姚其 陈大华 林燕丹
复旦大学电光源研究所 200433
摘要：由于OLED工艺成本较低、色彩可调范围大，轻薄等特点，近年来在显示领域发展很快。随着OLED光效的提高，以及白光OLED工艺的发展，OLED出现了应用于照明的趋势。本文基于目前白光OLED的光效、功率等，尝试从软件模拟制作了OLED照明器件，并进行了照明设计。通过与荧光灯的理论分析对比，探讨了OLED应用于一般照明的优势和不足。结果表明白光OLED应用于照明领域的前景看好，但其效率以及寿命仍迫需进一步提高。
关键词：OLED照明；面光源；照明设计
The Investigations of OLED’s Application on Lighting
Yao Qi, Chen Dahua, Lin Yandan
(Institute for Electric Light Sources, Fudan University, 200433)
Abstract: In recent years, OLED technology has been rapidly developed because of its lower cost, broad adjustable color range and lightness. With the improvement of the luminous efficacy and white light technology, OLEDs gradually find their application in the field of lighting. Based on current white OLED’s efficiency, power, etc, the author simulates the OLED light source by virtue of software. Through theoretical analysis and the comparison with fluorescent lamps, the author discuss the strength and weakness of OLED’s application in the general lighting. Results show that white OLED has the opportunity to be used for general lighting, while its efficiency and lifetime need further improvements.
Key words: OLED lighting; surface light source; lighting design
1 引论
OLED (Organic Light Emitting Diode) 是指有机半导体材料和发光材料在电场驱动下, 通过载流子注入和复合导致发光的现象。其原理是用ITO透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极, 在一定电压驱动下, 电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层, 电子和空穴分别经过电子和空穴传输层迁移到发光层, 并在发光层中相遇, 形成激子并使发光分子激发, 发光分子便经过辐射发出可见光。辐射光可从ITO一侧观察到, 金属电极膜同时也起了反射层的作用。从目前有机电激发光元件的技术发展情况看来，绿光、蓝光、红光都有相关的材料开发，其中以绿光的技术最成熟，而红光的技术正在加紧研发中。OLED结构如图 1所示。[1] [2]
OLED最早发现是在1979 年。当时在柯达公司从事科学研究工作的科学家邓青云博士发现一块做实验的有机蓄电池在发光，从而开始了OLED的研究。[2]1987年，邓青云等采用超薄薄膜技术和双层结构，成功制备出低压驱动的小分子OLED，发光亮度1000cd/m2，光效1.5lm/W。1997年，日本Pioneer公司将单色OLED用在汽车音响面板上，OLED开始逐渐走向产业化。[3]OLED发展从硬屏到软屏，面板尺寸由小到中再到大，显色颜色由单色、多色到全彩色。OLED主要应用在显示屏幕上，随着白光OLED的发展，其也逐渐将应用于照明中。
OLED 与LED 同属固态照明,具有发热量低、耗电量小、反应速度快、体积小、耐震耐冲装、易开发成轻薄短小产品等优点。OLED应用于照明的关键技术主要为高效率及长寿命。[4]
同时OLED具有轻薄、面发光、柔软性和延展性的特点,通过采用不同光色的组合, 构成照度柔和的各种模块,带给未来照明设计新的理念。在照明的应用上，产业目标是在1,000cd/m2 达到50－80lm/W 的效率。[5]目前，用于照明的白光OLED产品光效可达60lm/W以上，显色指数80左右。[6]已经能够满足一些场所照明的需求。
2 白光照明OLED
实现用于照明的白光OLED，主要有两种方法：[7]
1) 波长转换法,是用发蓝光的OLEDs激发黄色、橙色、红色荧光或磷光粉来实现白光；
2) 颜色混合法,是用蓝光和橙光两种补偿光或红、绿、蓝三基色光通过掺杂或多层的方式实现白光的方法。
这两种实现白光的方法原理上是不同的。但其实现方式或者是采用两种光色混合成白光，或是采用三种光色混合成白光。图 2所示为用两种光色（蓝光和黄光）混合成白光，蓝光和黄光的成分配比不同，OLED光色将会位于图示两点之间黑线上的某点。图 3为用三种光色混合成白光。红、绿、蓝三基色光配比不同，可以使OLED光色在整个三点组成的三角形内变化。两种光色混成白光，可选择性小，但光色一致性比较好；三种光色白光，可选择范围大，但光色一致性差。不管采用哪种方式，只要配比合适，都能得到比较舒适的白光，色温可选择范围大，且显色性也能达到80左右。
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