由含碳材料制成的有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)有望在未來帶來顯示器的技術(shù)革命,，比如用它們制造出可折疊或者包裹在其他結(jié)構(gòu)上的超薄低耗能顯示器,。

　　傳統(tǒng)的液晶顯示器需要用到熒光燈或者傳統(tǒng)的發(fā)光二極管(LED)提供背景光源，而OLED則不需要背光照明,。一個更大的科技突破是基于OLED的激光二極管,，科學(xué)家們一直夢想制造有機(jī)激光器,，但卻被有機(jī)材料的一些特性所限制而尚未實(shí)現(xiàn),，比如有機(jī)材料通常不能有效地在產(chǎn)生激光所需的高電流條件下工作,。

　　近日,，來自美國加州和日本的研究團(tuán)隊(duì)的最新研究表明采用精細(xì)模式結(jié)構(gòu)的OLED可制出明亮，低耗能的光源,，這一發(fā)現(xiàn)使科學(xué)家們向有機(jī)激光器邁出了關(guān)鍵的一步,，該研究成果本周被作為封面亮點(diǎn)發(fā)表在由美國物理聯(lián)合會出版的《應(yīng)用物理快報(bào)》上。

　　研究人員表明,，這項(xiàng)成果的關(guān)鍵之處在于將電荷傳輸和重組限制在納米量級區(qū)域，從而使電致發(fā)光效率滾降延伸到OLED效率急劇降低的電流密度之外--大約近兩個數(shù)量級,。新的器件結(jié)構(gòu)通過抑制發(fā)熱和防止電荷重組來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),。

　　“抑制滾降的重要作用是提高器件在高亮度時的效率，”該文章的作者之一,，日本九州大學(xué)(Kyushu University)的Chihaya Adachi說,。“其結(jié)果是讓器件在低耗能的狀態(tài)下獲得同樣高的亮度,?！?/p>

　　“多年來，致力于有機(jī)半導(dǎo)體的科學(xué)家們一直夢想著能夠制造出電動有機(jī)激光器,，”文章另一位作者,，美國加州大學(xué)圣芭芭拉分校(University of California， Santa Barbara)的Thuc-Quyen Nguyen說,?！凹す庠跇O端條件下工作，其電流顯著地高于普通顯示器和照明設(shè)備中的電流,。在高電流的條件下,，能耗過程更加顯著，導(dǎo)致發(fā)射激光變得困難,?！?/p>

　　“我們認(rèn)為這項(xiàng)降低能耗過程的研究，向?qū)崿F(xiàn)有機(jī)激光器邁進(jìn)了一步,?！盢guyen補(bǔ)充說。

　　OLED是如何工作的

　　OLED的工作原理是基于通過電子和空穴的相互作用,?！芭e個形象的例子，” Adachi說,，“你可以把有機(jī)半導(dǎo)體想象成一列坐滿了乘客的地鐵,。其中座位代表分子，而乘客代表高能粒子,，也就是電子,。當(dāng)人們從地鐵的一端上車時,，他們攜有附加的能量，并想要找個位置坐下來放松,。與此同時,，另一些乘客起身離座從地鐵的另一端下車，空出了一些位置或者叫做“空穴”可由站著的乘客填補(bǔ),。當(dāng)站著的乘客坐下來放松時,，他們會釋放原本攜帶的能量。對于OLED來說,，也就是釋放出了光能,。”

　　制造基于OLED的激光器需要高達(dá)每平方厘米幾千安培(kA/cm2)的電流密度,，但直到今天,，電流密度依然被熱作用所限制?！霸诟唠娏髅芏鹊臈l件下,，亮度受制于湮滅過程，”Adachi 說,?！澳憧梢韵胂笠幌拢@就好比地鐵上的乘客大量地彼此碰撞而失去能量,，而不是坐下來釋放光能,。”

　　在之前的工作中,，Adachi和他的合作者展示了OLED在電流密度超過每平方厘米一安培(1 kA/cm2)時的性能,，但沒達(dá)到激光和明亮照明所需的效率。在這次的文章中,， 他們表明效率問題可以通過用電子束光刻制作出精細(xì)模式的OLED結(jié)構(gòu)來解決,。微小的器件面積可支持2.8 kA/cm2的電荷注入密度，同時維持比以前高100倍的發(fā)光效率,?！霸谖覀兊钠骷Y(jié)構(gòu)中，我們有效地將出入口限制在地鐵的中部,。這樣,，乘客可以向不太擁擠的地鐵兩端擴(kuò)散，由此減少了彼此的碰撞和湮滅,?！?/p>