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美國科學家採用三層光發光層(3-EML)結構,讓白光有機發光二極體(white organic light-emitting diode, WOLED)的發光效率大幅提升,在照度(luminance)為1000 cd/m2時的最大發光效率為64±3 lm/W,演色係數(CRI)高達81,而典型WOLED的演色係數大多介於75到80之間。
據普林斯頓大學的Yiru Sun指出,這種3-EML WOLED元件除了具有目前最高的發光效率之一,更重要的是也有很好的CRI,因此可以得到高品質的白光。他還表示,發展高CRI值的光源對室內照明應用非常重要,CRI值大於70就可視為近似陽光的高品質白光。CRI值是反應物體在光源照射下呈現的色彩真實度。
電致發光的WOLED通常只含有一層或雙層發光層,電子與電洞組成的激子(exciton)便是在此形成。當光層中的激子累積時,往往會發生另科學家頭痛的“三重態-三重態消滅”(triplet-triplet annihilation)現象,即兩個三重態激子產生交互作用,其中一個會釋出能量,掉到基態,導致組件光效率降低。
Sun發現採用3-EML結構,三個發光層分別發出紅、藍及綠光,由於激子的產生分佈會在整個發光層中,因此可以降低激子的局部態密度並抑制三重態消滅效應。再加上選用與RGB三個主發光體(host)能階匹配的磷光質,因此獲得到最佳的發光效率與演色性。3-EML結構的另一項優點是可以通過改變發光層厚度與摻雜濃度,來調整色彩強度,產生較高品質的白光。
該研究小組表示接著會將對元件的使用壽命進行測試。Sun表示,他們將研究更多能夠應用在此三層發光層結構的物質與主發光體材料,以求獲得更高的發光效率及更長的使用壽命。