可撓式高效固態照明元件亮相！
- 上線日期：2012/4/11 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
韓國研究人員研發出一種以石墨烯(graphene)作為透明電極的有機發光二極體(organic light-emitting diode, OLED)，其螢光(fluorescent)與磷光(phosphorescent)發光效率分別為37.2 lm/W及102.7 lm/W，皆大幅超越一般OLED元件。此研究結果證明石墨烯薄膜可作為稱職的透明電極，應用於高效率可撓式有機光電元件的製作。
銦錫氧化薄膜(indium tin oxide, ITO)具有透明且高導電的優點，已廣泛使用於各種顯示器及太陽電池中，作為透明電極，不過它有缺點：銦的價格昂貴且供應有限，而ITO薄膜易脆的性質亦無法用來製作可撓式元件。因此，神奇材料石墨烯被看好有機會取代ITO薄膜。然而，石墨烯也有自己的困擾：功函數(work function)較低及片電阻值偏高。石墨烯的功函數只有約4.4 eV，導致電洞不容易注入石墨烯電極與披覆其上的有機層間，因為這兩種材料介面會形成高注入能障。另外，石墨烯的片電阻值為300 Ω/sq，也遠高於ITO的10 Ω/sq。
浦項(Pohang)科技大學的Tae-Woo Lee等人研發出一種技術可將石墨烯的功函數提升至6 eV。他們利用水分散型的導電聚合物修改石墨烯表面，在石墨烯與有機層間產生功函數梯度，使電洞能輕易注入有機層內，進而提升元件電流。該團隊同時以HNO3和AuCl3等化學藥劑摻雜石墨烯片，成功地將片電阻值降至30 Ω/sq，使石墨烯電極元件的操作電壓與一般ITO元件不相上下。
韓國團隊也對OLED成品進行的彎曲測試，證明石墨烯可承受彎曲半徑7.5 cm及1.25%的應變，在經歷1000次的彎曲測試後仍無損元件電流密度。應用石墨烯電極製成的白光OLED亦展現出優良的電致發光頻譜，其CIE色度座標為(0.32, 0.42)。
該研究團隊認為此種可撓式光源可望應用於高階照明、可伸縮OLED顯示器以及太陽電池等。他們目前正著手優化此石墨烯透明電極，希望進一步提高其導電率。詳見Nature Photonics 6, pp. 105(2012)｜DOI:10.1038/nphoton.2011.318。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/48577
譯者:翁任賢(成功大學物理系)
責任編輯:劉家銘
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