一种可降低功耗的新型OLED电极

图1 密歇根大学的Changyeong Jeong博士发明了一种基于超薄银膜电极的OLED。据报道，在相同电源输入的条件下，这种新型OLED能多释放20%的光；这一发明将有助于提高显示器能效

研究人员开发了一种效率更高的有机发光二极管（OLED），这种OLED在功率相同的情况下能发出更多光。新型OLED采用了一种超薄透明银膜电极设计，可有效释放设备内的光子（文章见：Science Advances, doi: 10.1126/sciadv.abg0355）。

研究人员表示，由于新设计的电极成本低，生产简单，因此很容易应用在商业化OLED制造中。

“通过将传统的氧化铟锡（ITO）电极替换成新型纳米级透明银层电极，将能多释放超过40%的光。”本文第一作者、密歇根大学的博士生Changyeong Jeong在一份新闻稿中这样说道。

提高发光效率

OLED已成为电子时代的主要部件。由于其灵活性高、成本低，OLED通常被用于电话、电脑和电视中。标准OLED的内部量子效率接近100%，意味着理论上几乎能完全将能量转化为光。但其外部量子效率（即从设备中逸出的光子比例）只有约20%。

在常规OLED中，除了那些近乎垂直角度发射的光以外，其余光线都会被反射回来并引导至设备侧面。这些发射的光子由于内部反射、表面等离子激元模式和波导模式等重定向和捕获光效应而最终被困在OLED内部。此前，研究人员通过复杂的图形结构设计，降低了部分光捕获效应，但这些结构设计一般都成本高昂，且通常会干扰OLED的电气操作。

新发表的这项工作延续了此前提高效率的努力，成功找到了一种无需额外制造过程即可完全消除因波导模式而导致光线被困的方法。研究人员通过替换标准透明电极实现了这一点。透明电极是OLED不可或缺的一部分，通常由ITO制成。研究人员舍弃了ITO电极，转而使用了一层沉积在铜种子层上、厚度仅为5纳米的银膜。

消除波导模式

新银膜的导电性足够用于电极，但同时又足够薄，能够消除波导模式。通过对OLED的系统分析，研究人员确定：由于银膜极薄的厚度及金属在可见波长上固有的负介电常数，波导模式得以被消除。

研究人员说，假设能与其他减少困光的OLED技术（如花纹玻璃）相结合，这一新型OLED技术将可用于实现耗电更少、性能更好的数字屏幕。此外他们认为，这种薄膜的生产与现有的制造工艺兼容，很容易进行商业化生产。同时，这一设计也有望应用于其他类型的LED，比如钙钛矿、量子点和III-V族LED等。

“让我激动的地方在于，我们所开发的这种方法非常实用，无需引入其他复杂步骤即可用于OLED制造中。”本文共同作者、密歇根大学电气和计算机工程教授L. Jay Guo说。“除此之外，与易碎的ITO材料相比，薄金属电极具有很强的机械灵活性，因此新型OLED设备的灵活性也随之提高，甚至可以弯曲。”