一个简单滤镜将蓝色OLED灯变成罕见的白光

By | 2020年7月25日

  翻译自――spectrum,XiaoZhi Lim

  这类巧妙的办法可能会使电视以及智能手机屏幕应用更高效的无机发光二极管。

一个简单的滤镜可将蓝色OLED灯变成罕见的白光

  正在增加散布式Bragg[1]反射器以孕育发生白光以前(左)以及之后(右)显示的一个蓝色发光OLED,反射器将蓝色光转换成两种色温的白光。

  自30年前第一个工作安装被报导进去当前,无机发光二极管(OLED)曾经获得了长足的提高。OLED因其玄色、明晰的图象再现以及节能等泛滥劣势而备受赞美,现在它正在手机以及LG电视的屏幕上盘踞了主导位置,估计,OLED最先可能会正在来岁接管iPhone屏幕。

  芬兰阿尔托年夜学的博士后钻研员Konstantinos Daskalakis示意,因为OLED老本绝对较低并且容易制作,咱们应该思考用它们来制作出用于一般照明的白光。

  激起白光是OLED的致命弱点。通常,为了失去白光,个体的白色、绿色以及蓝色发射器会正在同一工夫发光,从而孕育发生白光。这使患上红色成为最耗电的颜色,据报导,这需求6倍于正在google像素上孕育发生玄色所需的电量。其余孕育发生白光的办法包罗正在发射层中掺杂化学物资,然而这类办法使患上制作设施愈加艰难。

  正在一项概念验证明验中,Daskalakis以及他的导师Paivi Torma将传统的发蓝光的OLED转换成发红色光的OLED,其办法很简略,就是正在OLED上搁置一个一组高折射率以及低折射率瓜代资料而成的散布式Bragg反射器(DBR)。

  为了制作这类安装,Daskalakis起首用规范的真空蒸发技巧制备了收回蓝光的OLED。他将六层二氧化硅以及氧化钽交变层间接笼罩正在每个无机发光二极管(OLED)上,而后溅射出一种DBR。

一个简单的滤镜可将蓝色OLED灯变成罕见的白光

  所谓的DRB,通常被用作反射镜来制作器件中的光学腔。相同,Daskalakis以及Torma决议行使所谓的正在DBR内共振的Bragg光纤模式,应用DBR作为转换器。Bragg光纤模式能够经过扭转DBR层厚度来进行调谐。Daskalakis引见,这些模式发作正在红、绿以及蓝波段中,当OLED的蓝光经过DBR时,一些高能量的蓝色光子会转换成低能量的白色以及绿色光子,之后,白色、绿色以及蓝色光子的夹杂物从设施中孕育发生白光。

  经过这类办法,能够经过扭转DBR货仓旅馆的构造来调整光的色温。正在一个器件中,二氧化硅层厚度43纳米,氧化钽层厚41纳米。该设施孕育发生了一种温度正在6007k的较暖的红色日光;另外一个设施有53纳米厚的二氧化硅层以及42纳米厚的氧化钽层,孕育发生了温度4450 K的冷白光。

  同时,经过将反射器使用于没有同类型的OLED上,能够辨别优化器件的量子效率。与一般的蓝色OLED相比,通过转换的红色OLED的量子效率进步了20%。并且,通过革新的红色OLED正在两个月后也能持续工作,而一般的蓝色OLED正在次日就中止了工作。

  Torma心愿这项工作能鼓励其余钻研职员为DBR寻觅更多的用处。“他们有点被漠视了,”“尤为是Bragg模式,人们通常以为领有十分窄的模式会更好,但咱们发现,这些办法实际上十分适宜咱们的目的。”

  这两家公司曾经请求了专利,并在致力进一步表征以及优化该设施的设计,使这项技巧正在照明以及生产电子畛域的潜正在使用上大显神通。

  大要总结了一下OLED的优缺陷:

  优点

  一、厚度能够小于1毫米,仅为LCD屏幕的1/3,而且分量也更轻;

  二、固态机构,不液体物资,因而抗震功能更好,没有怕摔;

  三、简直不可视角度的成绩,即便正在很年夜的视角下寓目,画面依然没有失真;

  四、呼应工夫是LCD的千分之一,显示静止画面相对没有会有拖影的景象;

  五、高温特点好,正在零下40度时仍能失常显示,而LCD则无奈做到;

  六、制作工艺简略,老本更低;

  七、发光效率更高,能耗比LCD要低;

  八、可以正在没有同材质的基板上制作,能够做成能蜿蜒的柔软显示器。

  缺陷

  一、寿命通常只有5000小时,要低于LCD至多1万小时的寿命;

  二、不克不及完成年夜尺寸屏幕的量产,因而今朝只实用于便携类的数码类产物;

  三、存正在色调纯度不敷的成绩,不易显示出娇艳、浓烈的色调。

  电视技巧反动之路 OLED庖代LCD?

