CINNO外媒資訊 有機發光二極管（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（發光層，Emitting Layer）沉積溫度以改善其熱力學穩定性。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。”

玻璃轉化溫度

高亮度OLED規模化生產的挑戰是如何妥善調整亮度和壽命這兩個相互牽制的參數：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發光材料，或者使用各種光學技術來改進OLED疊層以優化光取出效率（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規模。

最近發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大學的科學家研究了另外一個變量：OLED中的有機發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“超穩定”的玻璃態膜層，它具有較高的熱動力學穩定性，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：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。

該團隊發現，使用超穩定玻璃態膜層（即，在接近0.85Tg的溫度下沉積膜層）的四種不同磷光發射材料中任何一種，其外量子效率和“LT70”壽命相對于用常規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定玻璃態膜層可以提升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射層的發射效率。

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，“超穩定玻璃態膜層的應用在提升不同有機電子器件或系統的性能方面極具潛力”。（CINNO外媒編輯山海觀編譯）