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可门控的有机发光二极管(OLED)

日期:2016-12-01

继C. W. Tang等人在 1987年发明了有机发光二极管(OLED)之后,随着材料的进步,工艺的优化以及器件结构的多功能化,OLED 技术在照明和显示市场中得到了广泛的发展及应用。当前OLED技术正向着低成本,低能耗,高效率,重量轻等特点发展。现有的OLED显示器技术是采用低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS-TFT)电路来驱动OLED像素。然而低温多晶硅薄膜晶体管的加工工艺复杂, 温度高,一致性差,良率低,导致OLED显示器的制作成本高,大尺寸化困难。

 

 

原子纳米公司李华平博士团队的研究人员,基于半导体电化学掺杂的机理,研制开发出新型电解质调控的OLED有机发光二极管。该器件由下至上以透明导电玻璃ITO为阳极,PEDOT:PSS为空穴传输层,超级黄色聚合物(SY, 聚对亚苯基亚乙烯基的衍生物)为有机发光层,多孔性铝为阴极,它们构成一个高分子发光二极管。在高分子发光二极管的多孔性铝上面,旋涂一层聚电解质和蒸镀一层门电极,从而在一个高分子发光二极管上形成一个电容器。其中聚电解质由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),聚(环氧乙烷)(PEO)和三氟甲磺酸锂组成。当对门电极施加正电压时,阴离子和阳离子分别向门极和多孔性铝阴极迁移。阳离子穿过多孔性铝阴极到达SY界面层,稳定电化学掺杂的SY,与阴极形成欧姆接触,进而促进了电子的注入,从而通过控制门电压达到对高分子发光二极管电流密度和亮度的调控。以阴极接地,对OLED的阳极施加正电压(7V), 门电压从0V 调到9V,  其亮度可从 <1 Cd/m2 调控至>4000 Cd/m2。以电解质门控的OLED为像素的有源矩阵显示器,可灵活显示由0.7mm像素栅极组成的5×5矩阵以及不同字母而不需要额外的驱动薄膜晶体管。

作为一种结构简单,集电容器,晶体管和发光二极管等多重功能为一体的器件,它极大的减少了生产成本。这些优势使介电可控OLED技术,满足了OLED显示器低成本和可规模化制造的需求。这种多种功能的紧凑集成,使得器件在低功率和低电压下发挥高性能,从而提高了有机材料的寿命和稳定性。因而可调控的OLED技术,将彻底改变目前的OLED显示屏制造工艺。相关工作发表在Advanced Materials Technologies (DOI: 10.1002/admt.201600103)上。(MaterialsViews)

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