電子發(fā)燒友在進博會“管窺”智能手機產業(yè)鏈。葉辰亮攝

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現代社會離不開照明和顯示，隨著“屏時代”的到來，人們對照明、顯示產品的品質與形態(tài)提出了更高的要求。其中，擁有超薄、可彎曲、低功耗、高對比度、廣視角等特性的OLED自推出至今，越來越受到人們的青睞。

可以預見，隨著智能手機、平板電腦、可穿戴設備等電子設備的需求愈加旺盛，未來很長一段時間里，社會對OLED技術的需求仍將不斷增加。據知名研究機構Omdia推算，今年OLED材料市場將達到20億美元，到2025年將接近30億美元，2030年或突破百億美元。

突破OLED技術，材料是關鍵。今年浦江創(chuàng)新論壇“尋找青年聲音”尋找到的海南大學材料科學與工程學院教授艾心，就是一位聚焦于此的學者，他希望開發(fā)出具有自主知識產權的高性能發(fā)光材料，帶動OLED技術的下一次變革。

尋找能夠實現100%的內量子效率的新材料

自1987年OLED技術問世以來，迄今經歷了35年的研究與發(fā)展，在這之中，發(fā)光材料始終是OLED材料的核心。據介紹，為了實現更高的器件效率，如今大規(guī)模商業(yè)化應用的OLED主要采用的是磷光材料，但磷光材料始終面臨著依賴銥、鉑等貴重金屬的問題。因此，如何在實現較高器件效率的前提下，擺脫對貴重金屬的依賴，開發(fā)基于其他發(fā)光原理的純有機分子的高性能OLED發(fā)光材料，是技術實現突破的關鍵之一。

“目前已有多種可行的技術路線，包括利用三線態(tài)-三線態(tài)湮滅（TTA）材料、熱活化延遲熒光（TADF）材料、雜化局域電荷轉移態(tài)（HLCT）材料以及TADF敏化熒光(TASF)材料等。”艾心說。

OLED下一代技術的突破口在哪里？艾心從室溫穩(wěn)定的發(fā)光自由基材料上看到了不同于以上任何技術路線的“可能性”。在電子結構上具有未成對電子的分子，被稱為自由基分子，它屬于“開殼”材料。其通過雙線態(tài)基態(tài)與雙線態(tài)激發(fā)態(tài)之間的躍遷過程實現發(fā)光，基于此類材料的OLED器件在理論上能達到100%的內量子效率，即在理論上有100%把電轉化為光的能力。事實上，這一材料的巨大潛力已經得到了國內外專家的認可。

走一條沒有現成答案的探索之路

從研究生開始，艾心就在導師李峰教授的悉心指導下以室溫穩(wěn)定發(fā)光自由基材料作為自己的研究方向，2020年他博士畢業(yè)到海南大學任教后，繼續(xù)從事該領域內的研究。近年來這一領域受到了更多的關注。

在做發(fā)光材料的人眼里，自由基意味著不穩(wěn)定并通常展現出淬滅發(fā)光的性質，而艾心要解決的關鍵難題，就是要尋找在室溫下穩(wěn)定的發(fā)光自由基，這是一條沒有現成答案的探索之路，只有在理論框架下去一次次嘗試。

點亮的自由基OLED器件

“我記不得設計過多少個分子了，每一次開始我都覺得這次一定能成，但做到后面就會覺得怎么會想出這么荒誕的點子。研究就是這樣，沒有前面的嘗試，連失敗都不會有。”艾心說。一次次的失敗并沒有讓這位年輕的學者放棄，反而讓他愈挫愈勇，目前他們已在理論上證實利用雙線態(tài)發(fā)光材料制備高效率OLED是可行的。

“一次次的嘗試，枯燥是難免的，但科研的樂趣也在其中?！卑闹小Ｗ鳛槟軌颉皩嵈驅崱眲?chuàng)造物質的材料化學工作者，他十分享受在紙上勾勒分子結構的過程，或許其中某個分子式就會如同施了魔法一般從紙片變成現實。享受科研，是有所發(fā)現的前提。

想象力做翅膀讓路走得更遠

未來的顯示技術會是怎么樣？今年，各大手機品牌不約而同力推折疊手機或許已經說明了市場的選擇，與2006年明基（BenQ）首次推出搭載AMOLED顯示屏幕的手機相比，如今的OLED技術已經有了長足進步。

即便如此，在專業(yè)人士看來，目前市場上的折疊屏只是柔性屏技術的第二階段。準確來講，應該叫“固定曲面屏”，它是普通屏幕與真柔性屏之間的過渡階段，而真正的柔性屏是不需要借助鉸鏈也能完成折疊、卷曲的屏幕，可以像變形金剛一樣禁得起幾百萬次地任意扭曲。

海南大學材料科學與工程學院教授艾心

“可折疊是OLED的‘初心’，但它的終極形態(tài)遠不止于此。”艾心說，在他看來，屏幕這一概念可能會被改寫，電子皮膚、智能服飾、織物顯示器離我們已經不遠，未來我們穿著的衣物很可能就是一塊屏幕。

青年，就是要有無窮的想象力。能夠被“尋找青年的聲音”項目選中，艾心認為最大的收獲是獲得了一個非常好的發(fā)聲平臺，世界需要給年輕人以機會。他認為自由基發(fā)光材料擁有巨大的潛力，但同時也需要開展大量研究，投入更多的資源。他希望有更多人關注到這個領域，他也將保持探索熱情，將更多的不可能變?yōu)榭赡埽瑒?chuàng)造出更多的價值。

作者：沈湫莎

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責任編輯：任荃

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關鍵詞： 海南大學 內量子效率 材料科學與工程學院