基于OLED的照明應(yīng)用已經(jīng)廣泛用于顯示器產(chǎn)品,并正積極進軍其他照明市場,預(yù)計其潛在應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ㄒ话阏彰?、汽車照明以及穿戴式裝置……
有機LED (OLED)如今常用于電視和手機屏幕,但它有望成為固態(tài)照明(SSL)技術(shù)的下一件大事,而且還可能適于其他更多應(yīng)用。從許多應(yīng)用來看,無機LED仍然較具經(jīng)濟效益和技術(shù)意義,但OLED則有無機LED所缺少的一些有趣特性,再加上新的生產(chǎn)技術(shù)可望降低OLED的制造成本,從而使二者變得更具成本競爭力。
OLED經(jīng)由向有機小分子或聚合物制成的電致發(fā)光層施加電流而發(fā)光,而且可以制造成剛性或軟性的薄片。OLED極其適于需要光均勻分布的應(yīng)用,例如屏幕和智能型手機的數(shù)字顯示器。如下圖顯示典型的OLED結(jié)構(gòu)——除了電子和電洞(hole)傳輸層,還有用于發(fā)射紅光、綠光與藍光的發(fā)光層。
OLED的典型架構(gòu)(來源:DSCC)
當(dāng)施加電壓使得陽極相對于陰極為正時,電子流過OLED。OLED中的靜電力使得電子和電洞彼此相對,并在每個電子與電洞結(jié)合時發(fā)光。
OLED的效率明顯落后于無機LED,其量產(chǎn)的發(fā)光效率約為60-90流明/瓦(lm/W)。各種商用LED燈泡的發(fā)光效率范圍大約從100lm/W到200lm/W以上。就像無機LED的情況一樣,其光效率和顯色性之間存在權(quán)衡折衷。因此,無論是在電流作業(yè)(類似于無機LED)或是儲存期間(罪魁禍?zhǔn)资茄鯕夂蜐駳鉂B透),都可能導(dǎo)致OLED的流明衰減。
OLED廣泛用于顯示器市場,以取代液晶顯示器(LCD)。雖然LCD顯示器已經(jīng)有20多年的歷史,但OLED商用大約只有5年之久。這兩者都算是平面顯示技術(shù),而且采用透過背板尋址的畫素矩陣。此外,兩種技術(shù)的每個畫素中都包括了紅、藍和綠色光源,而且也都可以制造成各種不同的尺寸。然而,二者之間也存在重要的差異。
盡管OLED需要更復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu),LCD則需要更多光學(xué)層。LCD顯示器需要背光,而OLED顯示器則否。而且,如上所述,OLED在使用軟性基板進行生產(chǎn)時更具有優(yōu)勢。因此,OLED正逐漸發(fā)展成為首選的顯示技術(shù)。
功耗方面說起來則有點復(fù)雜。雖然LCD顯示器的功耗取決于背光,OLED顯示器的功耗則取決于屏幕的內(nèi)容;因此,OLED在這方面并不一定比LCD更具有優(yōu)勢。
根據(jù)DSCC預(yù)測,到2022年,OLED將取代智能型手機中所使用的LCD技術(shù),這主要得益于OLED技術(shù)的先進外形尺寸,包括采用OLED實現(xiàn)的可折迭顯示器。
除了顯示應(yīng)用以外,歐盟(EU)支持的‘Horizon 2020’研究最近展現(xiàn)的創(chuàng)新成果承諾將使OLED的制造成本降低90%,使其成本達到相當(dāng)于無機LED照明產(chǎn)品。這些創(chuàng)新包括使用平面化軟性鋼作為生產(chǎn)基板、透明頂部觸點以及薄膜封裝,讓OLED生產(chǎn)不再依賴玻璃基板和封裝。雖然業(yè)界至今尚未出現(xiàn)使用這種新生產(chǎn)技術(shù)的產(chǎn)品,但預(yù)計其潛在應(yīng)用領(lǐng)域包括一般照明、汽車照明以及穿戴式裝置。
最近,在歐洲Lyteus計劃主持的產(chǎn)業(yè)合作下——目標(biāo)在于促進OLED技術(shù)的商用化,荷蘭的霍爾斯特中心(Holst Centre)和德國的弗勞恩霍夫研究所(Fraunhofer FEP)發(fā)表在生產(chǎn)方法上取得了創(chuàng)新,能夠?qū)崿F(xiàn)其所聲稱的“全球最長的OLED產(chǎn)品”(15公尺)。這項成果展示使得「量身打造」的OLED客制化照明成為可能,使其適于從運輸?shù)绞覂?nèi)設(shè)計等各種應(yīng)用。但該技術(shù)的主要缺點就在于發(fā)光效率,僅約15lm/W——這對于OLED技術(shù)而言確是太低了。
最后,針對一般照明領(lǐng)域,美國連鎖超市Wegmans Food Markets去年宣布,為了向客戶和員工提供最佳質(zhì)量的照明,將在特定商店和該公司總部(Rochester, NY)的懸吊燈具中安裝OLED/LED照明組合。這種混合燈具的OLED組件將由美國OLED照明制造商OLEDWorks進行制造。
基于OLED的照明應(yīng)用已經(jīng)廣泛用于顯示器產(chǎn)品中,現(xiàn)在正開始進軍其他照明市場。然而,生產(chǎn)成本和發(fā)光效率至今仍是其落實更廣泛采用的主要障礙。隨著相關(guān)研究的持續(xù)進行,可望最終克服這些限制。我們期待很快就會在生活中看到OLED照明產(chǎn)品。