東京工業大學(Tokyo Institute of Technology)的研究人員開發出新穎的透明氧化物半導體材料,當設計於OLED顯示器的電子注入層和傳輸層時,能夠提高電子遷移率。

由東京工業大學創新研究所(Institute of Innovative Research)教授細野秀雄(Hideo Hosono)主導的這項研究,是日本科學技術振興機構(Japan Science and Technology Agency;JST)「策略基本研究計劃」(Strategic Basic Research Programs)的一部份。研究人員專注於銦鎵鋅氧-薄膜電晶體(IGZO-TFT)如何應用在OLED顯示器上,因而成功地利用透明非晶氧化物開發用於電子注入層和電子傳輸層的新材料。

20170224 OLED NT01P1

新開發的透明氧化物半導體——鋁酸鈣電極(a-C12A7:e)和矽酸鋅(a-ZSO),據稱能夠在將IGZO-TFT應用於OLED顯示器時提高其穩定性,同時降低製造成本。

研究人員在美國國家科學院院刊(Proceedings of the National Academy of the USA)線上版發佈其研究結果,在其主題為「用於有機電子的透明非晶氧化物半導體:應用於轉化OLED」的論文中,a-C12A7:e被描述為具有超低的3.0 eV功函數(相當於鋰金屬),可用於增強從a-ZSO到發射層的電子注入特性。

a-ZSO據稱能表現出3.5eV的低功函數以及1cm^2/(V·s)的高電子遷移率,超過一般有機材料約兩個數量級。矽酸鋁鋅也可以與傳統陰極和陽極材料共同形成歐姆接觸,使其成為非常通用的傳輸層。

利用這種新材料,研究人員能製造出性能相當於或優於堆疊結構的OLED,即使是其採用反向堆疊結構(陰極在底部的結構)時。這是因為新材料避免了有機半導體的低電子遷移率,而其透明度則可實現任何堆疊順序。

研究人員還在大面積基板上展示其新半導體材料的可製造性,以及與沈積透明ITO電極一樣簡單。此外,該薄膜是非晶質的,具有優異的平滑度,因而可讓薄膜與其上形成的ITO電極同時進行濕式蝕刻,從而簡化大量生產的製程。

編譯:Susan Hong

(參考原文:Oxide semiconductors to boost organic OLED displays,by Julien Happich)