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【中國集群通信網(wǎng)】OLED燈的結構組成

　　OLED燈的結構組成如下圖所示。它是由多層薄膜器件組成，即由箔、膜、剛性或柔性的板作基底，由電極層、活性材料層、以及保護阻擋層等組成，要求其中至少一個電極對光透明。

圖   OLED燈的結構組成

　　多層結構OLED的典型結構材料是：陽極是鍍覆透明ITO膜的基板和近來開發(fā)的透明導電聚合物，如聚苯胺、聚吡咯和PEDOT;陰極是低逸出功的Mg、Li和包含Ag和A1的合金，以及LiF/AI有機材料功能層是若干傳遞注入電荷(電子或空穴)到再結合區(qū)的聚合物或小分子有機化合物;發(fā)射光的熒光層，盡量使用有效的磷光摻雜層，以及注入電荷的改進型化合物，如靠近陽極的導電聚合物和接近陰極的LiF或CsF鹽等。電荷傳遞聚合物典型的是聚乙烯共軛物，如聚苯撐維尼綸的衍生物。傳輸空穴的小分子有機物是芳香胺，傳輸電子的小分子是各種高電子親和力的多環(huán)芳香絡合物。

　　聚合物OLED的優(yōu)點是，可以由溶液沉積生成活性層，而小分子OLED的活性層典型是由氣相沉積形成。一般OLED的塑料襯底用PET材料，但它沉積時加熱溫度不能超過130℃，以及抗氧和水的滲透能力差。為此，開發(fā)新的塑料襯底，如Polyethersulphone和Polynorbornene，要求新的塑料襯底必須滿足：至少能抗200℃的溫度而無膨脹和收縮;從400nm到700nm光透過率為90%和帶有ITO鍍層的為85%;表面粗糙度小于10nm;每天氧的滲透率小于10-5cc/m2;每天水的滲透率小于1mg/m2，以及不存在結晶、氣泡、絲狀缺陷等。

　　OLED的照明原理

　　OLED適合用作白光光源，因為熒光或磷光發(fā)光的添加物結構能定制發(fā)射任一所需顏色。對于白光發(fā)光器件可以有三個獨立發(fā)光層，每一個發(fā)射不同的顏色，所以整個器件總共有7-9層，包括不同工藝(濺射、氣相沉積、溶劑涂敷等)沉積的電極。OLED燈是屬于一維緊密型器件，整個厚度典型小于100-200μm，所有層的沉積需要在無水無氧的10級超凈間內(nèi)進行。

　　OLED燈的實驗室樣品一般用真空熱蒸發(fā)和旋轉噴鍍工藝，但不能大規(guī)模低價格制造大面積燈。聚合物OLED用卷繞Roll-To-Roll(工作速度20英尺/秒)鍍膜或Web Coating是一個廉價制造工藝，但要精密控制各層的厚度和膜的均勻性，否則會影響發(fā)光的顏色、效率和整個面上的一致性。小分子OLED通常用連續(xù)氣相沉積工藝，同樣膜厚均勻性的控制是關鍵。

　　如圖1所示，工作時5-20V的電壓加到電極，因活性層很薄(1nm-100nm)，其場強高達105~107V/cm。該場強幾乎接近擊穿場強，它促使電荷通過電極和活行層的界面注入。空穴從透明的陽極注入，電子從陰極注入。注入電荷以彼此相反的方向遷移，最終相遇而結合。在結合時，釋放能量并使再結合的分子或聚合物分段達到激發(fā)態(tài)。受激電子可以從一個分子遷移到另一分子，最后某些分子或聚合物分段以光子或熱的形式釋放，顯然希望所有超額的激發(fā)能作為光的方式釋放。

　　在OLED有機分子中，大約25%的受激電子是處在單重態(tài)，而75%處在三重態(tài)。從單重態(tài)發(fā)射的電子(熒光發(fā)射)大多數(shù)情況是由熒光摻雜促進的，它的內(nèi)量子效率IQE最大限制為25%，而有機材料的三重態(tài)能量作為非輻射的熱耗散對光發(fā)射無用。研究結果表明，采用磷光摻雜物的所有三重態(tài)的能量可以作為磷光加以利用，于是允許直到100%的IQE。近來，發(fā)射紅光和綠光的磷光型OLED(PHOLED)的內(nèi)量子效率幾乎達到100%，外量子效率EQE達到19%(在實驗條件下轉換成40lm/W)，表明整個熒光系統(tǒng)的量子劇增。有時，在低至2.4V啟動電壓時電流開始流動，并且有足夠的空穴—電子對再結合產(chǎn)生肉眼可見的光，而電流和相當?shù)墓鈴婋S驅動電壓增加而增強。