德國(guó)科學(xué)家開(kāi)發(fā)出一種新型有機(jī)發(fā)光二極管(OLED),其產(chǎn)生的白光質(zhì)量可媲美白熾燈泡,而其能效甚至大大優(yōu)于熒光燈。該項(xiàng)研究的領(lǐng)導(dǎo)者、德國(guó)應(yīng)用光學(xué)研究所的塞巴斯蒂安·雷內(nèi)柯表示,該OLED原型也許將可成為顯示器和普通照明的一個(gè)超高效光源,他們的遠(yuǎn)期目標(biāo)是利用傳統(tǒng)的低成本卷帶式印刷術(shù)來(lái)裝配這些器件。
近年來(lái),許多*都在尋求將白熾燈照明轉(zhuǎn)換成緊湊型熒光燈,因?yàn)楹笳吣芄?jié)約更多的能量。也因?yàn)橥瑯拥脑?,在顯示器和普通照明中使用發(fā)光二極管(LED)也得到了人們的青睞。但是,無(wú)論是熒光燈還是LED照明,其產(chǎn)生的白光質(zhì)量一直有待改善。熒光燈因?yàn)槿狈t光會(huì)使人感覺(jué)不適,而目前市售的大多數(shù)白光LED會(huì)帶一些藍(lán)色,會(huì)使人感覺(jué)有些冷。
與此相反,OLED的制造材料來(lái)源廣泛,要獲得高質(zhì)量的白光相對(duì)顯得比較容易。就OLED來(lái)說(shuō),其面臨的問(wèn)題一直以來(lái)都不是白光質(zhì)量,而是其能效。熒光燈的能效大約在每瓦60流明到70流明,白熾燈的能效大約為每瓦10流明到17流明,而到目前為止,OLED的*報(bào)告能效是每瓦44流明。
在*出版的《自然》雜志上,雷內(nèi)柯及其同事報(bào)告了一種能效可達(dá)每瓦90流明的OLED結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),其*能效甚至可達(dá)每瓦124流明。
研究人員對(duì)OLED的設(shè)計(jì)工藝進(jìn)行了改進(jìn)和完善。一方面,他們將連接發(fā)光材料的有機(jī)材料摻雜到它的金屬觸點(diǎn),從而降低其工作電壓。另一方面,他們用光學(xué)性能與器件襯底更為匹配的玻璃來(lái)制作器件的外表面。在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中,大約80%的光會(huì)損耗掉。
這種OLED的*穎之處是器件內(nèi)部不同發(fā)光材料的組織搭配。3種材料被用于各自發(fā)出藍(lán)、綠和紅光,其間還有主基質(zhì)材料。訣竅是選擇一種具有高“自旋態(tài)”的基質(zhì)材料,它可與藍(lán)光匹配,并夾雜在綠光和紅光材料之間,如同是分離的主基質(zhì)材料的一部分。這意味著,從紅光或綠光材料逃逸的任何電子—空穴對(duì)(激子)將穿過(guò)藍(lán)光材料,從而增加了轉(zhuǎn)化為光子的機(jī)會(huì)。
不過(guò),這種新型OLED的主要缺陷仍是其壽命。雖然飛利浦等公司已能生產(chǎn)出壽命與熒光燈相同的OLED(超過(guò)1萬(wàn)小時(shí)),但具有更高效能的材料往往其壽命無(wú)法持續(xù)這么久。目前,雷內(nèi)柯的OLED器件的壽命仍只能達(dá)到短短的幾個(gè)小時(shí)。
近年來(lái),許多*都在尋求將白熾燈照明轉(zhuǎn)換成緊湊型熒光燈,因?yàn)楹笳吣芄?jié)約更多的能量。也因?yàn)橥瑯拥脑?,在顯示器和普通照明中使用發(fā)光二極管(LED)也得到了人們的青睞。但是,無(wú)論是熒光燈還是LED照明,其產(chǎn)生的白光質(zhì)量一直有待改善。熒光燈因?yàn)槿狈t光會(huì)使人感覺(jué)不適,而目前市售的大多數(shù)白光LED會(huì)帶一些藍(lán)色,會(huì)使人感覺(jué)有些冷。
與此相反,OLED的制造材料來(lái)源廣泛,要獲得高質(zhì)量的白光相對(duì)顯得比較容易。就OLED來(lái)說(shuō),其面臨的問(wèn)題一直以來(lái)都不是白光質(zhì)量,而是其能效。熒光燈的能效大約在每瓦60流明到70流明,白熾燈的能效大約為每瓦10流明到17流明,而到目前為止,OLED的*報(bào)告能效是每瓦44流明。
在*出版的《自然》雜志上,雷內(nèi)柯及其同事報(bào)告了一種能效可達(dá)每瓦90流明的OLED結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),其*能效甚至可達(dá)每瓦124流明。
研究人員對(duì)OLED的設(shè)計(jì)工藝進(jìn)行了改進(jìn)和完善。一方面,他們將連接發(fā)光材料的有機(jī)材料摻雜到它的金屬觸點(diǎn),從而降低其工作電壓。另一方面,他們用光學(xué)性能與器件襯底更為匹配的玻璃來(lái)制作器件的外表面。在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中,大約80%的光會(huì)損耗掉。
這種OLED的*穎之處是器件內(nèi)部不同發(fā)光材料的組織搭配。3種材料被用于各自發(fā)出藍(lán)、綠和紅光,其間還有主基質(zhì)材料。訣竅是選擇一種具有高“自旋態(tài)”的基質(zhì)材料,它可與藍(lán)光匹配,并夾雜在綠光和紅光材料之間,如同是分離的主基質(zhì)材料的一部分。這意味著,從紅光或綠光材料逃逸的任何電子—空穴對(duì)(激子)將穿過(guò)藍(lán)光材料,從而增加了轉(zhuǎn)化為光子的機(jī)會(huì)。
不過(guò),這種新型OLED的主要缺陷仍是其壽命。雖然飛利浦等公司已能生產(chǎn)出壽命與熒光燈相同的OLED(超過(guò)1萬(wàn)小時(shí)),但具有更高效能的材料往往其壽命無(wú)法持續(xù)這么久。目前,雷內(nèi)柯的OLED器件的壽命仍只能達(dá)到短短的幾個(gè)小時(shí)。