11月7日,在第十一屆中國國際半導體照明論壇(SSLCHINA2014廣州大會)上,香港浸會大學朱福榮教授分享了OLED白光結構和進展。
香港浸會大學 朱福榮教授
朱福榮表示,如果把OLED變成一個半透明的器件,它存在一些問題,其中比方說角度效應,發光有一個角度的效應。然而我們做成光源以后,希望不屬于角度變化,實際上還是會變,從器件角度怎么變,半透明可以實現發光兩邊同時照明可以可調,可調過程當中是不是實現光譜做成一樣。
圍繞發光,將所有光源聯系一起,可以看出各個光源都有自己的特色。朱福榮認為對OLED來說,最大的特色主要還是它的多樣化和它的散射面光源,所有的光源目前來講OLED不是最高效的,或者壽命最長的,但是很顯然它有很多優勢。
大自然的光就是面光源人類,人類經過多年進化以后,視覺會習慣面光源,只是目前還沒有人造光源能夠達到這一水平,而只有OLED可以實現。因此,從長遠來看,OLED光源是市場前景非常廣闊。
除此之外,OLED還有很多其他優點,比較輕薄,環境友好,也很容易做大面積。“如果用聚合物做成光源,最大的優勢是本身天然的面光源,根本沒有UV或者AR的發射,同時還可以做成透明或者半透明,為將來新型的發光器械提供很多機會,可以讓OLED在照明領域大展身手,所有看到的光源技術都不能做到這個。”
接下來,朱福榮還介紹了關透明光源的優勢。
如果做成一個半透明,可以調整讓發光的強度,某種情況下甚至達到頂電極發出的光強于這個光,雖然可調,并不能保證光強一樣,并不能保證光譜的質量一樣,色坐標一樣。然而朱福榮指出,“這也存在問題,兩邊OLED發射譜不一樣,將來我們設計新產品,發光白光的色坐標不能改變,希望有比較好的透明度,不希望有隨著角度變化的發光特性,如果把信息全部加起來,達到最優,那就是很好所謂半透明白光的產品,對將來設計照明提供一些新的概念、理念。”
也有專家提出,把頂電極和底電極做成對稱的,很薄的有機物或者銀混合,這兩個變成完全對稱,實現某一種程度上兩邊發光強度實現一樣。但是這樣存在一個問題,如果把它做成非常對稱,雖然光圈可以調成一致,但是不是做光源的最佳選擇。朱福榮希望做成面光源,不同的角度色坐標不要變化。
最近實驗團隊做了這方面的工作。“如果簡單的是改變頂電極的透明度,可以調整兩端發光強度的比率,這個有頂發射和底發射兩端的發光強度做一個簡單的比較,在不同的電流強度下做比較,在陽極做很薄的金屬銀做表面修飾,可以使得變成陽極。”
這個工作我們考慮到用到兩色光或者三色光,我們先用兩色光,三色光稍微有一些挑戰,隨著角度變化發光的信息,如果把它做成半透明白光器件,它實際上就是一個微圈,避免從器件的角度上克服隨著角度變化的問題。而香港浸會大學相關團隊則設計了一個有機層,讓這個有機層本身波長所發的光隨著角度的變化。
在試驗中,選擇兩種發光材料進行優化,做成不透明的,使組合以后找到最佳的比例,通過實驗印證,對光譜進行一些調整。朱福榮表示,希望看到發光的光譜比較均勻,有部分的藍光和紅光、橙光,在這個器件當中,我們用的是普通的磷光的藍光和橙光,做出一個器械,有了這個標準,我們引進所謂的半透明,我們還是采用所謂的半透明的陽極和半透明陰極的概念。中間還是用非透明作為優化,這個陽極我們采用氧化磨(諧音),這些實驗室比較實現,重復性非常好,陰極采用這個結構,這個MPB主要是光選擇層,使得可以改變兩邊的光透過特性,我們做簡單的模擬,我剛才講的,因為半透明的OLED本身的弱微槍(諧音),我們現在的體積下,選擇100納米厚的有效有機層,本身的波長頻率,波長在550納米左右,否則這兩個范圍,這個是大概接近比較藍光467個納米,橙光是568,如果你選這兩個厚度,這樣做出來半透明器件一定有很強的光的效果。
目前學校在做半透明器件光強效果實驗,理論結果顯示,如何在某個厚度情況下達到最好的效果,即出來的兩邊光譜比較接近。事實上,也可以進行調整,黑色的曲線表示了從陽極端測出來的功率效率,這個是陰極的效率,如果改變微圈的效果兩邊可以達到一樣,在不同的角度下,色坐標變化不是很大,這樣做出來的白光器件,兩邊發光的色程度相當,整個器件透過率的測試,整個紅線是模擬的,黑的是實驗測量,吻合程度相當好。