特別厚的有機發(fā)光二極管解決了嘮叨問題

九州大學的研究人員將薄有機層與厚層混合鈣鈦礦相結合，開發(fā)出厚度為微米的有機發(fā)光二極管，可以在不久的將來提高高性能顯示器和電視的可承受性和視角。

有機發(fā)光二極管(OLED)使用有機分子層來有效地將電轉換成光。這些分子雖然是很好的發(fā)射器，但通常是很差的電導體，因此游戲的名稱很薄 - 如100納米，或約為人類頭發(fā)厚度的1/500。只有使用這種薄層才能很容易地將電流到達設備中間發(fā)生的地方。

盡管極薄的層受益于僅需要少量材料，但是這種薄膜的使用使得數(shù)百萬像素的可靠制造復雜化，因為極小的缺陷會導致器件故障。此外，在薄層的正面和背面之間反射的光通常導致相互作用 - 稱為腔效應 - 在大視角下略微扭曲發(fā)射顏色。

因此，挑戰(zhàn)在于使裝置更厚，同時避免有機物的缺點。為此，九州大學的研究人員轉向另一類稱為鈣鈦礦的材料，這些材料由其獨特的晶體結構決定。

“盡管鈣鈦礦最近作為太陽能電池中的光吸收層受到了極大的關注，但一些鈣鈦礦實際上是透明的，同時也具有高導電性，”九州國際碳中性能源研究所副教授松島利信說。大學和自然論文的首席研究員宣布了新的結果。

九州大學的研究人員開發(fā)了厚有機發(fā)光二極管(OLED)，以減輕制造限制并改善視角。有機發(fā)光層含有顯示有效磷光或熱活化延遲熒光(TADF)的分子。金屬鹵化物鈣鈦礦層是透明的并且易于攜帶電，放置在有機層的兩側。微米厚的OLED具有高達40%的非常高的外部量子效率。發(fā)射光譜與具有適當鈣鈦礦厚度的OLED的視角無關，有助于OLED顯示器在各種視角下沒有發(fā)射顏色失真。圖片來源：九州大學Toshinori Matsushima

“此外，基于有機和無機成分混合物的鈣鈦礦可以使用與有機物相同的制造工藝從低成本原材料加工，使鈣鈦礦和有機物完美匹配。”

在他們的設備中，研究人員將夾層的發(fā)光層夾在鈣鈦礦層之間，總厚度為2,000納米。得到的器件具有比典型OLED厚10倍的有源層 - 盡管仍然是人類頭發(fā)寬度的一小部分。

厚器件表現(xiàn)出與參考薄OLED相似的效率，同時從每個視角也具有相同的顏色。另一方面，基于厚有機層的OLED在類似的工作電壓下不發(fā)光。

九州大學中心主任Chihaya Adachi教授說：“這些結果推翻了30年來人們認為OLED僅限于薄膜，并開辟了基于OLED的顯示器和照明的低成本，可靠和統(tǒng)一制造的新途徑。”有機光子學與電子學研究。

雖然研究人員也一直試圖將鈣鈦礦直接用作發(fā)光體，但到目前為止，這些器件的使用壽命一直很短。通過將發(fā)射過程保持在有機材料中并使用鈣鈦礦僅用于輸送電力，九州團隊實現(xiàn)了厚設備和參考OLED的相似壽命。

“基于這項工作，鈣鈦礦將被視為多功能，高性能材料，不僅可以支持OLED，還可以支持其他有機電子設備，如激光，存儲設備和傳感器，”Adachi預測說。