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磷光有機發光器件

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PHOLED(磷光有機發光器件)是有機發光二極體(OLED)的一種,它的效率可以高達傳統熒光OLED的4倍。OLED是單片固態器件,通常由被兩層薄膜導電電極夾在中間的一系列有機薄膜組成。 如果在OLED上加電,導電載流子(空穴和電子)將從電極注入到有機薄膜。然後,在電場的作用下,這些載流子在器件內部遷移,直到複合形成激子。一旦形成,這些激子或激發態,將通過發光和/或發熱的方式下降到較低的能級。

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磷光有機發光器件

1 磷光有機發光器件 -磷光有機發光器件的特點和性能

  表1突出了我們的幾種商用PHOLED材料的優秀器件性能數據。

  除表中色彩外,還有許多處於「開發階段」的紅色、綠色、橙色、黃色和藍色的發光系統,它們也具有出色的性能。

  破記錄的能量效率

  PHOLED技術和出色的PHOLED材料都是要實現低功耗OLED顯示和照明所必不可少的。PHOLED的外量子效率和發光效率是熒光OLED材料的4倍,因此也減少了產生的熱量並增多了AMOLED背板的選擇。這一點提供了使得OLED能夠與LCD以及傳統的光源相抗衡的重要優勢。PHOLED也可以在非常低的電壓下工作,這進一步增強了它們的低功耗特性。

  鮮明的顏色

  PHOLED顏色可以是深紅色、亮綠色甚至是亮藍色。隨著開發的不斷進行,PHOLED顏色種類還在不斷地增加。

  工作壽命長

  PHOLED材料的工作壽命在過去幾年間有長足的進步。現在,紅色材料已用在多種商用產品中,在各種各樣的工作條件下提供了超長的工作壽命。UDC的綠色材料正在進行商用評估,而藍色材料正在繼續朝著商用的目標改進。

  用於生產的熱穩定性

  許多PHOLED材料都已經經過了在商業生產設備上的測試,展示出大批量生產所需要的長周期時間。

  生產的多功能性

  PHOLED技術和材料可以很好地滿足各種各樣的生產工藝的使用需求。目前,PHOLED材料通常用在真空熱蒸發(VTE)設備中,但是它也可用於OVPD有機氣相沉積,激光轉寫(LITI)和其他新型沉積/圖案成形工藝,包括目前正在開發之中的噴墨列印工藝。

  環境友好

  HOLED可能是非常好的「綠色」顯示和照明解決方案。PHOLED通過提高能量效率降低了對電能以及非可再生的化石燃料的需求。消耗能源較少也意味著較小的環境壓力。同時,OLED採用薄膜結構,體積小,從而能夠顯著減少CRT和熒光燈中普遍存在的廢料及其清除問題。

  功耗

  UniversalPHOLED技術在製造OLED中的重要性已經被業界認可,其中OLED特別適用於電池供電的移動顯示應用。不過,雖然不太明顯,但是它還具有能夠通過牆上插座來滿足大面積電視和照明需求的優勢。為了展示這種優勢,我們分別對採用PHOLED與熒光OLED(FL-OLED)技術的有源矩陣OLED(AMOLED)的功耗建立了模型。

  PHOLED的發光效率要高於FL-OLED,高達後者的4倍。這意味著,要實現與FL-OLED相同的像素亮度,PHOLED只需要小得多的電流。在AMOLED中,PHOLED可以同時通過OLED和薄膜晶體管(TFT)背板來降低功耗。

  考慮下面的例子:在全彩的AMOLED中,有30%的像素被點亮,我們目前能達到的PHOLED發光效率與FL-OLED相比能夠節省50%的功耗,而與目前的LCD同類相比能夠節省40%功耗。通過對PHOLED的進一步優化,這種優勢將進一步擴大。

  大面積OLED電視也能夠節省類似的功耗。儘管這些應用通常可以採用市電供電,但是通過美國能源部的能源之星(Energy Star)計劃以及其他計劃,提高電視的能源效率的需求也越來越強烈。此外,改善能源效率也是DOE啟動固態照明的中心思想。為此,PHOLED技術也實現了高效率白光照明的可能性――為OLED在照明應用中的使用創造了新的機遇。

  溫度升高不明顯

  因為沒有轉化為光能的電能會轉化為熱量,所以顯示和照明在工作時通常都會出現溫度升高的現象。在大尺寸OLED電視或照明中,這種溫度的升高變得特別明顯。PHOLED技術可以大幅減少這種升溫。例如,FL-OLED中的溫度會升高大約30℃,而PHOLED技術則將這一數值降低到10~17℃(假定是對角線長40英寸的AMOLED)。降低溫度升高的數值是非常重要的。它能夠延長OLED的壽命,因為老化的快慢與溫度有關。它也緩解了要轉移生成的熱量所需要的空氣調節的壓力――這一點使得PHOLED技術成為所有「綠色」或環保策略中的重要元素。

  背板兼容性

  目前,非晶硅(a-Si)背板技術是主流技術,它具有成熟、安裝成本低的生產基礎。低溫多晶硅(LTPS)是相對較新的技術,它使用更複雜的工藝,成品率要低於a-Si。但是,LTPS的性能更高一些――它提供了更高的載流子遷移率,所以驅動電路能夠直接集成在襯底上以降低成本,特別是對於小面積顯示。過去人們也認為LTPS所提供的更高遷移率是滿足OLED大電流驅動條件所必需的。在PHOLED問世之前,這種想法是對的。PHOLED的小電流驅動降低了TFT背板的功耗,從而減少了對遷移率的需求。因此,PHOLED技術成為a-Si背板是否能夠在大面積顯示中獲得應用的關鍵因素。今後,PHOLED也可能會促成業界採納低成本有機TFT。

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