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石墨烯OLED能否为消费市场带来灵活的显示效果?

助工
2018-10-16 10:40:59    评分

最近,韩国的研究人员在NPG亚洲材料杂志上发表了他们关于新OLED堆栈的工作。这种新型OLED不仅具有超灵活性,而且效率极高。这对新型OLED意味着什么?我们是否会在产品中看到更多的OLED?

通用OLED

OLED(有机LED)是可以使用电流和电致磷光有机材料产生光的装置。

与诸如LCD和LED显示器的其他显示技术相比,OLED具有许多优点。这些优点包括不使用背光(允许真正的黑色图像),更高的效率(因为不需要背光),更薄的显示器,更快的刷新率和弯曲的显示器。

这些OLED由夹在一起的单个层制成:

  • 基板 - OLED所在的外层(可以是塑料,玻璃等)

  • 阳极 - 这是堆栈的正极

  • 有机层 - 位于阳极顶部,由有机分子和键或导电聚合物组成

  • 导电层 - 位于有机层上方,用于将“空穴”从阳极传输到发光层

  • 发光层 - 该层包含电磷光有机分子

  • 阴极 - 这是堆叠的负电极

 

构建典型的OLED。图片由  Newhaven Display提供

 

OLED可以提供出色的图像而不需要背光,但它们确实存在固有的问题。

首先,由于其导电性和光学透明性,OLED需要用于阳极,氧化铟锡(ITO)的稀有材料

其次,铟锡氧化物相当脆,并且不能与柔性显示器很好地工作,使其不适合柔性显示器。OLED还具有低外部量子效率(EQE),并且随着输出发光增加,效率变得更差(效率滚降)。

第三,由于使用ITO阳极,OLED的预期寿命远低于LCD技术。氧化铟锡分子可以雾化并扩散到发光层中,这阻止了光的发射(因为ITO捕获产生光所需的电荷)。

但这些问题一直受到韩国团队的挑战,他们已经建立了OLED堆栈,这可能是灵活高效显示器未来的关键。

 

新的OLED堆栈

浦项科技大学的 Tae-Woo Lee领导的韩国团队创造了一个OLED堆栈,解决了目前大多数OLED问题。他们的OLED堆栈非常灵活,不依赖于氧化铟锡,并且与目前的OLED技术相比非常有效。

首先,该OLED正在利用新的裂纹材料石墨烯来代替氧化铟锡阳极。石墨烯不仅非常光学透明,而且非常灵活,非常适合柔性显示器。与氧化铟锡不同,石墨烯不易雾化并扩散到发光层中,这增加了OLED叠层的寿命。

 

石墨烯坚固,导电,透明。图片由AlexanderAlUS [ CC BY-SA 3.0 ]提供。

 

OLED堆叠还使用彼此堆叠的两个电磷光层来提高发光电流效率。然而,沉积两个堆叠发光层所需的额外层需要高温化学沉积,这会损坏现有的基板层。为了克服这个问题,研究人员开发了一种电荷生成层(CGL)。

 

典型的OLED叠层(a)与新的OLED叠层(b)相比。图片由  NPG Asia Materials提供

 

这种电荷生成层在OLED堆栈中势在必行有两个原因:

  1. 与典型的化学气相沉积不同,它适用于低温

  2. 它有助于通过堆栈携带和注入电荷。

虽然还有其他OLED使用石墨烯阳极,但这种OLED堆栈确实脱颖而出,其高效率和高效率的滚降。典型的单层石墨烯基OLED具有32.7%的外部量子效率。相比之下,这种OLED的半球形透镜效率高达45.2%和87.3%。

 

新型柔性OLED的演示。图片由  NPG Asia Materials提供

 

OLED的未来

那么这对未来的OLED意味着什么呢?

最近,  OLED显示器变得更便宜,使它们对消费者市场更具吸引力。目前市场上的显示器根本不是非常灵活,这意味着这种柔性显示器的市场仍然存在很大差距。透明显示器也是公司一直在努力为消费市场开发的技术(例如,半导体公司三星的OLED透明显示器)。

如果能够进一步探索这项技术并使其更加“大规模生产”,我们可以看到柔性显示器的推出具有更高的电池寿命,更好的透明度和更低的成本。




关键词: 石墨烯     OLED     半导体     IC    

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