光学和光子学

厚的OLED也可以具有高发光效率

字号+ 作者:admin 来源:小丑鱼-分享科普知识 2019-12-09 13:41

研究人员通过结合有机薄膜和有机无机钙钛矿传输层,制造出了高性能的厚有机发光二极管(OLED)。具有与参考薄OLED相同的发光效率的材料,可用于制造价格合理的显示器和屏幕,这些显示器和屏幕在所有视角下均发出相同的颜色。 OLED利用有机分子层将电有效地转化为光。有机层位于两个电极之间,其中

  研究人员通过结合有机薄膜和有机无机钙钛矿传输层,制造出了高性能的厚有机发光二极管(OLED)。具有与参考薄OLED相同的发光效率的材料,可用于制造价格合理的显示器和屏幕,这些显示器和屏幕在所有视角下均发出相同的颜色。

  OLED利用有机分子层将电有效地转化为光。有机层位于两个电极之间,其中一个通常是透明的。它们是下一代显示器和照明应用的理想选择,但问题是它们必须制造得薄至100 nm左右。这是因为有机分子虽然是极好的光发射器,但通常是不良导体。只有这样的薄层才能将电传输到设备的中央有源发光部分。

厚的OLED也可以具有高发光效率

  薄层的缺点是它们不能完全覆盖基板上的缺陷和残留物。这些缺陷在电极之间产生分流路径。分流路径是令人讨厌的,因为通过它们,电荷载流子绕过有机层而不重组而产生光。在电短路的情况下,这导致效率低下或什至是整个设备故障。而且,在薄层的正面和背面之间反射的光会产生空腔效应,该空腔效应会在大视角下扭曲发射颜色。

  制作更厚的膜

  较厚的有机传输层可能是解决此问题的方法,但层越厚,驱动电压就越高。

  尽管研究人员已经尝试使用有机单晶制造厚的OLED,但无法批量生产。他们还尝试化学掺杂有机层以增加其电导率,但是降低电致发光效率的其他光吸收带出现在材料中。

  日本九州大学的一个研究小组说,现在它可能已经找到了解决这一挑战的方法-通过使用有机无机钙钛矿甲基铵氯化铅CH 3 NH 3 PbCl 3 (MAPbCl 3)代替有机分子作为传输层。在他们的设备中,研究人员在钙钛矿层之间夹了一层通常用于OLED中的发光分子。因此,他们能够将有源MAPbCl 3 层的总厚度增加到2000 nm,这是标准OLED厚度的10倍以上,而无需高驱动电压。

  膜还具有低的表面粗糙度,这意味着它们可以更好地覆盖基底并抑制可怕的分流路径的形成。它们也不吸收可见区域的光,这就是为什么可以将它们用于制造更厚的OLED而又不影响内部电致发光量子效率的原因。

  由于薄膜的X射线衍射图和吸收光谱,研究人员还证实薄膜即使在11天后仍可在空气中稳定。他们说,另一个不可忽视的优势是,使用这些薄膜制成的OLED可能更便宜,因为它们的成本低于有机材料。

  推翻30年的思考

  到目前为止,研究人员主要使用钙钛矿作为发光体,该钙钛矿具有ABX 3 结构,其中A是铯和甲基铵(MA)或甲ami(FA),B是铅或锡,X是氯,溴或碘。这是因为由于它们的可调带隙,它们可以吸收很宽的太阳光谱波长范围的光。但是,在这项工作中,日本团队将它们仅用于电力传输-它们在这方面也非常好,因为电荷载流子可以快速漫长地扩散通过它们-并且将有机分子保留在发光部分。通过这种方式,它能够生产出具有与参考薄OLED相同的发光效率的厚器件。

  团队负责人Chihaya Adachi表示:“这些结果颠覆了30年来的想法,即OLED仅限于薄膜,并为低成本,可靠且统一的OLED显示和照明制造开辟了新途径。” “基于这项工作,钙钛矿将以一种新的视角被视为一种多功能,高性能的材料,不仅可以支持OLED,而且还可以支持其他有机电子设备,例如激光器,存储设备和传感器。”

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