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碳基功能材料与器件高技术研究重点实验室-廖良生教授课题组

用于体三维显示的有机固态发光光源研究

负责人项目类别开始时间结束时间
廖良生面上项目2012-012015-12
项目摘要

       体三维显示技术以"体素"作为光学图像信息显示的基本要素,是一种能够在具有宽度、高度和深度的真实三维空间内进行图像信息再现的技术。它在国防、军事、科研、健康、生产等众多领域中有重要的应用前景。目前主动发光式的体三维显示器采用嵌有LED器件的阵列平板来旋转出三维显示空间。由于LED阵列的密度难以提高,这种方法无法产生高清晰度体三维显示。本项目提出采用高亮度的级联有机发光二极管(Tandem OLED)来构建体三维显示技术中所用到的高分辨率扫描屏。如采用级联OLED制备体三维显示器的扫描屏,则扫描屏无须通过单个LED器件的镶嵌来制备,且可同时满足体三维显示器对分辨率、亮度、响应时间和工作寿命的要求。本项目将对级联OLED器件的新颖结构进行重点研究,力求解决器件中的关键物理问题,为体三维显示技术的发展提供一个解决主动发光光源的新方案,从而为我国自主研究高性能的体三维显示技术做出贡献。
       随着信息量的极速膨胀,信息显示技术急需迅速发展。传统的二维平面显示,诸如:液晶显示器(LCD)和有机光电显示器(OLED),已经无法满足人类的需求。因此,三维视觉正在逐步为人类所重视。体三维显示技术是重要的三维显示技术之一。该技术以“体素”作为图像信息显示的基本要素,能够在具有宽度、高度和深度的真实三维空间内进行图像信息再现的技术。由大量分散体素构成的三维图像浮现在真实的三维空间时,就像是一个现实的三维物体一样,可多人多角度,同时裸视观察。因此该技术是一种比较理想的三维显示方式,具有深入研究的价值和意义。目前主动发光式的体三维显示器采用嵌有 LED器件的阵列平板来旋转出三维显示空间。由于 LED 阵列的密度难以提高,这种方法无法产生高清晰度体三维显示。因此,本项目首次提出了采用高亮度的级联有机发光二极管(Tandem OLED)来构建体三维显示技术中所需高分辨率扫描屏的设想。为了实现这一设想,首先要解决的关键问题是如何制备可满足体三维显示所需高亮度、高效率的级联有机发光二极管。本项目对级联 OLED 器件的新颖结构进行了重点研究,进一步认识了内部连接层中的载流子产生和往相邻 EL 单元的注入机理,并设计出了具有产业化价值的内部连接层新型界面结构。理解了材料的光学透射率对具有多个 EL 单元的级联 OLED 的重要影响。初步认识了级联 OLED 中的热效应。成功制备了发光单元 N=6 的级联 OLED,获得了高亮度和长寿命的性能。在80 mA/cm2电流密度条件下,亮度超过80,000 cd/m2;在150 mA/cm2电流密度条件下,亮度超过270,000 cd/m2。在1,000 cd/m2初始亮度条件下,半亮度寿命T50的外推值超过240,000小时。该新型光源具有亮度高、热耗低,寿命长的特点,为体三维显示技术的发展提供了一个解决主动发光光源的新方案,对三维显示技术的研究提供了一条具有潜在应用价值的新途径。 通过全体人员的共同努力,我们在原计划基础上,还相应地拓宽了研究范围,将本项目的研究与国家科技部 “863” 计划重大项目课题的研究进行互补结合。共发表已标注的SCI论文 31 篇(原计划15篇),申请专利 12 项(原计划5项),培养毕业研究生9人(原计划5人)。