​导读

据德国马克思普朗克聚合物研究所官网近日报道，该研究所的研究人员开发出一种仅由通过两个电极供电的单层组成的OLED。这样不仅简化了OLED的生产，也为可印刷的显示屏铺平了道路。

背景

发光二极管（LED）是由含镓（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）等的化合物制成。然而，有机发光二极管（OLED）却不含这些无机半导体材料，而是含有碳元素为主要成分的有机化合物。

OLED显示屏（图片来源：Fraunhofer FEP）

可是，与传统的LED相比，目前OLED的亮度较低且寿命较短，这正是它们当前被研究的原因。

（图片来源：维基百科）

创新

近日，德国马克思普朗克聚合物研究所（MPI-P）的科学家们在课题组长 Gert-Jan Wetzelaer （Paul Blom 教授所在的部门）开发出一种新的OLED概念。

如今，OLED都是由各种不同的晶圆薄度的层组成。某些层用于传输电荷，而其他层用于将电子有效地导入到产生光线的活性层中。因此，目前的OLED多半是由五到七层组成。

现在，研究人员们开发出一种仅由通过两个电极供电的单层组成的OLED。这样不仅简化了OLED的生产，也为可印刷的显示屏铺平了道路。

在美因茨开发的首个OLED原型产品显示MPI-P的标志（图片来源：MPI-P）

技术

美因茨的科学家们通过首个原型产品，展示了他们可以通过仅2.9伏的电压生成亮度达1万坎德拉/平方米的发射光。这个亮度是现代显示屏的约100倍。在这么低的电压下实现这么高的亮度，是目前OLED的一项记录。

研究人员们可以测量到的外部效率达19%，这意味着供应的电能有19%转化为了光线，这些光线从观察者的方向照射出来。有了这个值，OLED原型产品也可以与目前五层甚至更多层组成的OLED相竞争。

在连续的操作中，研究人员们能够在亮度相当于现代显示器10倍的条件下，测量到所谓的“LT50寿命”几乎是两千小时。在这个时间内，亮度下降到初始值的50%。

Wetzelaer 表示：“未来，我们希望能够进一步改善这个概念，从而实现更长的寿命。这意味着，这个概念将用于工业用途。”科学家们希望他们新开发的单层概念（换句话说，复杂度降低的OLED），将有助于识别和改善会减少寿命的工艺。

科学家们正在使用一个基于所谓的“热激活延迟荧光（TADF）”材料的发光层。这种物理原理已经有几十年的历史了，但是变成OLED研究的焦点还是在大约十年之前，科学家们在日本演示了电能到光能的高效转换。从那时起，科学家们一直在致力于制造基于TADF的OLED，因为这些OLED不需要昂贵分子配合物，这些分子配合物含有目前OLED所使用的稀土金属。

关键字

显示屏、OLED、有机电子

参考资料

【1】Naresh B. Kotadiya, Paul W. M. Blom, Gert-Jan A. H. Wetzelaer. Efficient and stable single-layer organic light-emitting diodes based on thermally activated delayed fluorescence. Nature Photonics, 2019; DOI: 10.1038/s41566-019-0488-1

【2】http://www.mpip-mainz.mpg.de/presse/pm-en-2019-09