OLED在顯示技術(shù)領(lǐng)域顯示出強大競爭力

LED--傳統光源的替代品

白光有機發(fā)光二極管被認為是傳統白色光源的替代光源。它們是高效的固態(tài)光源，電光轉換效率已經(jīng)超過(guò)白熾燈，最近在器件結構、新材料的合成等方面取得了很大進(jìn)步?！?/FONT>

全世界每年都消耗巨大數量的電能。在全部的電能消費中，照明用電能占到了總電能產(chǎn)量的20% 。熒光燈和白熾燈是使用最普遍的傳統照明光源，照明用電能的40%被它們消耗掉了。白熾燈把90%的電能變成了熱能，熒光燈的表現好些，它把消耗掉的電能的70%轉換成了光能。白熾燈和熒光燈的典型發(fā)光效率分別是13-20lm/W和90lm/W 。所以為了節省世界上的能源，一個(gè)辦法就是找到傳統光源的替代品。

研究者們花了十多年時(shí)間研究具有更好的表現的半導體發(fā)光二極管。市場(chǎng)上早已經(jīng)出現了由無(wú)機材料制作的紅、綠、藍及其其他顏色的發(fā)光二極管，它們廣泛應用在交通信號燈、汽車(chē)尾燈及其其他一些小的應用當中。無(wú)機白光發(fā)光二極管也已經(jīng)出現在市場(chǎng)上，不過(guò)它們的價(jià)格相對普通照明使用來(lái)說(shuō)，還是比較高昂的?，F在照明光源的一個(gè)新的競爭對手也已經(jīng)來(lái)到了市場(chǎng)上，它就是基于有機半導體材料的發(fā)光二極管。 　

OLED在顯示技術(shù)領(lǐng)域顯示強大競爭力

　在過(guò)去的十年中， OLED在顯示技術(shù)領(lǐng)域顯示出了可以與液晶相比的強大的競爭力。自從1987年在 tris (8-hydroxyquinoline) aluminium (Alq3)[2]和1990年在 poly(p-phenylene vinylene) (PPV)[3]中發(fā)現高效的電致發(fā)光以來(lái)， OLED 成為了最吸引人的顯示技術(shù)。它具有制備簡(jiǎn)單、響應時(shí)間短、高亮度、寬視角、低驅動(dòng)電壓、最有可能應用到柔性襯底上和全彩顯示等優(yōu)點(diǎn)。 OLED顯示屏具有耐用、高效、可以制備到柔性襯底上的優(yōu)點(diǎn)，例如塑料和紙張的表面，制備出的顯示屏可以被彎曲或卷起。與液晶不同的是， OLED是自發(fā)光，無(wú)需背光，這使 OLED 顯示屏可以做的更薄和更輕便。 　

　OLED是多層膜器件，它由夾在兩個(gè)薄膜電極中間的活性電荷傳輸層和發(fā)光層組成，其中至少有一個(gè)電極是透明的。一般來(lái)說(shuō)，具有高功函（ ~4.8eV ）、低面電阻（ ~20 Ω / □ ）并且對可見(jiàn)光透明的氧化銦錫（ITO）被用來(lái)作為陽(yáng)極，陰極一般采用低功函的金屬，例如 Ca 、 Ma 、 Al 或它們的合金 Ma:Ag 、 Li:Al 。一個(gè)具有好的電子傳輸性能和空穴阻擋性能的有機層被放在陰極和發(fā)光層之間。

同樣地，空穴傳輸層和電子阻擋層被用在陽(yáng)極和發(fā)光層中間。當外部被加上偏壓時(shí)，電子和空穴分別從OLED的陰極和陽(yáng)極注入。在外部電場(chǎng)的作用下，電子和空穴向相對的方向遷移，在發(fā)光區復合形成激子，激子衰減向外輻射出光。激子的遷移動(dòng)力學(xué)和性質(zhì)在這里不做討論。

　 白光OLED技術(shù)由于在通用固態(tài)照明和在平板顯示作為液晶背光源中的應用，吸引了相當多的關(guān)注。在全彩顯示的制備中，三基色是同等重要的，但是白光發(fā)射獲得了更多的關(guān)注是因為任何想得到的色彩范圍都可以通過(guò)過(guò)濾白光來(lái)得到。

第一個(gè)白光OLED器件在 1993 年由 Kido 和他的同事制備出來(lái)。這個(gè)器件包含可以發(fā)紅、綠、藍三種光的化合物，共同產(chǎn)生白光。但是這也同時(shí)存在一些問(wèn)題。器件的效率低于 1lm/W ，器件需要大的驅動(dòng)電壓，而且很快就被燒掉了。但是現在這些器件的效率提高的很快。每年在傳統LED 、氮化物L(fēng)ED 、白光OLED中效率的進(jìn)步如圖 1 所示。

圖 1 ：發(fā)光二極管效率進(jìn)步年度表

OLED 激發(fā)白光的途徑 　

　照明用白光應該具有好的顯色指數（＞ 75 ）和好的色坐標位置（接近國際照明協(xié)會(huì )的色品圖的（ 0.33, 0.33 ）點(diǎn)）。從 OLED 中產(chǎn)生白光大致可以分為以下兩種途徑。

（ a ）波長(cháng)轉換。從 OLED 中發(fā)出的藍光或紫外光被用來(lái)激發(fā)幾種磷光材料，每種材料發(fā)出的不同顏色的光混合到一起，就可以得到具有豐富波長(cháng)范圍的白光。這個(gè)技術(shù)被成為磷光的下轉換。

（ b ）顏色混合。 這種方法是在一個(gè)器件中使用多個(gè)發(fā)光層，利用不同發(fā)光層發(fā)出的不同顏色的光混合，產(chǎn)生白光。白光可以通過(guò)混合2種互補色（藍色和橙色）或三基色（紅、綠、藍）來(lái)得到。典型的通過(guò)多層結構來(lái)產(chǎn)生多種顏色的光，各種顏色混合起來(lái)得到白光的方法主要有：
(1) 包含紅、綠、藍發(fā)光層的多層結構
(2) F¨orster / Dexter 能量轉換
(3) 微腔結構
(4) 通過(guò)垂直 / 水平的疊層結構來(lái)獲得白光
(5) 不同發(fā)光材料混合或摻雜成為一個(gè)混合層。
在顏色混合技術(shù)中，由于沒(méi)有磷光材料的使用，因此，由波長(cháng)轉換引起的損失不會(huì )發(fā)生，這種技術(shù)具有獲得更高效率的潛力。目前獲得質(zhì)量穩定的白光仍舊是一個(gè)研究和發(fā)展的熱點(diǎn)。