Tandemowe wyświetlacze OLED dla koloru niebieskiego z wykorzystaniem emiterów
II-generacji testowane przez LGD
Koreańska firma LG Display (LGD) zakomunikowała, że testuje rozwiązanie tandemowych wyświetlaczy OLED dla koloru niebieskiego z wykorzystaniem emiterów II-generacji oraz „planuje przeprowadzić w ciągu roku ocenę wydajności produkcji masowej i dokonać przeglądu komercjalizacji” (źródło: OLED-Info.com)
Czym jest rozwiązanie tandemowe?
Wyświetlacze OLED mają warstwową budowę i w typowych wyświetlaczach warstw półprzewodników jest od kilkunastu do nawet ponad dwudziestu. Architektura tandemowa polega na zdublowaniu każdej warstwy i w dużym uproszczeniu można przedstawić ją jako naniesienie na pojedynczy piksel drugiego identycznego. Dzięki takiej budowie wymaganą jasność np. 1000 nit można uzyskać przy znacznie niższym natężeniu prądu niż dla pojedynczego piksela, gdyż wystarczy, żeby każdy z tandemowych pikseli emitował światło z jasnością 500 nit. Ponieważ szybkość degradacji urządzeń OLED wzrasta wykładniczo wraz ze wzrostem ich jasności oznacza to, że tandemowy piksel będzie miał kilkukrotnie dłuższy czas życia od swojego pojedynczego odpowiednika.
Cytując autorów artykułu „firma LG Display wprowadziła wyświetlacze tandemowe w 2019 roku na rynek motoryzacyjny (który ma surowe wymagania dotyczące żywotności wyświetlaczy). Niedawno firma wprowadziła także tandemowe wyświetlacze OLED do wyświetlaczy tabletów (głównie urządzeń iPad Pro firmy Apple), a także jest pierwszą firmą, która wprowadziła na rynek tandemowy wyświetlacz do laptopów.”
Problemy tandemowych wyświetlaczy:
- Ilość warstw wyświetlacza – w typowych wyświetlaczach jest od kilkunastu do nawet ponad dwudziestu warstw półprzewodników przy klasycznej budowie, a dla wyświetlacza o budowie tandemowej może ich być nawet 40. Niestety podczas nanoszenia każdej warstwy mogą powstawać defekty skutkujące wadami wyświetlacza, a przy 40 warstwach jest to niemal nie do uniknięcia, skutkując większą liczbą matryc, które są odrzucane na etapie kontroli jakości. Architektura tandemowa wymaga do tego dwukrotnie większej ilości materiałów, gdyż każdy piksel musi być zdublowany.
- Cena emiterów II generacji – problemem jest również wysoka cena emiterów II-generacji, które bazują na drogich metalach szlachetnych (iryd jest dwukrotnie droższy od i tak już drogiego dziś złota). Zielone i czerwone emitery II-generacji są ponad 10-krotnie droższe w produkcji od materiałów TADF, a cena niebieskiego materiału jest jeszcze wyższa ze względu na jego skomplikowanie.
Emitery V generacji
Emitery II-generacji (PHOLED), których głównym dostawcą jest amerykańska firma UDC, zawierające drogie metale ciężkie (iryd i platynę), dobrze sprawują się jako wydajne energetycznie emitery światła koloru zielonego i czerwonego, ale nie są i prawdopodobnie nigdy nie będą wystarczająco stabilne, żeby mogły zostać wykorzystane jako samodzielne emitery światła niebieskiego. Badania nad wdrożeniem wydajnych prądowo nowych emiterów światła niebieskiego trwają od początku lat 90-tych XX wieku i do tej pory nikomu nie udało się osiągnąć emitera o parametrach pozwalających na jego efektywne komercyjne wdrożenie.
Rozpoczęto więc pracę nad rozwiązaniami na okres przejściowy, do momentu uzyskania materiałów niezawierających metali ciężkich. Tak narodziła się technologia PSF/PST (połączenie II-giej i III-ciej generacji) zwana także V-tą generacją OLED. W technologii tej, opisanej po raz pierwszy przez naukowców i inżynierów Samsunga w październiku 2022 r. (źródło) , stosuje się emiter II-generacji jako sensybilizator dla emitera MR-TADF (III-generacji), który jest emiterem ostatecznym.
Czy połączenie tandemowych wyświetlaczy z emiterami V generacji zrewolucjonizuje rynek?
Zastosowanie tandemowych wyświetlaczy miało za zadanie wydłużyć czas życia dotychczasowych urządzeń zawierających zielone i czerwone emitery II-generacji. Osiągnięcie obecnie podobnych rezultatów dla wyświetlaczy zawierających jedynie niebieskie emitery tej generacji ciągle nie jest możliwe. Przy większych jasnościach, jakich wymaga dzisiejszy rynek, niebieskie sub-piksele ciągle zbyt szybko degradują i nie są wystarczająco stabilne, żeby sprawdziły się w nowoczesnych wyświetlaczach OLED.
