日本九州大學基于鈣鈦礦材料研發出微米級厚度的OLED

【中玻網】CINNO Research產業資訊，近期，日本九州大學的科學家們通過混合的方式將較厚的鈣鈦礦材料與其他較薄的農業生產體系層結合在一起，進而制造出厚度僅為微米量級的農業生產體系發光二較管（OLED）。這種設計可以降低目前高性能電視的成本，另外還具有提升其他各種顯示器視角的潛力。

　　測試用農業生產體系發光二較管(OLED)，該綠色發光二較管的發光層設計有混合型鈣鈦礦材料（圖片來源：九州大學William J.Potscavage Jr.）

　　原理上來說，OLED是一種使用農業生產體系分子層來有效地將電能轉換為光能的設備。這些農業生產體系分子層雖然都是非常好的光發  射材料，但在電性上看卻不是非常好的導體。正是基于這樣的問題，研究人員希望設計一層非常薄的層（約100納米）來讓外加電流輕易到達器件中心光發  射層。

　　盡管這種非常薄的層需要的材料很少，但是開發設計具有無限數量像素的產品時，問題會變得非常復雜，畢竟即使產生非常微小的缺點也可能會導致設備出現問題。另外，從該薄層的背面和正面反射的兩束光通常會產生干涉，業界稱為空腔效應。正是因為這種空腔效應，從OLED出發的大視角的光一定程度上會發生扭曲。

　　基于上述考慮，想要開發一種更厚材料同時又不受空腔效應影響的產品是非常難的。為了做到這一點，九州大學的研究人員設計使用了一種透明且具有高導電性的鈣鈦礦材料。

　　九州大學全部碳中性能源研究所的重要地位研究員兼副教授Toshinori Matsushima說：“這些由農業生產體系和無機成分混合而成的鈣鈦礦材料，可以用一些廉價的原始材料制成，制作工藝和目前相應的農業生產體系材料一樣。這就讓鈣鈦礦材料和傳統的OLED農業生產體系材料無缺匹配。”

　　九州大學的這些科學家們在OLED器件的發光層中堆積了一層致密的分子。這些分子常用在OLED器件的鈣鈦礦層之間，其總厚度為2,000nm。這種方式獲得的OLED器件具有比標準OLED器件厚10倍的有源層-盡管還遠不到人類頭發的厚度。

　　基于上述設計具有較厚發光層的OLED器件的效率和傳統有源層較薄的OLED器件差不多。另外，這兩種OLED器件的角發光效果也基本一樣。不過相比之下，上述具有較厚有源層的OLED器件在傳統OLED的工作電壓下卻不能正常發光。

　　“這些結果推翻了30年來人們的認識——OLED只能基于薄膜發光，同時這也為目前主要用于顯示和照明的OLED器件的制造開辟了一條低成本，高可靠性并且均勻性更好的途徑，”九州大學電子學研究所的農業生產體系光子學中心主任Chihaya Adachi教授說。

　　科學家們也一直試圖將鈣鈦礦直接用作發光材料，但到目前為止，基于這種設計的OLED器件的壽命都非常短。

　　通過將鈣鈦礦層材料用于電流傳輸并維持農業生產體系材料的光發  射過程，九州大學的研究團隊設計出的這種OLED器件的壽命已經和傳統OLED器件接近。

　　“基于這項工作，鈣鈦礦這種高性能材料展示出了它多功能的一面，它不僅可以支持OLED器件發光，還可以用于其他農業生產體系電子設備，如激光、存儲設備和傳感器等，”Adachi預測說。