磷光有機電激發(fā)光二極管

?磷光有機電激發(fā)光二極管。OLED的發(fā)光模式之一，近年來隨著PHOLED的蓬勃發(fā)展，目前許多學術研究單位積極研發(fā)的對象。

熒光(fluorescence)與磷光(phosphorescent)是為OLED在激活狀態(tài)下的兩種發(fā)光方式。磷光是由電子與電洞經過電洞傳輸層(Hole Transport Layer)與電子傳輸層(Electron Transport Layer)后，再結合成三重態(tài)(triplet)到基態(tài)(ground state)，即是以磷光形式的"激發(fā)光子"(exciton)回歸到基態(tài)，釋放出的能量會以綠色光的形式出現，形成PHOLED的發(fā)光現象。

PHOLED 具有高亮度及效率，有較長的生命期，內部量子效率接近100%, 大量降低顯示器的功耗。與磷光材質相比，摻雜螢光材質的面板電光轉化效率只有25%，因此磷光材質在平面顯示器應用上極具潛力。

有機電激發(fā)光元件的技術依其所使用的有機薄膜材料的不同，大致可分為二類，一是以染料及顏料為材料之小分子元件(molecule -baseddevice)系統(tǒng)，另一則以共軛性高分子為材料之高分子元件系統(tǒng)(polymer-baseddevice)。由于有機電激發(fā)光元件具有發(fā)光二極體(light- emitting diode,LED)整流與發(fā)光的特性，因此小分子有機電激發(fā)光元件亦被稱為OLED，高分子有機電激發(fā)光元件則被稱為PLED

OLED的研究從1963年起，以anthracence分子之單晶外加電壓而發(fā)光開始，因為當時的操作電壓太高，并沒有受到太多的重視，直到1987年Kodak公司發(fā)表了采用蒸鍍方法，制作出含電子電洞傳遞層之雙層式的有機薄膜元件，此元件的效能有大幅的改進，因此逐漸受到大家的重視，當時使用的元件結構為ITO/Diamine/Alq3/ Mg:Ag，具有1%的外部量子效率(external quantumefficiency)，在低于10V的操作電壓下 ，有超過100 cd/m2的亮度。

PLED則始于1990年英國劍橋大學的研究成果，首先將PPV應用在有機電激發(fā)光元件上，其結構為ITO/PPV/Ca，此元件發(fā)黃綠光，量子效率為0.05%。正是這二個研究成果的發(fā)表，帶動起有機電激發(fā)光元件技術的研究起源。

oled oeld。organic electro-luminescence display。有機電激發(fā)光。

透過電流驅動有機薄膜來發(fā)光，其發(fā)光可為單獨的之紅色、藍色、綠色，甚至是全彩。由于oled所使用的有機化合物材料會自行發(fā)光，因此不像lcd面板后方須要加上背光源，可以大幅降低耗電、簡化制程、使面板厚度變薄。oled的特點為具有自發(fā)光、廣視角、響應速度快、低耗電量、對比強、亮度高、厚度薄、可全彩化，及動畫顯示等，被認為是極具潛力的平面顯示技術。

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(fā)光效率是熒光OLED材料的4倍，因此也減少了產生的熱量并增多了AMOLED背板的選擇。這一點提供了使得OLED能夠與LCD以及傳統(tǒng)的光源相抗衡的重要優(yōu)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(fā)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?，F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(xù)朝著商用的目標改進。

用于生產的熱穩(wěn)定性

許多PHOLED材料都已經經過了在商業(yè)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(fā)(VTE)設備中，但是它也可用于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(fā)之中的噴墨打印工藝。

環(huán)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(huán)境壓力。同時，OLED采用薄膜結構，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技術在制造OLED中的重要性已經被業(yè)界認可，其中OLED特別適用于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墻上插座來滿足大面積電視和照明需求的優(yōu)勢。為了展示這種優(yōu)勢，我們分別對采用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(fā)光效率要高于FL-OLED，高達后者的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(fā)光效率與FL-OLED相比能夠節(jié)省50%的功耗，而與目前的LCD同類相比能夠節(jié)省40%功耗。通過對PHOLED的進一步優(yōu)化，這種優(yōu)勢將進一步擴大。

大面積OLED電視也能夠節(jié)省類似的功耗。盡管這些應用通?？梢圆捎檬须姽╇?，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(tài)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(chuàng)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(jié)的壓力--這一點使得PHOLED技術成為所有"綠色"或環(huán)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，它使用更復雜的工藝，成品率要低于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，特別是對于小面積顯示。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。今后，PHOLED也可能會促成業(yè)界采納低成本有機TFT。