日本九州大学制造出厚度仅为微米量级的有机发光二极管(OLED)

   日期:2019-08-16     来源:贤集网    浏览:38    
核心提示:日本九州大学的科学家们通过混合的方式将较厚的钙钛矿材料与其他较薄的有机层结合在一起,进而制造出厚度仅为微米量级的有机发光二极管(OLED)。这种设计可以降低目前高性能电视的成本,另外还具有提升其他各种显示器视角的潜力。
  日本九州大学的科学家们通过混合的方式将较厚的钙钛矿材料与其他较薄的有机层结合在一起,进而制造出厚度仅为微米量级的有机发光二极管OLED)。这种设计可以降低目前高性能电视的成本,另外还具有提升其他各种显示器视角的潜力。
 
  测试用有机发光二极管(OLED),该绿色发光二极管的发光层设计有混合型钙钛矿材料。原理上来说,OLED是一种使用有机分子层来有效地将电能转换为光能的设备。这些有机分子层虽然都是非常好的光发射材料,但在电性上看却不是非常好的导体。正是基于这样的问题,研究人员希望设计一层非常薄的层(约100纳米)来让外加电流轻易到达器件中心光发射层。



尽管这种非常薄的层需要的材料很少,但是开发设计具有无限数量像素的产品时,问题会变得非常复杂,毕竟即使产生非常微小的缺陷也可能会导致设备出现问题。另外,从该薄层的背面和正面反射的两束光通常会产生干涉,业界称为空腔效应。正是因为这种空腔效应,从OLED出发的大视角的光一定程度上会发生扭曲。


基于上述考虑,想要开发一种更厚材料同时又不受空腔效应影响的产品是非常难的。为了做到这一点,九州大学的研究人员设计使用了一种透明且具有高导电性的钙钛矿材料。九州大学国际碳中性能源研究所的首席研究员兼副教授Toshinori Matsushima说:“这些由有机和无机成分混合而成的钙钛矿材料,可以用一些廉价的原始材料制成,制作工艺和目前相应的有机材料一样。这就让钙钛矿材料和传统的OLED有机材料完美匹配。”



九州大学的这些科学家们在OLED器件的发光层中堆积了一层致密的分子。这些分子常用在OLED器件的钙钛矿层之间,其总厚度为2,000nm。这种方式获得的OLED器件具有比标准OLED器件厚10倍的有源层 - 尽管还远不到人类头发的厚度。


基于上述设计具有较厚发光层的OLED器件的效率和传统有源层较薄的OLED器件差不多。另外,这两种OLED器件的角发光效果也基本一样。不过相比之下,上述具有较厚有源层的OLED器件在传统OLED的工作电压下却不能正常发光。


“这些结果推翻了30年来人们的认识——OLED只能基于薄膜发光,同时这也为目前主要用于显示和照明的OLED器件的制造开辟了一条低成本,高可靠性并且均匀性更好的途径,” 九州大学电子学研究所的有机光子学中心主任Chihaya Adachi教授说。


科学家们也一直试图将钙钛矿直接用作发光材料,但到目前为止,基于这种设计的OLED器件的寿命都非常短。通过将钙钛矿层材料用于电流传输并维持有机材料的光发射过程,九州大学的研究团队设计出的这种OLED器件的寿命已经和传统OLED器件接近。“基于这项工作,钙钛矿这种高性能材料展示出了它多功能的一面,它不仅可以支持OLED器件发光,还可以用于其他有机电子设备,如激光、存储设备和传感器等,”Adachi预测说。

 
日期: 2019-08-16
标签: 发光二极管 二极管 OLED 纳米 能源研究所 光子学
 
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