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反向的OLED元件:耐氧耐水高发光率的“iOLED”

2013-09-14 09:31
络遇
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  ——NHK与日本触媒为实现可弯曲显示器,开发出了元件构造与正常元件相反的OLED元件“iOLED(InvertedOrganicLight-EmittingDiode)”。iOLED的电子注入层(EIL)材料通过采用自主开发的材料,比普通构造的OLED元件提高了发光效率。而且还确认了iOLED对氧气和水分的耐受性远远高于普通构造的OLED元件的特性。

  我们正在研发薄型、轻量、可弯曲的柔性显示器(图1)。如果能推进这类显示器的技术开发,就可以实现随时随地观看高画质影像信息的移动电视,而且,将来家中有望导入可获得身临其境般的高临场感的超大屏幕电视。因为产品轻量可弯曲,容易搬进房间内。实现柔性显示器的关键技术是耐氧耐水的有机EL元件,我们在全球率先展开了研究开发。

图1:计划实现柔性显示器

        如果能实现柔性显示器,影像内容的视听方式将发生变化。小型显示器将可以自由搬运,100英寸级的大屏幕显示器也有望导入家庭。通过提高耐氧、耐水的OLED元件“iOLED”的性能,采用塑料基板的柔性显示器有望延长寿命。

  劣化的主因是碱金属

  有机发光二极管(OrganicLightEmittingDiode:OLED)或OLED元件是层积了非常薄的有机膜的自发光型元件,有望实现超薄型显示器,可以说是最适合柔性显示器的显示技术。近年来,采用OLED元件的柔性显示器研究取得了一些显著进展,2013年5月举行的国际会议“2013SIDInternationalSymposium,Seminar&Exhibition”(SID2013)上,也报告了326ppi(pixelperinch)等精细度非常高的显示器,以及最大尺寸为14.7英寸左右的显示器。

  以往的普通OLED元件(普通OLED)先在基板上形成透明阳极——ITO膜(IndiumTinOxide:氧化铟锡),然后在其上成膜空穴运输层(HTL)、发光层、电子运输层(ETL)等多种有机层,最后形成电子注入层(EIL)和阴极(图2(a))。通过从外部为元件加载电压,从阴极注入电子,从阳极注入空穴,在发光层复合。通过复合激发有机分子,从而发光。

图2:普通OLED与iOLED的积层构造差异

普通OLED是把在基板上成膜的ITO用作阳极(a),而iOLED将其用作阴极(b)。

  普通OLED采用的EIL和阴极材料是碱金属(锂、铯、钡)以及铝等功函数低、空气活性高的材料,因此在大气中受到氧气和水分的影响后,阴极部会发生氧化等,从而导致劣化。所以,采用普通OLED的产品,需要用玻璃和粘合剂进行密封。

  这是造成OLED显示器和OLED照明器具成本高的因素之一,也是实现柔性显示器和照明器具的一大障碍。

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