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九州大学的研究人员将薄有机层与厚层混合钙钛矿相结合，开发出厚度为微米的有机发光二极管，可以在不久的将来提高高性能显示器和电视的可承受性和视角。
有机发光二极管(OLED)使用有机分子层来有效地将电转换成光。这些分子虽然是很好的发射器，但通常是很差的电导体，因此游戏的名称很薄 - 如100纳米，或约为人类头发厚度的1/500。只有使用这种薄层才能很容易地将电流到达设备中间发生的地方。
尽管极薄的层受益于仅需要少量材料，但是这种薄膜的使用使得数百万像素的可靠制造复杂化，因为极小的缺陷会导致器件故障。此外，在薄层的正面和背面之间反射的光通常导致相互作用 - 称为腔效应 - 在大视角下略微扭曲发射颜色。
因此，挑战在于使装置更厚，同时避免有机物的缺点。为此，九州大学的研究人员转向另一类称为钙钛矿的材料，这些材料由其独特的晶体结构决定。
“尽管钙钛矿最近作为太阳能电池中的光吸收层受到了极大的关注，但一些钙钛矿实际上是透明的，同时也具有高导电性，”九州国际碳中性能源研究所副教授松岛利信说。大学和自然论文的首席研究员宣布了新的结果。
九州大学的研究人员开发了厚有机发光二极管(OLED)，以减轻制造限制并改善视角。有机发光层含有显示有效磷光或热活化延迟荧光(TADF)的分子。金属卤化物钙钛矿层是透明的并且易于携带电，放置在有机层的两侧。微米厚的OLED具有高达40%的非常高的外部量子效率。发射光谱与具有适当钙钛矿厚度的OLED的视角无关，有助于OLED显示器在各种视角下没有发射颜色失真。图片来源：九州大学Toshinori Matsushima
“此外，基于有机和无机成分混合物的钙钛矿可以使用与有机物相同的制造工艺从低成本原材料加工，使钙钛矿和有机物完美匹配。”
在他们的设备中，研究人员将夹层的发光层夹在钙钛矿层之间，总厚度为2,000纳米。得到的器件具有比典型OLED厚10倍的有源层 - 尽管仍然是人类头发宽度的一小部分。
厚器件表现出与参考薄OLED相似的效率，同时从每个视角也具有相同的颜色。另一方面，基于厚有机层的OLED在类似的工作电压下不发光。
九州大学中心主任Chihaya Adachi教授说：“这些结果推翻了30年来人们认为OLED仅限于薄膜，并开辟了基于OLED的显示器和照明的低成本，可靠和统一制造的新途径。”有机光子学与电子学研究。
虽然研究人员也一直试图将钙钛矿直接用作发光体，但到目前为止，这些器件的使用寿命一直很短。通过将发射过程保持在有机材料中并使用钙钛矿仅用于输送电力，九州团队实现了厚设备和参考OLED的相似寿命。
“基于这项工作，钙钛矿将被视为多功能，高性能材料，不仅可以支持OLED，还可以支持其他有机电子设备，如激光，存储设备和传感器，”Adachi预测说。