白光有机发光器件在照明中的应用

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1、第３４卷，第１期光谱学与光谱分析Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．１，ｐｐ２７－３３２０１４年１月ＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙａｎｄＳｐｅｃｔｒａｌＡｎａｌｙｓｉｓＪａｎｕａｒｙ，２０１４白光有机发光器件在照明中的应用黄清雨１，２，赵谡玲１，２＊，徐征１，２，樊星１，２，王健１，２，杨倩倩１，２１．北京交通大学发光与光信息技术教育部重点实验室，北京１０００４４２．北京交通大学光电子技术研究所，北京１０００４４摘要作为下一代固态照明光源，白光有机电致发光二极管（ｗｈｉｔｅｏｒｇａｎｉｃｌｉｇｈｔ－ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅｓ，ＷＯＬＥＤｓ）由于其高效、节能、环保等特点，已经引起了广泛的

2、关注，将其用做照明光源的研究和应用也取得了长足的发展。文中首先简述了ＷＯＬＥＤｓ的发光原理，总结了目前常见的ＷＯＬＥＤｓ的结构和常用的发光材料，重点介绍了多发射层白光器件、多重掺杂单发射层白光器件、基于激基缔合物和激基复合物发射的白光器件、ｐ－ｉ－ｎ结构的白光器件等器件结构的发光机理及其优缺点。本文依据ＷＯＬＥＤｓ高效率、高亮度、高显色性、长寿命的实用条件，详细解释了器件效率，色纯度，相关色温和器件寿命等性能评价标准。我们还分析了ＷＯＬＥＤｓ目前亟需解决的技术瓶颈，并针对器件效率和器件寿命两个主要方面提出了相应的改善方案。介绍了世界上照明用ＷＯＬＥＤｓ各公司的研究进

3、展并对其市场前景做出了展望。关键词白光有机发光二极管；固态照明；发光效率；寿命中图分类号：Ｏ４８２．３文献标识码：ＡＤＯＩ：１０．３９６４／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－０５９３（２０１４）０１－００２７－０７引言１８７９年，爱迪生第一次公开展示了白炽灯，同时也点亮了人类的历史。经百余年的改进，照明光源领域已经发展出各式各样的白光照明灯具。光源技术的主要发展趋势是：体积小，效能高，显色性高，寿命长。常用的照明光源有白炽灯、荧光灯以及（ｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅ，ＬＥＤ）等，具有高效率的ＷＯＬＥＤｓ是下一代照明设备的最具竞争优势的候选Ｆｉｇ．１Ｄｅｖｌｏｐｍｅｎｔ

4、ｏｆｌｉｇｈｔｉｎｇｓｏｕｒｃｅｓ［１，２］。者图１为各种照明光源的发光功率效率及其发展情况。传匀，具有更高的显色性，不仅能实现大面积照明，而且能够统光源白炽灯虽然造价低，但只有大约５％的能量被用来发将器件制作在柔性衬底上，实现柔性照明［７］。另外，［３］，造成大量的能源浪费。荧光灯的光能转化率为７０％左光ＷＯＬＥＤｓ发热量低、耗电量小以及高效、环保、安全等优势右，其灯管中含有有毒的水汞，在生产过程中和产品报废后都使得其在照明市场备受关注［８］。随着ＷＯＬＥＤｓ使用寿命［４，５］，与绿色照明相违背。白炽灯的发光效都易造成汞污染的提升以及各项技术的突破，ＷＯＬＥＤｓ的

5、各项性能正在逐率一般为１３～２０ｌｍ·Ｗ－１，荧光灯为９０ｌｍ·Ｗ－１［６］，而渐接近市面上现有的白光照明器件的水平。如果固态照明设－１，但ＬＥＤ的制作ＬＥＤ灯的效率目前可以达到１１０ｌｍ·Ｗ备的效率能够得到进一步的提升，使其能广泛应用于人们的工艺复杂，成本高。作为下一代照明光源———ＷＯＬＥＤｓ，其日常生活当中，那么不仅能使有限的资源得到充分的利用，所发白光的亮度、均衡度和效率都优于荧光灯、白炽灯所发更能进一步减少ＣＯ２的排放，对缓解全球变暖等问题具有重出的白光。ＷＯＬＥＤｓ以平面光为特点，发出的白光更加均要的意义［９］。收稿日期：２０１３－０３－２０，修订日期：

6、２０１３－０７－１８基金项目：国家重点基础研究发展计划（９７３计划）项目（２０１０ＣＢ３２７７０４），国家自然科学基金项目（５１２７２０２２），教育部新世纪优秀人才支持计划项目（ＮＣＥＴ－１０－０２２０），教育部博士点基金项目（２０１２０００９１３０００５）和中央高校基本科研业务费专项项目（２０１２ＪＢＺ００１）资助作者简介：黄清雨，１９８９年生，北京交通大学光电所博士研究生ｅ－ｍａｉｌ：１２１１８４１３＠ｂｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ＊通讯联系人ｅ－ｍａｉｌ：ｓｌｚｈａｏ＠ｂｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ２８光谱学与光谱分析第３４卷目前，世界能源消耗有很大一部分来自照明领域，其所从

7、阴极和阳极注入，并在有机层中传输，相遇之后产生激［１０］。如表１为各种常用灯源性能的定性占比例大约为２０％子，然后激子复合发光。［１１，１２］：一种是光比较。目前，实现ＷＯＬＥＤｓ主要有两类技术［１３］，先利用蓝光或紫外光激发光子，使每个激发色转换技术Ｔａｂｌｅ１Ｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｖａｒｉｏｕｓｌｉｇｈｔｓｏｕｒｃｅｓ的单元发出不同的光，混合后得到白光。第二种是色彩混合效率寿命ＣＲＩ闪烁成本环境友好性技术，即多重发光层白光器件，通过将不同发光层发射的ＯＬＥＤ高长好无低好红、绿、蓝三原色的光进行混合来得到三波段白光，或是利ＬＥＤ较高长较