物理學家使用納米結(jié)構(gòu)來釋放光子以獲得高效的白色OLED

由于過去三十年的深入研究，有機發(fā)光二極管(OLED)一直在穩(wěn)步征服電子市場 - 從OLED手機顯示器到推出電視屏幕，應用列表很長。

目前的OLED研究尤其側(cè)重于改善用于照明元件(例如天花板或汽車內(nèi)部照明)的白色OLED的性能。這些組件在穩(wěn)定性，角度發(fā)射和功率效率方面受到更嚴格的要求。

由于發(fā)光二極管僅產(chǎn)生單色光，因此制造商使用各種加色混合工藝來產(chǎn)生白光。

自從20世紀90年代首次開發(fā)白色OLED以來，已經(jīng)進行了許多努力以在實際亮度水平下實現(xiàn)平衡的白色光譜和高發(fā)光效率。然而，沒有額外的外耦合技術(shù)的白色OLED的外部量子效率(EQE)目前只能達到20%到40%。大約20%的生成的光粒子(光子)仍然被困在器件的玻璃層中。其原因是顆粒在玻璃和空氣之間的界面處的全內(nèi)反射。進一步的光子在有機層中被波導，而其他光子最終在與頂部金屬電極的界面處損失。

已經(jīng)研究了許多方法來從OLED中提取被捕獲的光子。由德累斯頓工業(yè)大學的Simone Lenk博士和Sebastian Reineke教授領(lǐng)導的國際研究小組現(xiàn)在提出了一種釋放光粒子的新方法，

物理學家引入了一種簡便，可擴展且特別是無光刻的方法，用于生成具有方向隨機性和維度順序的可控納米結(jié)構(gòu)，顯著提高了白色OLED的效率。納米結(jié)構(gòu)通過反應離子蝕刻產(chǎn)生。這具有以下優(yōu)點：可以通過調(diào)整工藝參數(shù)來特定地控制納米結(jié)構(gòu)的形貌。

為了理解所獲得的結(jié)果，科學家們開發(fā)了一種光學模型，可用于解釋OLED的效率提高。通過將這些納米結(jié)構(gòu)整合到白色OLED中，可以實現(xiàn)高達76.3%的外部量子效率。

對于Simone Lenk博士來說，這種新方法開辟了許多新的途徑：“我們一直在尋找一種長期專門操作納米結(jié)構(gòu)的方法。通過反應離子蝕刻，我們找到了一種可以使用的經(jīng)濟有效的方法對于大型表面，也適用于工業(yè)用途。優(yōu)點在于納米結(jié)構(gòu)的周期性和高度可以通過工藝參數(shù)完全調(diào)整，因此可以找到白色OLED的最佳外耦合結(jié)構(gòu)。周期性納米結(jié)構(gòu)不僅適合作為OLED的外耦合結(jié)構(gòu)，而且還具有在光學，生物學和力學中進一步應用的潛力。“

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