CINNO外媒資訊 有機發(fā)光二極管（OLED）作為顯示面板，正大舉進入智能手機和高端電視市場，并有望在隨后幾年獲得更大增長。但是，將其應用空間擴展到汽車照明和頭戴式顯示器（HMD）等要求更為苛刻的新興市場則需要OLED在亮度和使用壽命方面的進一步提升。這一要求又進一步讓許多實驗室投入更多精力，從器件設計和新材料等層面改善OLED以期獲得最大的回報。

來自西班牙和德國的一個研究團隊現(xiàn)在提供了一種極其簡單的方法，能提高各種不同的OLED器件的效率和穩(wěn)定性15％以上，而且不需要改變材料或器件結構。這個研究團隊的方法主要是通過調整各種類型OLED的功能層（發(fā)光層，Emitting Layer）沉積溫度以改善其熱力學穩(wěn)定性。研究人員認為，該技術憑借其簡單通用的特性可以被用于“在不限定使用材料的前提下，最大限度地提高OLED的性能?！?/p>

玻璃轉化溫度

高亮度OLED規(guī)?；a(chǎn)的挑戰(zhàn)是如何妥善調整亮度和壽命這兩個相互牽制的參數(shù)：通常OLED越亮，其使用壽命越短。為了解決這個問題從而制作出兼具長壽命前提下的高穩(wěn)定性和高量子效率（亮度提升）的OLED，各個不同研究團隊都在嘗試使用更好的OLED發(fā)光材料，或者使用各種光學技術來改進OLED疊層以優(yōu)化光取出效率（外量子效率，EQE）。但是，這些方法只適用于個別類型的OLED器件設計，而且在很大程度上取決于成本和量產(chǎn)規(guī)模。

最近發(fā)表研究成果的研究團隊中，來自西班牙巴塞羅那自治大學和德國德累斯頓工業(yè)大學的科學家研究了另外一個變量：OLED中的有機發(fā)光層實際上是如何生長的。在思考這個問題時，研究人員從其近來的物理氣相沉積（PVD，Physical Vapor Disposition）工作中獲得了提示，PVD是用于OLED各層沉積的主要技術。這項工作表明，在大約85％的玻璃轉化溫度（Tg）下，可以通過減慢沉積過程形成“超穩(wěn)定”的玻璃態(tài)膜層，它具有較高的熱動力學穩(wěn)定性，能夠承受大量其他熱力學的波動。

OLED器件壽命和亮度

這些優(yōu)勢能否提升OLED的亮度和壽命？為了找到答案，研究小組選擇了一個簡單的OLED疊層設計，該設計包括兩個具有“技術上可行的”玻璃轉化溫度的有機層，一個同時充當發(fā)射層（EML）和電子傳輸層（ETL），另一個充當空穴傳輸層（HTL）。研究者利用物理氣相沉積技術在不同的沉積溫度下制造紅色，綠色和藍色的OLED器件，并測試了兩個原型OLED的參數(shù)：亮度100cd / m2下的外量子效率（EQE）和“LT70”壽命，其中“LT70”是器件亮度降至初始值70％所用的時間。

該團隊發(fā)現(xiàn)，使用超穩(wěn)定玻璃態(tài)膜層（即，在接近0.85Tg的溫度下沉積膜層）的四種不同磷光發(fā)射材料中任何一種，其外量子效率和“LT70”壽命相對于用常規(guī)淬火膜層制成的參考樣品都有超過15％的提升。對于另外一些樣品來說，改善效果會更好，例如藍色測試OLED的EQE值比參考器件高出163％;綠色和紅色OLED樣品的“LT70”壽命比參考樣品分別高出大概86％和119％（或更多）。

OLED的未來

研究人員還就為什么使用超穩(wěn)定玻璃態(tài)膜層可以提升OLED器件的量子效率進行了詳細的分析。他們能夠排除一些因素的影響，如發(fā)射極偶極矩方向等其他因素的溫度依賴性。這項研究表明，EQE的提升可以追溯到納米級別激子動力學的差異，這種差異能夠改善發(fā)射層的發(fā)射效率。

該團隊指出，雖然“這種方式的提升看起來可能是漸進式的”，但它可以應用于各種各樣的OLED疊層和器件設計，因此可以助力開發(fā)新材料以改善OLED性能。這些新材料包括所謂的熱激活延遲熒光TADF（Thermally Activated Delayed Fluorescence）OLED，業(yè)界和科研領域正積極探索TADF技術以改善器件中的激子收集效率。研究人員認為，“超穩(wěn)定玻璃態(tài)膜層的應用在提升不同有機電子器件或系統(tǒng)的性能方面極具潛力”。（CINNO外媒編輯山海觀編譯）