網版印刷復合物可大幅度提升OLED發光效率

 

　　來自德國卡爾斯魯爾理工學院(KarlsruheInstituteofTechnology；KIT)與海德堡InnovationLab的研究人員連手歐司朗(OsramOLEDGmbH)，發現了一種具成本效益的方法，可藉由增加光線的擷取提升有機發光二極管(OLED)的發光效率。

 

　　這項研究發表于《ACSPhotonics》期刊中，研究人員在名為“用于OLED的大面積網版印刷內部擷取層”(Large-AreaScreen-PrintedInternalExtractionLayersforOrganicLight-EmittingDiodes)一文中詳細描述這種方法。

 

　　研究人員以網版印刷方式，印制一連串高折射率的二氧化鈦(TiO2)納米粒子，在玻璃基板接收完整的OLED堆棧以前嵌入多組件聚合物矩陣。這比使用復雜的多周期光閘或隨機亂序的結構更加簡單，網版印刷的組成適用于高吞吐量的卷對卷(R2R)工藝，而且十分易于擴展用于較大面積的OLED面板。
 

白光OLED未使用網版印刷(上圖)以及使用網版印刷(下圖)的光擷取層

 

　　“微光擷取(來自OLED)源于所產生的光子耦合基板、波導、表面電漿偏極子模式以及隨后的寄吸收，”而附加層則在內部模式中有效地耦合光子的傳播。該復合層僅10μm厚，TiO2納米粒子重量(直徑21mm)的8.82%，可作為體積光散射介質操作，使白色OLED的發光效率提高了56%，并具有光譜和角度不變性。

 

　　研究人員在15×15cm2的基板上設計了5×5數組的13.4×13.4mm2白色OLED，并針對沒有內部擷取層(IEL)的參考設計組件進行表微。

 

　　盡管這種沒有內部擷取層的參考組件效率約35lm/W(68cd/A)，而具有網版印刷散射層的白光OLED則可在2000cd/m2的亮度下達到57lm/W(102cd/A)的效率性能。無論是以cd/A與lm/W來看，相當于增加了56%的效率，顯示這一途徑達到了有效的的波導與基板模式耦合。

 

　　在不造成任何電缺陷的情況下，該散射層還可實現發射光譜更好的角度穩定性。