華南理工大學(xué)研制成功高效率有機(jī)發(fā)光二極管   來源：http://www.cc10085.com/

中照網(wǎng)訊 華南理工大學(xué)的研究人員設(shè)計(jì)出一種直接采用p-n結(jié)的高效率有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)，取代在p型傳輸層與n型電子傳輸層之間夾入有機(jī)發(fā)光層(EL)的傳統(tǒng)途徑。

他們于國(guó)際光學(xué)工程學(xué)會(huì)的期刊(2017年2月7日, SPIENewsroom.DOI: 10.1117/2.1201611.006781)中發(fā)表其研究：“實(shí)現(xiàn)高性能和低成本的熒光有機(jī)發(fā)光二極管” (Realizing high-performance and low-cost fluorescent organic LEDs)，文中描述一種可直接作為發(fā)光中心的純有機(jī)p-n結(jié)。

這種平面元件是由垂直夾層于銦鍚氧化物陽極與氟化鋰/鋁陰極之間的p-型和n-型有機(jī)半導(dǎo)體組成，不僅比基于氧化層的元件更易制造，同時(shí)也較傳統(tǒng)OLED (其介面通常具有發(fā)射與傳輸層誘導(dǎo)通過能量阻障)具有更低的驅(qū)動(dòng)電壓，“該元件的發(fā)光行為是從p型和n型材料釋放協(xié)同能量的結(jié)果，這與傳統(tǒng)從單分子發(fā)射器產(chǎn)生光的OLED不同。”

p-n結(jié)結(jié)構(gòu)的OLED (pn-OLED)元件配置圖

研究人員使用1,1-bis[4-[N,N-di(p-tolyl)-amino]phen yl] 環(huán)己烷 (TAPC)作為P型半導(dǎo)體，以及2,4,6-tris(3-(pyridin-3-yl)phenyl)-1,3,5-triazine (TmPyTZ)作為內(nèi)部開發(fā)的n型半導(dǎo)體，為其提供了強(qiáng)勁的電子吸收性能以及良好的電子傳輸能力。

由此取得的pn-OLED表現(xiàn)出高達(dá)12%的峰值外部量子效率(η ext)，為元件帶來20%的光輸出藕合效率，并被轉(zhuǎn)換成60%的內(nèi)部量子效率(η int)，超過傳統(tǒng)熒光發(fā)光器的理論最大效率——25%。（在2016年，華南理工大學(xué)的研究人員便曾實(shí)現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)換效率高達(dá)85 lm/W及70 lm/W的全有機(jī)綠光及黃光OLED器件。）

只要改變p-n結(jié)所使用的材料組合，就能調(diào)變其pn-OLED的發(fā)光顏色，為采用4,4',4”-tri(N-carbazolyl)triphenylamine (TCTA)作為p型傳輸層的堆疊，展示綠光pn-OLED具有高達(dá)10%以上的外部量子效率。pn-OLED需要低作業(yè)電壓，使其適用于低功耗的可攜式裝置。

p型與n型有機(jī)半導(dǎo)體材料的分子結(jié)構(gòu)

研究人員期望將有機(jī)主動(dòng)p-n結(jié)的概念擴(kuò)展到其他可能的用途，包括光電探測(cè)器、電泵浦有機(jī)半導(dǎo)體雷射，以及有機(jī)發(fā)光二極管。