有固定峰值发射波长的光谱还可以实现其他很多颜色。要判断显示的颜色是否合适，还需要一个或两个附加参数。对于蓝色来说，我们通常还会关注CIE y坐标，因为CIE x坐标通常不会发生太大变化。
Q：类似地，材料的发光亮度也会影响其寿命。你能解释500nits LT97和1000nits LT97之间的区别吗？
A：亮度和寿命在双对数图中通常显示出线性关系。如果知道这条线的斜率，我们就可以计算或者推算出不同亮度下的寿命。在非常粗略的估计中，500 nits时的寿命大约是1,000 nits时寿命的3倍。
Q：关于色纯度和窄发射光谱的讨论有很多，Cynora对此的看法是什么？荧光、磷光、TADF和超荧光（Hyperfluorescence，HF）系统下又如何比较？
A：颜色纯度或发射光谱宽度对于深色是很重要的。颜色纯度部分地由发光材料的发射光谱决定，但也会受整个AMOLED面板（顶部发射，滤色片CF等）的结构影响。通常，荧光发光材料具有相当窄的发射光谱，而磷光和TADF发射器具有较宽的发射光谱。超荧光使用荧光发射，因此也显示出相当窄的发射光谱。
但是，我们必须考虑到TADF发射光谱的宽度也取决于颜色，尽管其他颜色较宽，但是蓝色TADF材料的发光光谱通常较窄。因此，我们的深蓝色TADF发光材料当前的光谱宽度实际上也没有给我们的客户带来问题，另外，我们去年也有专门针对降低该发射光谱宽度的开发。
Q：TADF和超荧光蓝的现状如何？
A：由于专注于蓝色TADF发光材料的研发，CYNORA深蓝色TADF发光材料颜色及其效率在去年年底已达到了工业应用规格。这使我们能够完全专注于材料的寿命提升，和对材料寿命限制因素的研究。我们正努力将这些研究成果应用到新的发光材料和设备开发中，以延长材料寿命达到客户规格。
Kyulux正致力于超荧光OLED的开发，超荧光OLED中，TADF发光材料需要达到高效率，而光从荧光材料中发出。该公司历来更多地关注绿色和黄色发光材料，大多数也用于PMOLED。几周前，Kyulux宣布他们也研发出一种高效率的天蓝色超荧光系统。根据他们的信息，他们似乎将明年的目标定为深蓝色发光材料。
目前还不能真正比较两家公司的结果，因为Kyulux只有实现了深蓝色发光，它的效率和寿命才具有参考意义。实时表明，TADF蓝色发光材料更接近商业化，这对于AMOLED行业来说是一个非常重要的标志，这个行业迫切需要高效的蓝色发光材料来进一步降低显示器的功耗。
Q：为什么Cynora仍然相信TADF蓝色发光材料可以用于生产？
A： 即使是荧光发光材料，蓝色发光材料的寿命也一直是OLED的一大挑战。但我们知道蓝色荧发光材料现在的寿命对于目前的OLED显示器来说已经足够了。TADF发光材料只是一种特殊的荧光发光材料，因此没有理由说它不能像当前生产中的蓝色荧光发光材料一样稳定。
我们相信，我们的TADF专家团队将为我们的TADF材料找到解决方案，以达到与第一代荧光发光材料接近的寿命。一旦我们实现差不多的寿命，我们将能够为商用AMOLED提供第一批商业化的深蓝色TADF发光材料。
Q：自2018年SID以来，Cynora材料有没有更新？
我们已经在今年上半年理清深蓝色TADF发光材料的一些限制因素，我们现在正在将这些新的研究成果应用到最新的材料中。我希望我们在下一次会议上介绍我们最新的进展和成果，比如圣地亚哥的SPIE光学和光子学展会以及韩国釜山的IMID。
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