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[南粵名人] 邓青云与OLED

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發表於 2012-6-7 04:46:43 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
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http://zh.wikipedia.org/wiki/OLED



OLED技術的研究,起源于鄧青雲博士(Dr.Ching Wan Tang),他出生於香港,於英屬哥倫比亞大學得到化學理學士學位,于1975年在康奈爾大學獲得物理化學博士學位。鄧青雲自1975年開始加入柯達公司Rochester實驗室從事研究工作,在意外中發現OLED。1979年的一天晚上,他在回家的路上忽然想起有東西忘記在實驗室,回到實驗室後,他發現在黑暗中的一塊做實驗用的有機蓄電池在閃閃發光從而開始了對OLED的研究。到了1987年,同屬柯達公司的汪根樣博士和同事 Steven 成功地使用類似半導體 PN結的雙層有機結構第一次作出了低電壓、高效率的光發射器。1987年的這項實作,為柯達公司生產 OLED 顯示器奠定了基礎。到了1990年,英國剑桥的實驗室也成功研製出高分子有機發光原件。1992年剑桥成立的顯示技術公司CDT(Cambridge Display Technology),這項發現使得 OLED 的研究走向了一條與柯達完全不同的研發之路。




OLED的基本結構是由一薄而透明具半導體特性之銦錫氧化物(ITO),與電力之正極相連,再加上另一個金屬陰極,包成如三明治的結構。整個結構層中包括了:電洞傳輸層(HTL)、發光層(EL)與電子傳輸層(ETL)。當電力供應至適當電壓時,正極電洞與陰極電子便會在發光層中結合,產生光子,依其材料特性不同,產生紅、綠和藍 RGB 三原色,構成基本色彩。OLED的特性是自發光,不像 TFT LCD 需要背光,因此可視度和亮度均高,且無視角問題,其次是驅動電壓低且省電效率高,加上反應快、重量輕、厚度薄,構造簡單,成本低等,被視為 21世紀最具前途的產品之一。


OLED基本結構:1. 陰極 (−);2. 發光層(Emissive Layer EL);3. 阳極空穴與陰極電子在發光層中結合,產生光子;4. 導電層(Conductive Layer);5. 阳極 (+).





OLED的驅動方式

不過,OLED 也與 LCD 一樣其驅動方式也分為主動和被動式兩種。被動式下依照定位發光點亮,類似郵差寄信,主動式則和 TFT LCD 相同在每一個 OLED 單元背增加一個薄膜電晶體,發光單元依照電晶體接到的指令點亮。簡言之,主動/被動矩陣分法,主要指的是在顯示器內打開或關閉像素的電子開關型式。

典型的OLED由陰極、電子傳輸層、發光層、電洞輸運層和陽極組成。電子從陰極注入到電子輸運層,同樣,電洞由陽極注入進空穴輸運層,它們在發光層重新結合而發出光子。與無機半導體不同,有機半導體(小分子和聚合物)沒有能帶,因此電荷載流子輸運沒有廣延態。受激分子的能態是不連續的,電荷主要通過載流子在分子間的躍遷來輸運。因此,在有機半導體中,載流子的移動能力比在砷化鎵、甚至無定型矽的無機半導體中要低幾個數量級。 在實際的OLED中,有機半導體典型的載流子移動能力為10-3~10-6cm2/V‧S。因為它太小,OLED器件就需要較高的工作電壓。如一個發光強度為1000cd/m2的OLED,其工作電壓約為7~8V。因為同樣的原因,OLED受空間電荷限制,其注入的電流密度較高。
通過一厚度為d的薄膜的電流密度由下式定義:
J=(9 / 8)e M (V2/d3)                式中e是電荷常數、M是載流子遷移率、V為薄膜兩端的電壓。

在一般的OLED中,全部有機膜的厚度約為1000囝 。實際上,OLED的發光功率與電流有J‧Vm的關係,其中m 2。Burrows和Forrest制得的TPD/Alq器件的m高達9,他們認為,m值大是因為「阱」(或稱極化子)的緣故。最近,他們又証實m具有很強的溫度依賴性,並且電荷是通過「阱」來輸運的。 在發光層中,摻雜客體螢光染料能極大地提高OLED的性能和特性。例如,只要摻雜1%的紅色螢光染料DCM、Alq式OLED的最大發射峰即可從520nm遷移到600nm;摻雜少量的MQA(一種綠色染料)將使OLED的效率提高2~3倍,在同樣的亮度下工作壽命可提高10倍。

有機發光二極體所用的物料是有機分子高分子材料。將來可望應用於製造平價可彎曲顯示幕、照明設備、發光衣或裝飾牆壁。2004年開始, OLED 已廣泛應用於隨身MP3播放器。
器件效率
Schema einer OLED




迄今為止,發綠光的OLED是最有效的器件,這是因為人眼對綠光最為敏感。Tang曾報導,用香豆素摻雜Alq的器件具有5~6lm/W的效率。據文獻報導,效率最大的發綠光的OLED是由Sano制成的,用Bebq作為HTM,其效率為15lm/W。與發綠光的OLED比較,對發紅光和藍光的OLED的研究工作少得多。


目前已知的,效率最好的發藍光的OLED是由Idemitsu的Hosokawa等人研制的,其發光效率為5.0lm/W,對應的表面量子效率為2.4%。據Tang等人報導,將DCM染料攙入Alq制成了發紅光的OLE器件,其發光效率為2.5lm/W。 需要說明的是,上述文獻所報導的發光效率,都是在發光強度約為100cd/m2或更小的條件下測得的。而實際應用的OLED是由多路驅動的,最大的發光強度要高一些。因此,顯示象素會被驅動到很高的發光強度,導致發光效率下降。也就是說,隨著發光亮度增加,發光效率將因驅動電壓的增加而降低。發綠光的OLED,在發光亮度爲10,000cd/m2時,其發光效率降為2lm/W,只有低亮度下的30%。發紅光和藍光的OLED,其發光效率隨著發光亮度的增加降低得更多。因此,OLED技術可能更適用于不需要有源矩陣驅動的小尺寸、低顯示容量的顯示器件。
  • 器件的壽命和衰變


在過去的几年中,對OLED器件的壽命有過一些報導。但由于每個實驗室測量器件壽命的方法不同,無法對這些數據進行有意義的比較。在報導中,應用最多的測量器件壽命的方法,是在器件維持一恆定電流的條件下,測量從初始亮度下降至一半亮度的時間。據柯達公司的VanSlyke報導,亮度在2000cd/m2時,器件的工作壽命達到了1000小時。Sano也報導了,在TPD中摻雜紅熒烯得到的器件,其初始亮度為500cd/m2、半亮度壽命為3000小時。對壽命進行比較的最佳量值是亮度和半亮度壽命的乘積。據報導,該量值對使用壽命最長的器件是:綠光為7,000,000cd/m2-hr;藍光為300,000cd/m2-hr;紅─橙色為1,600,000cd/m2-hr。一個雙倍密封的OLED器件的儲存壽命約為5年。

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 樓主| 發表於 2012-6-7 04:48:38 | 顯示全部樓層
邓青云先生可能是新界元朗的原居民,即所谓「屏山邓氏」。

 樓主| 發表於 2012-6-7 05:13:47 | 顯示全部樓層
OLED将取代LCD,成为下一代显示器的革命产品。这是为大众造福的应用,比诺贝尔奖什么的实用得多。况且诺贝尔奖由少数一群不知名的神秘「权威」把持当选名单,通常带有政治需要,所以其实无需看得太重。
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