智能照明——基于共面电极的有机电致发光器件

智能照明系统近年来由于其在健康照明、光通信、室内农场等方面的优势而备受关注,目前基于无机发光二极管为光源的智能照明系统已经有所应用,随着有机发光器件(Organic Light-Emitting devices, OLEDs)的发展,OLEDs因其自发光、广视角、环保等特点在显示和照明领域展现出巨大的潜力。在智能手机中,OLED面板的渗透率逐步提高,已成为智能手机的主流面板之一。然而,目前基于OLEDs光源的智能照明系统还很少见,这主要是因为色温和亮度分别可调的OLEDs光源不易实现。

目前实现色温和亮度可调OLEDs的方法主要有两种类型:(1)电压驱动型,基于电压改变激子复合区等复杂机理,其优点是工艺简单,缺点是亮度和颜色无法单独调节;(2)多发光单元型,利用纵向堆叠或横向排列多个发光子单元实现,优点是器件具有更高的可控性,成功解决方案(1)的缺点,但制备工艺较复杂性,器件性能也有待提高。因此,非常需要工艺简单且色温和亮度分别可调的OLEDs。

吉林大学谢文法教授课题组近期提出,基于共面电极结构,采用交流驱动方式,可实现工艺简单且色温和亮度分别可调的OLED光源。共面电极型OLEDs (In-Planar-Electrodes OLEDs, IPE-OLEDs),基于共面电极,两个发光子单元中相同的有机功能层可以同时制备,简化了器件的制备工艺。并且利用交流电的正负极性电压和占空比等参数,可分别调节IPE-OLEDs的色温和亮度,在足够高的频率下(50Hz),IPE-OLEDs可以实现从蓝光、白光到黄光的调节。另外,为了展现IPE-OLEDs光源智能照明系统的特点,作者基于IPE-OLEDs制备了有望应用于矿井的智能照明系统,该照明系统不仅可以实现普通的照明功能,还能对环境气体氛围的改变做出响应,当矿井中常见的有害气体(甲烷和一氧化碳)浓度分别或同时超出安全浓度时,该系统可以给出不同发光响应以提醒工作人员检查并撤离,从而有助于提升矿井下作业的安全性。这一工作为实现基于OLEDs的智能照明系统提供了新的思路,有助于切实推动OLEDs照明产业的发展。

相关工作以“In-Planar-Electrodes Organic Light-Emitting Devices for Smart Lighting Applications”为题,发表在Advanced Optical Materials (DOI: 10.1002/adom.201800857)上,论文第一作者为吉林大学电子科学与工程学院博士研究生张祥,谢文法教授、张乐天教授为论文共同通讯作者。