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OLED照亮汽车与穿戴应用前景

基于OLED的照明应用已经广泛用于显示器产品,并正积极进军其他照明市场,预计其潜在应用领域将包括一般照明、汽车照明以及穿戴式装置……

有机LED (OLED)如今常用于电视和手机屏幕,但它有望成为固态照明(SSL)技术的下一件大事,而且还可能适于其他更多应用。从许多应用来看,无机LED仍然较具经济效益和技术意义,但OLED则有无机LED所缺少的一些有趣特性,再加上新的生产技术可望降低OLED的制造成本,从而使二者变得更具成本竞争力。

OLED经由向有机小分子或聚合物制成的电致发光层施加电流而发光,而且可以制造成刚性或软性的薄片。OLED极其适于需要光均匀分布的应用,例如屏幕和智能型手机的数字显示器。如下图显示典型的OLED结构——除了电子和电洞(hole)传输层,还有用于发射红光、绿光与蓝光的发光层。

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OLED的典型架构(来源:DSCC)

当施加电压使得阳极相对于阴极为正时,电子流过OLED。OLED中的静电力使得电子和电洞彼此相对,并在每个电子与电洞结合时发光。

OLED的效率明显落后于无机LED,其量产的发光效率约为60-90流明/瓦(lm/W)。各种商用LED灯泡的发光效率范围大约从100lm/W到200lm/W以上。就像无机LED的情况一样,其光效率和显色性之间存在权衡折衷。因此,无论是在电流作业(类似于无机LED)或是储存期间(罪魁祸首是氧气和湿气渗透),都可能导致OLED的流明衰减。

OLED广泛用于显示器市场,以取代液晶显示器(LCD)。虽然LCD显示器已经有20多年的历史,但OLED商用大约只有5年之久。这两者都算是平面显示技术,而且采用透过背板寻址的画素矩阵。此外,两种技术的每个画素中都包括了红、蓝和绿色光源,而且也都可以制造成各种不同的尺寸。然而,二者之间也存在重要的差异。

尽管OLED需要更复杂的电路结构,LCD则需要更多光学层。LCD显示器需要背光,而OLED显示器则否。而且,如上所述,OLED在使用软性基板进行生产时更具有优势。因此,OLED正逐渐发展成为首选的显示技术。

功耗方面说起来则有点复杂。虽然LCD显示器的功耗取决于背光,OLED显示器的功耗则取决于屏幕的内容;因此,OLED在这方面并不一定比LCD更具有优势。

根据DSCC预测,到2022年,OLED将取代智能型手机中所使用的LCD技术,这主要得益于OLED技术的先进外形尺寸,包括采用OLED实现的可折迭显示器。

除了显示应用以外,欧盟(EU)支持的‘Horizon 2020’研究最近展现的创新成果承诺将使OLED的制造成本降低90%,使其成本达到相当于无机LED照明产品。这些创新包括使用平面化软性钢作为生产基板、透明顶部触点以及薄膜封装,让OLED生产不再依赖玻璃基板和封装。虽然业界至今尚未出现使用这种新生产技术的产品,但预计其潜在应用领域包括一般照明、汽车照明以及穿戴式装置。

最近,在欧洲Lyteus计划主持的产业合作下——目标在于促进OLED技术的商用化,荷兰的霍尔斯特中心(Holst Centre)和德国的弗劳恩霍夫研究所(Fraunhofer FEP)发表在生产方法上取得了创新,能够实现其所声称的“全球最长的OLED产品”(15公尺)。这项成果展示使得「量身打造」的OLED客制化照明成为可能,使其适于从运输到室内设计等各种应用。但该技术的主要缺点就在于发光效率,仅约15lm/W——这对于OLED技术而言确是太低了。

最后,针对一般照明领域,美国连锁超市Wegmans Food Markets去年宣布,为了向客户和员工提供最佳质量的照明,将在特定商店和该公司总部(Rochester, NY)的悬吊灯具中安装OLED/LED照明组合。这种混合灯具的OLED组件将由美国OLED照明制造商OLEDWorks进行制造。

基于OLED的照明应用已经广泛用于显示器产品中,现在正开始进军其他照明市场。然而,生产成本和发光效率至今仍是其落实更广泛采用的主要障碍。随着相关研究的持续进行,可望最终克服这些限制。我们期待很快就会在生活中看到OLED照明产品。

编译:Susan Hong

(参考原文:OLEDs heading for lighting, automotive, wearables,by Yoelit Hiebert)

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