曹镛：OLED白光技术目前正处在大规模应用的前夜

　　半导体照明是半导体技术在引发微电子技术革命之后，又引发的新一轮产业革命——照明革命，其标志就是用半导体照明光源逐步替代传统照明光源，如 白炽灯和荧光灯。由于半导体照明技术巨大的节能效果及商机，包括我国在内的世界各国都纷纷制订发展计划，加紧对半导体照明技术科研和产业投入。美国、欧 盟、日本、韩国等国家不断推出大型研发计划，加大投资力度，一些国家(例如美国)已将固态照明提升到国家战略的高度。固态照明目前有基于GaN半导体器件 为主的LED技术及OLED两条技术路线，基于GaN器件的LED白光技术已经取得了商业上的巨大成功，但离全面取代荧光灯还有相当长的距离(美国的国家 计划是设定在2025年)；OLED技术初期的发展是以显示技术为主要方向，并已经在移动通讯的小尺寸显示屏上取得商业成功，但在白光照明的应用上目前还 处于研发阶段。由于OLED具有材料来源广泛，有可能采用全印刷制备，价格可能极为低廉，其发光效率近年又大幅提高，使OLED在白光照明器件中应用的可 能性越来越大。

　　过去十年间，白光OLED的性能取得了长足的进展，发光效率超过20lm/W，已经超过传统的白炽灯的发光效率 (12~17lm/W)。近年的报道还表明，基于小分子材料的白光发光器件的效率甚至超过节能荧光灯的效率(40~70lm/W)。2004年GE Global Research成功研制出24英寸见方的白光照明用平板器件，其效率在亮度为1200cd/m2时达15lm/W；2006年美国普林斯顿大学 Forrest团队制备了一种新结构的白光器件，这种结构能够控制器件中的单线态和三线态激子的传输，从而使器件中单线态和三线态掺杂客体和母体之间的能 量转移互相不受影响，极大限度地降低了能量损失，器件的最大效率达37lm/W，显色指数(CRI)为85。2008年，日本山形大学Kido团队通过在 器件中引入同时具有高迁移率和高三线态能级的载流子输运材料，使各个有机层的能级呈阶梯状的分布以有利于载流子的传输，制备了前向功率效率达到 53lm/W（总功率效率可达到100lm/W)的全磷光白光器件。2008年6月，美国Universal Display Corp.（UDC）在其网站上宣布，其有机小分子白光发光器件在1000cd/m2的亮度下，功率效率达到102lm/W，接近2006年3月日亚化学 工业公布的白色无机LED发光效率的水平。2009年，德国Karl Leo研究团队在Nature杂志发表文章，报道通过改进器件结构降低功耗，同时采用高折射率的玻璃基质来提高输出耦合效率，获得了超过荧光灯效率的白光 发射器件，其最大的功率效率达到124lm/W（亮度1000cd/m2）。2010年，UDC借助于其开发的新天蓝光磷光材料，制备了效率可达 109lm/W（1000cd/m2），且在低亮度100cd/m2下更高达136lm/W，这是迄今为止报道的白光OLED的最高效率。

　 　我国在白光OLED技术方面也取得很大的进展，比如长春应用化学研究所，清华大学等科研单位、院校在基于小分子材料的白光OLED方面，取得了接近或者 超过荧光灯功率效率的进展；华南理工大学主要采用溶液加工法来制备高分子基的OLED照明器件，目前也取得了40lm/W（总功率可达50lm/W），处 于国际同类器件的最好水平之一。

　　由此可见，OLED白光技术目前正处在大规模应用的前夜，产业化在全球范围均处于起步阶段。目前全球加 入基于白光有机发光器件研发的厂商合计有100家以上，如三星SDI、LGD等厂商；材料开发商有柯达、剑桥显示技术公司、杜邦显示等；设备制造商有日本 真空等。苹果、诺基亚、索尼·爱立信、IBM、佳能等厂商已经推出一些白光OLED产品。