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有机电致发光二极管在生物医学中的应用进展

2021-07-07李步洪

激光生物学报 2021年3期

郭 璇,李步洪

(福建师范大学,医学光电科学与技术教育部重点实验室,福建省光子技术重点实验室,福州 350007)

有机电致发光二极管(organic light-emitting diode,OLED)是利用功能化的有机材料,在外加电压下实现载流子迁移和复合发光的半导体器件[1]。自Tang和Vanslyke[2]首次通过蒸镀荧光材料成功制备OLED以来,有机材料、器件结构和制备工艺已得到显著改进。采用磷光材料和光萃取结构的基板,器件外量子效率(external quantum efficiency,EQE)由最初的1%提升到30%以上。在此基础上,如果采用具有水平取向的发光材料和低折射率电极,器件EQE将超过60%[3]。除了热蒸镀法,OLED还可以采用溶液法以旋涂、刮涂和喷墨打印等方式实现大规模制备,大大降低器件成本[4]。

OLED所用小分子和聚合物等有机材料在成膜时形成无定形的结构[5],在反复弯曲折叠过程中不易被破坏,且功能层厚度仅为百纳米,因此OLED突出的优点是用于制备柔性器件。由于器件表面弯曲应变与厚度成正比、与曲率半径成反比,在应变许可的范围内,器件越薄弯曲曲率越大。White等[6]基于聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)柔性基板成功制备厚度仅2 μm的柔性器件,器件曲率半径小至10 μm,在揉皱、扭曲后仍能正常工作。Choi等[7]使用聚萘二甲酸乙二醇酯纤维编织成柔性基板,替代PET制备OLED,基板可动纤维和波浪状结构分散器件内的机械应力,使器件的柔韧性更高,在反复弯曲中更不易损坏。Yin等[8]将OLED黏附于弹性基板,经预拉伸处理,器件长度可延展至初始长度的2倍。

OLED拥有连续平整的发光层,能实现均匀辐照,且基于柔性基板的器件重量小于1 g,其作为一种轻薄、柔性面光源在生物医学领域的应用正在快速发展。……

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