用于体三维显示的有机固态发光光源研究

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）。