LG Display komunikuje, że testuje rozwiązanie tandemowych wyświetlaczy OLED dla koloru niebieskiego z wykorzystaniem emiterów II-generacji oraz „planuje przeprowadzić w ciągu roku ocenę wydajności produkcji masowej i dokonać przeglądu komercjalizacji.” Firma ujawnia, że nie będą to jednak same niebieskie emitery II-generacji, gdyż ciągle nie udało się przezwyciężyć problemów z ich stabilnością, lecz będzie to mix z emiterami MR-TADF (III-generacji), które zapewniają dodatkową stabilność niebieskich pikseli. Wprowadzenie technologii V-tej generacji emiterów w tandemowym układzie warstw może spowodować, że wyświetlacz mógłby zużywać około 30% mniej energii w porównaniu do standardowego OLED.
Wszystko wskazuje na to, że to właśnie tę technologię testuje LGD w swoich najnowszych rozwiązaniach i oznacza to rynkowy debiut technologii MR-TADF (V-tej generacji), nad którą Noctiluca pracuje od niemal dwóch lat.
Technologia MR-TADF (emitery V generacji) a Noctiluca?
Noctiluca zakomunikowała ok. dwa lata temu, że zaczęła badania nad emiterami do technologii OLED V- generacji. W pracach badawczych Spółka zauważyła znaczny efekt synergii pomiędzy swoimi emiterami i emiterami irydowymi, polegający na wydłużeniu czasu życia urządzeń OLED w stosunku do tych zbudowanych z pojedynczych emiterów. Spółka swoje autorskie emitery MR-TADF od początku tego roku testuje w takich właśnie układach V-generacji i złożyła już 2 zgłoszenia patentowe na związki MR-TADF do zastosowania w połączeniu z emiterem II-gen. Emitery MR-TADF są dziś niezbędne, żeby zapewnić wystarczającą stabilność pikseli niebieskich. Noctiluca kontynuuje prace w zakresie rozwijania emiterów nowej generacji i w tym zakresie umacnia także swoją pozycję patentową.
Co więcej, w przeciwieństwie do innych graczy, materiały Noctiluca rozwijane są równolegle dla metody produkcji PVD (napylania) oraz dla metody IJP (wyświetlaczy drukowanych), która jest przyszłością rynku. W druku materiały Spółki, ze względu na ich budowę, dają 2-3 razy lepsze parametry wydajności prądowej i 80% dłuższy czas życia w porównaniu do materiałów lidera rynkowego materiałów emisyjnych dla PVD.
Dodatkowo, oprócz związków emisyjnych, których w warstwie jest od kilku do kilkunastu procent, Noctiluca opracowuje także dedykowane dla nich specjalistyczne materiały pomocnicze (high performance materials), które stanowią większość warstwy emisyjnej wyświetlacza OLED, oferując swoim klientom gotowe rozwiązanie składające się z emitera/ów, sensybilizatora/ów i hostów. To wszystko daje Spółce konkurencyjną pozycję i wartość jako wszechstronnego dostawcy związków chemicznych do produktów przyszłości.
Podsumowanie
Informacja prasowa LGD dotycząca planu użycia emiterów V generacji w wyświetlaczach tandemowych potwierdza słuszność podjętych przez Spółkę decyzji o rozwoju tej technologii. Od niemal dwóch lat Noctiluca w tym zakresie zdobywa doświadczenie i buduje swoją pozycję patentową.
Każdy wyświetlacz tandemowy (bez względu na producenta) z nowym sub-pikselem niebieskim, oprócz emitera II-gen BĘDZIE zawierał także materiały MR-TADF (III-gen). Noctiluca produkuje takie materiały i intensywnie pracuje nad urządzeniami V-gen z ich wykorzystaniem, uznając to za dobre rozwiązanie na okres przejściowy przed ostatecznym wdrożeniem w wyświetlaczach OLED wyłącznie materiałów niezawierających metali ciężkich.
Trudno dziś mówić o tym o ile droższe będzie wyprodukowanie wyświetlacza tandemowego z niebieskimi pikselami OLED, oceniamy, że co najmniej kilkadziesiąt procent. Jest to jednak pierwszy, bardzo istotny krok w docelowej masowej komercjalizacji tej technologii, w tym docelowej optymalizacji kosztów produkcji. Jeśli LGD, po fazie oceny wydajności i opłacalności produkcji masowej, zdecyduje się wprowadzić technologię V-tej generacji emiterów w tandemowym układzie warstw na rynek, ma szansę zapewnić sobie istotną przewagę wprowadzając wyświetlacz, który mógłby zużywać około 30% mniej energii w porównaniu do standardowego OLED.
Noctiluca już teraz pracuje z globalnymi partnerami nad wyeliminowaniem zielonego i czerwonego emitera II-generacji i zastąpieniem ich nową technologią. W związku z informacją prasową LGD, na pewno będziemy jeszcze intensywniej nakłaniać partnerów do skorzystania z najnowszych rozwiązań Spółki. Dodatkowo, bardzo ważnym czynnikiem jest też przełamanie monopolu UDC, który dyktuje obecnie ceny emiterów, stąd jeszcze aktywniejsze poszukiwanie przez rynek innych, niezależnych dostawców przełamujących vendor lock-in.
W odniesieniu do graczy mid-market należy pamiętać, że sugerowane przez LGD rozwiązanie jest dedykowane wyłącznie dla największych graczy, dysponujących high-endową technologią pozwalającą na tworzenie metodą PVD rozwiązań zawierających czterdzieści (lub więcej) warstw. Nie znajdzie ono zastosowania w urządzeniach drukowanych, dla których Noctiluca ma inne, autorskie rozwiązania.
Source: