華南理工大學研制成功高效率有機發(fā)光二極管   來源：http://www.www.yuanweisao.com/

中照網訊 華南理工大學的研究人員設計出一種直接采用p-n結的高效率有機發(fā)光二極管(OLED)，取代在p型傳輸層與n型電子傳輸層之間夾入有機發(fā)光層(EL)的傳統途徑。

他們于國際光學工程學會的期刊(2017年2月7日, SPIENewsroom.DOI: 10.1117/2.1201611.006781)中發(fā)表其研究：“實現高性能和低成本的熒光有機發(fā)光二極管” (Realizing high-performance and low-cost fluorescent organic LEDs)，文中描述一種可直接作為發(fā)光中心的純有機p-n結。

這種平面元件是由垂直夾層于銦鍚氧化物陽極與氟化鋰/鋁陰極之間的p-型和n-型有機半導體組成，不僅比基于氧化層的元件更易制造，同時也較傳統OLED (其介面通常具有發(fā)射與傳輸層誘導通過能量阻障)具有更低的驅動電壓，“該元件的發(fā)光行為是從p型和n型材料釋放協同能量的結果，這與傳統從單分子發(fā)射器產生光的OLED不同。”

p-n結結構的OLED (pn-OLED)元件配置圖

研究人員使用1,1-bis[4-[N,N-di(p-tolyl)-amino]phen yl] 環(huán)己烷 (TAPC)作為P型半導體，以及2,4,6-tris(3-(pyridin-3-yl)phenyl)-1,3,5-triazine (TmPyTZ)作為內部開發(fā)的n型半導體，為其提供了強勁的電子吸收性能以及良好的電子傳輸能力。

由此取得的pn-OLED表現出高達12%的峰值外部量子效率(η ext)，為元件帶來20%的光輸出藕合效率，并被轉換成60%的內部量子效率(η int)，超過傳統熒光發(fā)光器的理論最大效率——25%。（在2016年，華南理工大學的研究人員便曾實現了能量轉換效率高達85 lm/W及70 lm/W的全有機綠光及黃光OLED器件。）

只要改變p-n結所使用的材料組合，就能調變其pn-OLED的發(fā)光顏色，為采用4,4',4”-tri(N-carbazolyl)triphenylamine (TCTA)作為p型傳輸層的堆疊，展示綠光pn-OLED具有高達10%以上的外部量子效率。pn-OLED需要低作業(yè)電壓，使其適用于低功耗的可攜式裝置。

p型與n型有機半導體材料的分子結構

研究人員期望將有機主動p-n結的概念擴展到其他可能的用途，包括光電探測器、電泵浦有機半導體雷射，以及有機發(fā)光二極管。