  OLED的特点是自发光,无需背光支持,而且比照度高、亮度平均、色域以及视角广。

  其次OLED电压需要低,有反响快、厚度薄、构造简略、效率高、分量轻等特性。能够没有像LCD固定正在玻璃面板中,实践下去讲,只需用能够蜿蜒的基板资料,如装正在塑料或金属箔片等柔性资料上,OLED屏幕的出现形状便可扭转。

  只需用能够蜿蜒的基板资料,OLED屏幕的出现形状便可扭转。

一个简单的滤镜可将蓝色OLED灯变成罕见的白光

  OLED为什么长寿?

  由于OLED需求R、G、B三种资料受电流安慰来自动发光,而三种资料的老化水平没有同,用了一段工夫后,衰减快的资料亮度降落也快,屏幕便会孕育发生偏偏色。

  缘由是技巧上还无奈处理B资料(乃至是R资料)的以及寿命以及稳固性的成绩,以是“取巧”的借用容易猎取的G资料(由于它最牢靠、最耐用)以及R、B资料进行2:1来夹杂应用,G像素作为主像素,用更年夜的电流驱动,孕育发生更高的亮度;将R、B像素绝对缩小,能够直接把R、B资料的寿命以及稳固性的成绩逃避。

  而且OLED的R、G、B三种资料的波长没有尽相反,把它们一同放进面板中,假如应用相反发光层,波是非的G、B发光层,为将就波长最长的R资料,会造成G、B发光层厚渡过年夜,招致光波中掺进有数不用要的“杂质成份”,重大影响光线纯度,颜色精度难以进步。

  尤为是波长最短的B资料,因为发射层太长,它所掺进的“杂质成份”也最多,招致纯度最差,重大影响光效。

  这时候B资料若要达到以及G、R资料相反亮度,必需用更年夜电流驱动,而后又会招致发烧以及功耗的迅速进步,堕入恶性轮回。这也是影响B资料寿命以及稳固性的首要缘由之一(另外B资料自身比拟难提取)。

  如今各年夜厂商的做法是将人眼最敏感的G饱以及度调高,使屏幕倾向“艳丽”,这样能够掩饰笼罩R、B纯度的成绩,尽管亮堂、艳丽,很市欢眼球,但带来的倒是色调偏偏移、色域低、拖影等成绩(过来咱们老是讥讽三星的“绿屏”,其实并非三星没有懂较色,而是为了延伸应用寿命采取的折衷计划)。

  现在,跟着资料的提高,这个成绩曾经处理。台工研院研发“OLED外表电浆耦合增益技巧”,能够将G频谱转换为B光谱,打破无机B资料寿命短的瓶颈。

一个简单的滤镜可将蓝色OLED灯变成罕见的白光

  PCOLED以妙技将G频谱转换为B频谱

  台工研院的处理计划是没有应用任何B资料,而是以妙技将G频谱转换为B频谱,从而开收回OLED外表电浆耦合增益技巧PCOLED 。行使DML构造孕育发生立体型电浆耦合效应,能够将G资料的频谱转换为B频谱,白光OLED能够行使G资料庖代B资料,岂但处理了寿命过短的成绩,乃至比传统OLED延伸达20多倍。

  从今朝的市场来看,咱们仍然无奈明白指明LCD、OLED谁更有出路。LCD经过HDR、量子点等技巧,取得了长足的提高,尤为是纳米资料作为背光源的量子点技巧,使LCD的成果能够靠近、乃至超过OLED,而老本较低,寿命却更久。

  OLED领有LG以及一众国产厂商的支持,综合体验仍是是现在最超卓的。同时跟着技巧的一直成熟,尺寸、分辩率以及寿命都有所晋升,惟一的成绩即是老本,还需求更多工夫来被生产市场合承受。

  能够一定的是,LCD以及OLED屏幕正在很长期内还会共存于市场中,也各具劣势,强烈的竞争无望让生产者以更低的价钱取得更好的显示成果,关于电视、电脑、显示器等畛域的影响都是踊跃的。

  LCD、OLED的竞争以及CRT时代,一般显像管以及特丽珑、钻石珑的竞争一模一样。一般显像管的成果普通,但有价钱劣势;而索尼的特丽珑、三菱的钻石珑因为应用单枪三束、三枪三束的技巧,成果十分超卓,远超一般显像管,但价钱也要贵出数倍。

  但正在CRT时代中,即便特丽珑、钻石珑的画质劣势处正在相对抢先的地位,却并无庖代一般显像管。特丽珑、钻石珑盘踞高端市场,一般显像管盘踞低端市场,它们互有劣势,这类劣势的惟一性也使患上市场处于并存的态势。

  从现在OLED技巧来讲,尽管最难攻克的寿命瓶颈曾经处理,但只需OLED老本无奈降到LCD程度,二者长时间并存则是常态,LCD以及OLED的竞争也会是昔时一般显像管以及特丽珑、钻石珑一模一样。


  [1]  Bragg光纤是1978年由Yeh等人提出的一种非凡构造的光纤,其包层由沿径向周期散布的介质层组成。跟着光子晶体的提出以及宽泛钻研,Bragg光纤这类一维的光子晶体光纤,因为具有诸多共同的传输特点,再度惹起人们的存眷。

编纂:严志祥

起源:电子工程世界