近日,日本金澤工業(yè)大學光電磁場應用研究所三上明義教授的研究小組試制出,采用綠色發(fā)光磷光材料的OLED元件,發(fā)光效率達210lm/W。這是通過使光提取效率(光提取效率是假設磷光材料的內(nèi)部量子效率為100%計算出來的。與外部量子效率的數(shù)值相同。)超過原來的兩倍、提高至56.9%而實現(xiàn)的。
三上明義研究小組通過詳細計算OLED元件中的光運動情況,找到實現(xiàn)高光提取效率的方法。針對OLED元件的厚數(shù)百nm以下的超薄半導體層以及密封層等膜厚數(shù)百μm~1mm的“厚膜層”中的光的運動情況,按照波長及偏振光進行了分析。分析發(fā)現(xiàn),原來的OLED元件有50%-70%的光能量未從半導體層輸出,而是以熱量的形式被浪費掉。在此基礎上,三上明義研究小組將厚膜層的折射率提高至2之后,再次對光運動進行計算,證實有2/3的光能量轉(zhuǎn)移到了厚膜層。不過,這只是直接改變了光聚集的層,并無助于實現(xiàn)高光提取效率,向元件外部輸出的光線比例仍比較低。
三上明義研究小組試制的高效綠色發(fā)光OLED元件
三上明義研究小組在厚膜層的厚0.7mm、折射率為2.03的玻璃表面上形成了0.3mm間距的透鏡陣列結(jié)構(gòu),由此將厚膜層中聚集的光高效提取到元件外部。在實際試制的OLED元件,并對其進行的檢測表明,獲得了56.9%的高光提取效率。
三上明義表示,該元件理論上的光提取效率為75~80%。透鏡陣列的改進余地也還很大。研究小組的目標是“實現(xiàn)無損失的光源”,除此次的厚膜層和透鏡陣列之外,如果結(jié)合索尼開發(fā)的“微腔構(gòu)造”等技術(shù),便有望大幅接近這一目標。
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