11月7日,在第十一届中国国际半导体照明论坛(SSLCHINA2014广州大会)上,香港浸会大学朱福荣教授分享了OLED白光结构和进展。
香港浸会大学 朱福荣教授
朱福荣表示,如果把OLED变成一个半透明的器件,它存在一些问题,其中比方说角度效应,发光有一个角度的效应。然而我们做成光源以后,希望不属于角度变化,实际上还是会变,从器件角度怎么变,半透明可以实现发光两边同时照明可以可调,可调过程当中是不是实现光谱做成一样。
围绕发光,将所有光源联系一起,可以看出各个光源都有自己的特色。朱福荣认为对OLED来说,最大的特色主要还是它的多样化和它的散射面光源,所有的光源目前来讲OLED不是最高效的,或者寿命最长的,但是很显然它有很多优势。
大自然的光就是面光源人类,人类经过多年进化以后,视觉会习惯面光源,只是目前还没有人造光源能够达到这一水平,而只有OLED可以实现。因此,从长远来看,OLED光源是市场前景非常广阔。
除此之外,OLED还有很多其他优点,比较轻薄,环境友好,也很容易做大面积。“如果用聚合物做成光源,最大的优势是本身天然的面光源,根本没有UV或者AR的发射,同时还可以做成透明或者半透明,为将来新型的发光器械提供很多机会,可以让OLED在照明领域大展身手,所有看到的光源技术都不能做到这个。”
接下来,朱福荣还介绍了关透明光源的优势。
如果做成一个半透明,可以调整让发光的强度,某种情况下甚至达到顶电极发出的光强于这个光,虽然可调,并不能保证光强一样,并不能保证光谱的质量一样,色坐标一样。然而朱福荣指出,“这也存在问题,两边OLED发射谱不一样,将来我们设计新产品,发光白光的色坐标不能改变,希望有比较好的透明度,不希望有随着角度变化的发光特性,如果把信息全部加起来,达到最优,那就是很好所谓半透明白光的产品,对将来设计照明提供一些新的概念、理念。”
也有专家提出,把顶电极和底电极做成对称的,很薄的有机物或者银混合,这两个变成完全对称,实现某一种程度上两边发光强度实现一样。但是这样存在一个问题,如果把它做成非常对称,虽然光圈可以调成一致,但是不是做光源的最佳选择。朱福荣希望做成面光源,不同的角度色坐标不要变化。
最近实验团队做了这方面的工作。“如果简单的是改变顶电极的透明度,可以调整两端发光强度的比率,这个有顶发射和底发射两端的发光强度做一个简单的比较,在不同的电流强度下做比较,在阳极做很薄的金属银做表面修饰,可以使得变成阳极。”
这个工作我们考虑到用到两色光或者三色光,我们先用两色光,三色光稍微有一些挑战,随着角度变化发光的信息,如果把它做成半透明白光器件,它实际上就是一个微圈,避免从器件的角度上克服随着角度变化的问题。而香港浸会大学相关团队则设计了一个有机层,让这个有机层本身波长所发的光随着角度的变化。
在试验中,选择两种发光材料进行优化,做成不透明的,使组合以后找到最佳的比例,通过实验印证,对光谱进行一些调整。朱福荣表示,希望看到发光的光谱比较均匀,有部分的蓝光和红光、橙光,在这个器件当中,我们用的是普通的磷光的蓝光和橙光,做出一个器械,有了这个标准,我们引进所谓的半透明,我们还是采用所谓的半透明的阳极和半透明阴极的概念。中间还是用非透明作为优化,这个阳极我们采用氧化磨(谐音),这些实验室比较实现,重复性非常好,阴极采用这个结构,这个MPB主要是光选择层,使得可以改变两边的光透过特性,我们做简单的模拟,我刚才讲的,因为半透明的OLED本身的弱微枪(谐音),我们现在的体积下,选择100纳米厚的有效有机层,本身的波长频率,波长在550纳米左右,否则这两个范围,这个是大概接近比较蓝光467个纳米,橙光是568,如果你选这两个厚度,这样做出来半透明器件一定有很强的光的效果。
目前学校在做半透明器件光强效果实验,理论结果显示,如何在某个厚度情况下达到最好的效果,即出来的两边光谱比较接近。事实上,也可以进行调整,黑色的曲线表示了从阳极端测出来的功率效率,这个是阴极的效率,如果改变微圈的效果两边可以达到一样,在不同的角度下,色坐标变化不是很大,这样做出来的白光器件,两边发光的色程度相当,整个器件透过率的测试,整个红线是模拟的,黑的是实验测量,吻合程度相当好。