中國科學院提出新型平面型面發光有機發光晶體管器件結構

有機發光晶體管作為集成電流放大功能和發光功能于一體的新型電致發光器件，被認為是開發下一代變革性顯示技術的理想器件基元。窄光譜電致發光器件在廣色域顯示、光通信和光診療方面具有重要意義，對實現更逼真的圖像、更大容量的數據傳輸和特殊醫療診斷等起到重要作用。通過設計合成窄光譜活性材料或引入特殊的光學設計，有機發光二極管可以降低半峰寬至20nm~40nm。然而，目前的有機發光晶體管的半峰寬值普遍集中在30nm~90nm，不利于實現廣色域顯示效果。因此，突破半峰寬低于20nm的技術瓶頸是領域亟待解決的問題。

中國科學院化學研究所董煥麗課題組和天津大學胡文平課題組合作，提出新型平面型面發光有機發光晶體管器件結構。它具有獨特的水平驅動場效應晶體管和垂直發光二極管的疊層結構，賦予其本征多級光學微腔特性，在實現超窄電致發光器件方面具有潛力。

通過引入全反射基底和半透明頂電極，在理論模擬指導下，對于具有不同發光波長的紅、綠、藍材料，有機發光晶體管的強微腔效應能夠實現光譜的有效窄化和器件效率提升。研究表明，該方法展現出對7種本征窄/寬光譜材料的光譜窄化效果的普適性；紅、綠、藍有機發光晶體管的最小半峰寬值分別達到18nm、14nm、13nm，相較于光致發光光譜，最大窄化程度達68%，色域覆蓋達BT.2020標準的97%。

同時，光譜窄化效果表現出不依賴于柵壓的穩定性。有機發光晶體管器件的紅/綠光峰值電流效率分別達26.3cd/A、37.3cd/A，藍光指數達72.6，這是目前領域報道的最優值。

上述方法為高色純度和高效電致發光器件研究提出了新思路，并為超清顯示技術研究提供了借鑒。

近日，相關研究成果發表在《自然-材料》（Nature Materials）上。研究工作得到國家自然科學基金委員會、科學技術部和中國科學院的支持。

論文鏈接

https://www.nature.com/articles/s41563-025-02191-0

本征窄光譜有機發光晶體管

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