德國(guó)弗勞恩霍夫有機(jī)電子、電子束和等離子體技術(shù)研究所將于今年10月舉辦的Plastic Electronics 2015展會(huì)上首次展示有關(guān)石墨烯的有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)。這些有關(guān)OLED的結(jié)果來自于歐洲委員會(huì)資助的GLADIATOR項(xiàng)目。
目前，GLADIATOR項(xiàng)目已達(dá)到中期階段，且已取得一些成就。該項(xiàng)目旨在大量生產(chǎn)具有成本效益、高質(zhì)量的石墨烯，用于大規(guī)模電極應(yīng)用領(lǐng)域。弗勞恩霍夫研究所將通過集成該石墨烯到OLED以證明其可用性。
弗勞恩霍夫研究所研究人員認(rèn)為，用石墨烯作為電極，柔性器件將有更高的穩(wěn)定性。該項(xiàng)目協(xié)調(diào)員Beatrice Beyer表示：“石墨烯是一種非常有趣的材料，具有很多可能性。由于其光電特性和良好的機(jī)械穩(wěn)定性，我們預(yù)計(jì)柔性電子的可靠性將提高很多倍。”
石墨烯是一種從石墨材料中剝離出的單層碳原子面材料，是碳的二維結(jié)構(gòu)。自2004年成功剝離之后便大受歡迎。所謂的“單層”石墨烯是通過化學(xué)氣相沉積(CVD)的方法利用金屬催化劑而合成，通過進(jìn)一步工序轉(zhuǎn)移到薄玻璃或塑料薄膜等目標(biāo)基底。在這個(gè)過程中，不允許出現(xiàn)任何可能降低電極質(zhì)量的缺陷。為了與參考材料ITO競(jìng)爭(zhēng)，石墨烯的透明度和電導(dǎo)率必須非常高。因此，研究人員不僅在優(yōu)化電極制造工藝，而且還在檢查石墨烯摻雜的不同方法來改善其性能。
同時(shí)，開發(fā)的工藝步驟必須在以后工業(yè)使用時(shí)易于擴(kuò)展。這些都是該創(chuàng)新項(xiàng)目聯(lián)盟所面臨的挑戰(zhàn)。該聯(lián)盟由來自6個(gè)歐盟成員國(guó)和瑞士的16名合作伙伴組成。
弗勞恩霍夫研究所正協(xié)調(diào)GLADIATOR項(xiàng)目，并充當(dāng)石墨烯電極的終端用戶�？茖W(xué)家研究石墨烯的集成并將與參考材料ITO相比較。在有機(jī)器件集成過程中，必須保持石墨烯復(fù)雜的材料特性。為達(dá)到目的，必須修改幾種清洗和構(gòu)建石墨烯的方法。此外，必須調(diào)整和優(yōu)化玻璃或彈性鋁箔等不同目標(biāo)基底的工藝。多虧了聯(lián)盟伙伴之間的密切合作，研究人員已克服了第一個(gè)障礙，而且也實(shí)現(xiàn)了小面積的石墨烯透明電極的無缺陷OLED的研制。下一階段的目標(biāo)是成功開發(fā)大面積的OLED照明。
GLADIATOR項(xiàng)目將進(jìn)行到2017年4月。到目前為止，研究人員已使用石墨烯電極制作了幾種類型的OLED：高電導(dǎo)率的白光OLED，面積為42*2cm;具有機(jī)械可靠性的彈性透明OLED，面積為3*2cm。(Shirley譯)
