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基于石墨烯的透明电极用于高效柔性OLED环亚ag平台

来源:http://teplogrx.cn 责任编辑:ag88环亚娱乐 2019-04-06 11:18

薄而轻巧的计算机即使像一张纸一样卷起来也不会在遥远的未来。基于塑料基板的柔性有机发光二极管(OLED)最近受到更多关注,因为它们可用于下一代显示器,其可在仍然操作的情况下弯曲或卷起。

基于石墨烯的透明电极用于高效柔性OLED环亚ag平台

由KAIST电气工程学院的Seunghyup Yoo教授领导的韩国研究团队和浦项科技大学材料科学与工程系的Tae-Woo Lee教授开发了高灵活的OLED,效率极高。使用石墨烯作为透明电极(TE),其置于二氧化钛(TiO 2)和导电聚合物层之间。研究结果于2016年6月2日在Nature Communications上在线发表。

OLED在玻璃,箔或塑料基板上堆叠成若干超薄层,其中多层有机化合物夹在两个电极(阴极和阳极)之间。当跨电极施加电压时,来自阴极的电子和来自阳极的空穴(正电荷)相互吸引并在发光层中相遇。当电子与正空穴复合时,OLED发光,以光子的形式释放能量。OLED中的一个电极通常是透明的,并且取决于哪个电极是透明的,OLED可以从顶部或底部发射。

在传统的底部发射OLED中,阳极是透明的,以便发射的光子通过其衬底离开器件。氧化铟锡(ITO)通常用作透明阳极,因为它具有高透明度,低薄层电阻和完善的制造工艺。然而,ITO可能是昂贵的,而且是脆性的,易受弯曲引起的裂缝形成的影响。

石墨烯是一种二维薄的碳原子薄层,在六角形蜂窝状晶格中紧密结合在一起,最近已成为ITO的替代品。凭借出色的电学,物理和化学性质,其原子薄度导致高度的灵活性和透明度,使其成为TE的理想候选者。尽管如此,迄今为止报道的基于石墨烯的OLED的效率充其量仅为基于ITO的OLED的相同水平。

作为解决方案,韩国研究团队进一步包括KAIST的教授Sung-Yool Choi(电气工程)和Taek-Soo Kim(机械工程)及其学生,他们提出了一种新的器件架构,可以最大限度地提高基于石墨烯的效率。有机发光二极管。他们制造了一种复合结构的透明阳极,其中具有高折射率(高n)的TiO 2层和具有低折射率(低n)夹层石墨烯电极的导电聚合物的空穴注入层(HIL)。这是一种光学设计,可引起高n和低n层之间的协同协作,从而提高TE的有效反射率。结果,最大化了光学腔谐振的增强。光学腔谐振与OLED中的效率和色域的改善有关。

在这种方法下,基于石墨烯的OLED表现出40.8%的超高外量子效率(EQE)和160.3lm / W的功率效率,这在使用石墨烯作为TE的那些中是前所未有的。此外,这些装置保持完好并且即使在曲率半径小至2.3mm的1,000次弯曲循环之后也能良好地运行。这对于包含诸如TiO 2的氧化物层的OLED是显着的结果,因为氧化物通常是脆性的并且即使在相对低的应变下也易于弯曲诱导的断裂。研究小组发现,TiO2具有裂纹 - 偏转增韧机制,可以防止弯曲引起的裂纹容易形成。

Yoo教授说:“与以前的基于石墨烯的OLED相比,这项技术的独特性和先进性是高指数和低指数层的协同合作,能够对共振效应和SPP损失进行光学管理,从而显着提高效率,在灵活性方面都很少妥协。“ 他补充说:“我们的工作是合作研究的成果,超越了不同领域的界限,我们经常通过这些领域找到有意义的突破。”

李教授说:“我们希望我们的技术将为开发高灵活性和可穿戴显示器的OLED光源铺平道路,或者可以附着在人体上进行健康监测的柔性传感器。

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