数码时代 材料器件推进OLED技术发展

来源：转载  作者：mmxajh  发布时间：2008-3-27 15:55:09

　　OLED照明光源

　　照明要消耗大量的能源，目前最为常用的两种传统白光光源是白炽灯和荧光管，但这两种光源的效率都不高，需要开发性能更优的白光光源。预计白光OLED的能量效率将在2008年超过60lm/W，到2015年则要超过100lm/W，并同时拥有很高的亮度和寿命，可以用于取代室内和室外的传统光源。因而成为OLED研究的热点之一，并得到了迅速的发展。

　　有机磷光材料能够同时利用单线态和三线态的全部激子，实现理论上100%内量子效率，获得高效率器件，成为光源产品研究的重点。2005年的SID会议上，日本丰田自动织机展示了一种采用荧光与磷光材料的“混合型”的白色OLED光源，引进了高效率红光和绿光磷光材料，器件在3000 cd/m2的初始亮度下，亮度半衰期为5000小时，电流效率比全荧光材料的白光器件提高了50%左右。2006年4月，NATURE上报道了S. R.Forrest等人采用三发光中心白光器件结构，发光染料分别为蓝色荧光染料、绿色磷光染料和红色磷光染料，最大外量子效率达到18.7%，流明效率达到37.6lm/W，染色指数为85。2006年7月，柯尼卡美能达技术中心开发成功了1000cd/m2初始亮度下，发光效率64lm/W、亮度半衰期约10000小时的OLED白色发光元件，该器件采用的发光材料均为磷光材料，一直为磷光材料瓶颈的蓝光材料实现了长寿命和高效率。

　　另一种实现高效率的白光OLED器件的方法是制作叠层结构。Kido认为，含有N个结构单元的白光OLED的亮度可以达到单个OLED的N倍，进而大幅提高器件的效率。

　　技术背景

　　OLED技术历史

　　早在20世纪60年代，Pope等人首次报道了蒽单晶的电致发光现象，揭开了有机发光器件研究的序幕，但由于当时获得的亮度和效率均不理想，而未获得广泛的关注。

　　1987年，美国柯达公司邓青云博士等报道了以真空蒸镀法制作出含电子空穴传输层的多层器件，获得了亮度大于1000cd/m2、效率超过1.5 lm/W、驱动电压小于10V的发光器
件。这种器件具有轻薄、低驱动电压、自主发光、宽视角、快速响应等优点，因此得到了广泛的关注。这种器件的基本原理是：在外电压驱动下，由电极注入的电子和空穴分别经过电子传输层和空穴传输层进入发光层，复合而释放出能量，并将能量传递给有机发光物质的分子，使其受到激发，从基态跃迁到激发态，受激分子从激发态回到基态时辐射跃迁而产生发光现象。

　　1990年，英国剑桥大学Cavendish研究室的R. H. Friend等人以旋涂的方法将聚合物材料聚对苯撑乙烯作为发光材料制备发光器件，开创了聚合物在有机发光领域的应用。这项研究进一步促进了有机发光显示器件的研究，应用更加广泛、性能更加优越的器件报道不断涌现。1993年曹镛等人报道的柔性OLED显示屏和1994年Kido等人制备的白光OLED器件均具有开创性的意义。

　　有机发光领域中另一个开创性的工作是有机磷光发光器件的出现。1998年，普林斯顿大学的Forrest等将磷光材料掺入发光层，获得外量子效率5%的器件。这项研究证明OLED可突破内量子效率25%的限制，使得有机发光器件的效率有望大幅提高。2003年，Novaled公司制备了PIN结构的磷光器件，在提高发光效率的同时增强了电荷的注入能力，使得器件的效率大幅提高。

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