照明用白光OLED技术的现状与挑战[3]

　　1.3.1 效率

　　由于OLED 发光属于电流驱动，因此量子效率可以比较准确地描述OLED 内发光机制的优劣。量子效率定义为放出光子数目与注入电子数目的比率，而量子效率又可分为外部量子效率和内部量子效率。外部量子效率是指在观测方向，射出器件表面的光子数目与注入电子数目的比率，由于OLED 器件是多层结构，发光层所发出的光会经由波导效应或再吸收而损失，因此内部量子效率是排除此效应后发光层实际的发光效率，而出光率即为外部量子效率与内部量子效率之比。如果应用在显示技术上，发光效率又称电流效率。它和发光效率是较常被使用的，前者注重发光材料特性的考虑，为材料与化学家常引用，而后者则注重面板耗电和能量系统设计的考量，为光电工程师常用。

　　1.3.2 寿命

　　OLED 器件寿命的评估最早是由柯达[1]提出的，它是指当器件亮度为初始亮度的一半时器件的发光时间。影响OLED 寿命的因素主要有以下几点：

　　(1) OLED 的阴电极大多为电离能较小的活泼金属(如钙、镁、铝等)，它们在含氧的环境中极易被氧化，从而导致器件性能的下降;

　　(2) 有机发光材料对杂质、氧、水都非常敏感，极易被污染，从而降低发光效率;

　　(3) OLED 工作时产生的焦耳热会进一步加剧OLED 器件中各种材料，如衬底材料、发光材料、辅助材料和电极在空气中的老化，进而影响器件的使用寿命。

　　此外如果器件的效率低，则意味着有更多的光以热的形式辐射掉了，也会影响器件的稳定性。因此，提高效率除了省电，也有助于提高寿命。

　　1.3.3 显色指数、色温

　　光源的色温是通过对比它的色彩和理论的热黑体辐射体来确定的。热黑体辐射体与光源的色彩相匹配时的开尔文温度就是那个光源的色温，它直接和普朗克黑体辐射定律相联系。显色指数是通过与同色温的参考或基准光源(白炽灯或日光)下物体外观颜色的比较。光所发射的光谱内容决定光源的光色，但同样光色可由许多、少数甚至仅仅两个单色的光波混合而成，对各个颜色的显色性亦大不相同。相同光色的光源会有相异的光谱组成，光谱组成较广的光源较有可能提供较佳的显色品质。当光源光谱中很少或缺乏物体在基准光源下所反射的主波时，会使颜色产生明显的色差。色差程度愈大，光源对该色的显色性愈差。

　　一般来说，色温在3,000~6,000K 之间的高质量光源显色指数要在80 以上。2 白光OLED 的现状2007 年，柯尼卡美能达公司宣布了其白光器件在效率上取得的进展，采用蓝色、黄绿色和红色磷光材料而制备的白光器件在亮度1,000cd/m2 下效率可以达到64 lm/W，此效率远远超过了白炽灯的效率，为白光OLED 进入照明市场提供了可能。2008年，美国UDC 宣布其开发出了在亮度1,000cd/m2下发光效率可达到102 lm/W 的白光OLED，发出的白光显色指数(CRI)为70，色温为3,900K，寿命为8,000 小时。此款白光技术除了使用UDC 自己开发的磷光材料外，还使用了与南韩LG 化学和新日铁化学合作开发的材料，这是目前白光技术方面宣布的最高效率。

　　白光OLED 经过近十几年的发展，除了在效率和寿命上获得很多新进展之外，各个研究院所和公司也纷纷推出他们的白光OLED 照明样品，尤其是欧司朗公司，还于2008 年推出了全球首款白光OLED 台灯，此款台灯由10 个面板组成，设计精巧，命名为“Early Future”。据称这款台灯的亮度可以达到1,000cd/m2，而它的寿命则可以达到2,000 小时，如图7 所示。

　　飞利浦也于近期展示了他们的多款白光OLED产品，包括各种形状的面板，如三角形、圆形、椭圆形等，还有形状为郁金香花瓣的红色OLED 面板，而且这些白光OLED 屏体已经在网上出售。除此之外，飞利浦展示了多款白光OLED 灯，其中一款为可以悬挂在天花板上的吊灯，造型别致，如图8 所示。

 　　韩国的Modistech 公司近日同样展示了他们的柔性白光OLED 屏，此屏虽然现在还无法量产，但是此举显示了柔性白光OLED 的发展之迅猛，如图9所示。

　　3 白光OLED 的机遇与挑战

　　3.1 OLED 用于照明的优势

　　作为新型的照明技术，OLED 有固体照明的发热量低、耗电量小、反应速度快、体积小、耐震、耐冲击、可平面封装、易开发成轻薄短小产品等优点，没有白炽灯泡高耗电、易碎及日光灯废弃物含汞污染、启动电压高的问题，因此被称之为“绿色光源”。除此之外还有它独有的照明特点：

　　(1) OLED 与日光灯一样属于扩散型面光源，不需要像LED 一样通过额外的导光系统来获得大面积的白光光源;

　　(2) 由于有机发光材料的多样性，OLED 照明可根据需要设计所需颜色的光，目前无论是小分子OLED，还是聚合物PLED 都已获得了包含白光光谱在内的所有颜色的光;

　　(3) OLED 可在多种衬底，如玻璃、陶瓷、金属、塑料等材料上制作，这使得设计照明光源时更加自由;

　　(4) 采用制作OLED 显示的方式制作OLED 照明面板，可在照明的同时显示信息;

　　(5) OLED 在照明系统中还可被用作可控色，允许使用者根据个人需要调节灯光氛围。