美国研究团队开发新型波纹结构OLED照明面板
2026-01-16 10:42
来源:密歇根大学工程学院
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近期一项研究展示了一种通过改进OLED(有机发光二极管)结构来提升其照明性能的新方法。该方法通过将OLED构建在微观波纹状表面上,在相同面板面积内集成更多发光材料,从而在不增加单个OLED单元工作亮度的前提下提升整体光输出。根据发表在 《自然通讯》上的一项新研究,层叠在波纹表面上的OLED器件的寿命是传统器件的2.7倍。图示展示了高纵横比OLED器件从面板级(1)到纳米级(4)的结构。

这项研究由美国密歇根大学与OLEDWorks公司及宾夕法尼亚州立大学合作完成。研究人员比较了传统平面OLED与新型波纹结构OLED的性能。波纹面板的表面积是传统平板设计的1.4倍,这一结构使得器件在运行中每个单元承受的电流密度降低。测试结果显示,采用新结构的蓝色OLED器件寿命延长了2.7倍。密歇根大学教授、该研究的共同通讯作者马克斯·施泰因表示:“看到我们的想法为提高OLED照明的效率和寿命指明了一条有效的道路,这令人欣慰。”这些高度仅为十分之一毫米的凸脊(图 b )非常小,肉眼无法看见(图 a)。这种波纹结构可以在给定的照明面板面积内集成更多的 OLED,从而在降低 OLED 自身亮度的同时产生相同的光量。

新面板的制造过程首先是在玻璃基板上模压出高度约100微米的微观波纹结构。这些结构肉眼不可见,使得面板看起来平坦。随后,合作方OLEDWorks在此纹理表面上沉积有机发光材料层以完成器件组装。密歇根大学教授、另一位共同通讯作者克里斯·吉宾克指出:“我们这种波纹状OLED利用了第三维度,即使存在微小的微观结构缺陷,也能出人意料地正常工作。”这些高度仅为十分之一毫米的凸脊(图  c)非常小,肉眼无法看见(图 a)。这种波纹结构可以在给定的照明面板面积内集成更多的 OLED,从而在降低 OLED 自身亮度的同时产生相同的光量。

研究团队通过计算模拟证实,波纹结构有助于光线从器件中反射出来,使得外部光提取效率提升了40%。这意味着电能转化为可用光通的效率得到提高。研究团队的下一个目标是基于此结构开发高质量的白光OLED照明面板。OLEDWorks照明研发总监Marina Kondakova表示:“我们正与我们的研究伙伴一起,加速开发面向市场的耐用、节能的OLED解决方案。”

更多信息:作者:Binyu Wang 等人,标题:《高纵横比有机发光二极管》,发表于:《自然通讯》 (2025)。期刊信息: 《自然通讯》

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