摘要：介紹了一種基于變色電致發光器件的新型交通燈設計。目前交通燈大多采用紅黃綠三色LED燈組來實現交通管制功能，本設計采用能夠伴隨其正向偏壓改變顏色的電致發光器件做交通燈燈組，且使用單片機控制，其結構相對簡單，能有效降低制造成本，方便架設與維護。
關鍵詞：變色；電致發光器件；LED；交通燈；單片機

引言
電致發光是一種使電能直接轉變為光能的過程。與傳統的陰極射線管(CRT)、等離子體顯示(PDP)、液晶顯示(LCD)相比，電致發光顯示具有響應速度快、顯示精度高、視角大(接近180°)等優點。電致發光器件結構簡單，易實現商品化。基于電致發光效應的器件目前以有機EL(有機聚合物電致發光器件)和LED(光發射二極管)為主，大有取代傳統的廣泛用于電信及PC領域的CCFL背光的趨勢。兩者在激發和發光機制上沒有本質的不同，都是在電激發下分別從2個電極注入的空穴和電子復合形成單重態激子，激子經過衰減后發光，只是制作器件的方法和材料的玻璃化溫度有明顯的差異。
交通在人們的日常生活中占有重要的地位，交通信號燈的出現使交通得以有效管制，對于疏導交通流量、提高道路通行能力、減少交通事故有明顯效果。近年來，隨著技術的不斷成熟和成本的不斷下降，電致發光器件也廣泛應用于交通燈的設計和制造。目前使用較多的是無機單色LED，需用紅、黃、綠3種顏色的LED燈組才能完整地制造出交通燈。本文提出一種基于變色電致發光器件的新型交通燈設計方案，能有效地提高交通燈的效率和可靠性，降低制造和架設成本。

1 變色電致發光器件及工作原理
一般EL結構如圖1所示。1990年，J．H．Burroughes等人以共軛高分子PPV聚合物為發光材料制成了第1個聚合物電致發光器件，之后大量的聚合物發展成為電致發光材料，例如以含鋱絡合物單體(Tb(acac)2(AA)pllen)為發射層，芳香族二胺類衍生物TPD為空穴傳輸層(結構式如圖2所示)，IT0(銦2錫氧化物)導電玻璃為陽極，金屬鋁為陰極制作的電致發光器件(結構如圖3所示)。聚合物用作電致發光材料有顏色可調，易通過旋涂、浸涂等制成大面積薄膜等優點。

結構為IT0／TPD／Tb(acac)2(AA)phen／Al的有機薄膜電致發光器件具有變色電致發光的特征。以IT0接電源正極，Al接負極，加正向直流偏壓時，隨電壓增加，開始時電流增加緩慢，近乎線性，此時器件不發光。電壓增至6 V時，電流開始顯著增大，此時器件發出微弱的光，在暗處才能觀察到。隨電壓進一步加大，電流急劇上升，發出的光數米之外均清晰可見。而加反向偏壓時，器件不發光。隨著正向偏壓的加大，EL器件發出的光顏色也跟著變化。電壓為14 V時，觀察到的是藍紫光；當電壓升高到20 V時，觀察到的是藍綠光；當電壓最后達到23 V時，觀察到的是綠光。通過測定不同電壓下的電致發光譜，得知該器件變色發光是由于空穴傳輸層較厚，使得TPD和Tb(acac)2(AA)phen都出現電致發光。電壓不同，它們發光的強度比發生變化，故可觀察到電致發光顏色變化。在此基礎上，荷蘭飛利浦公司提出了具有EL結構的LED的設計思想，Osram公司設計了一系列變色電致發光LED，其中LW_A6SG_Pb型為紅黃藍三色型，改變正向偏壓即可實現紅黃藍三色的漸變。