OLED的新机遇：下一代可见光通信 | Advanced Photonics Nexus

Kunping Guo, Zhe Tang, Xingxing Chou, Saihu Pan, Chunchen Wan, Tao Xue, Liping Ding, Xiao Wang, Jin Huang, Fanghui Zhang, Bin Wei. Printable organic light-emitting diodes for next-generation visible light communications: a review[J]. Advanced Photonics Nexus, 2023, 2(4): 044001

1987年，美籍华裔邓青云博士在实验室发明有机发光二极管（OLED），第一次展示出有机发光器件广泛的应用前景。此后，OLED迅速成为学术界和产业界的研究热点。经过三十多年的研究，OLED的发光性能迅速提高，并广泛应用于高端智能手机、大尺寸OLED电视机等方面。事实上，由于其具有轻薄、低功耗、柔性可弯曲等优势，OLED在应用于智能手表、可穿戴设备、智能眼镜等方面具有极大优势。

在照明方面，OLED作为信息载体能够无损的与新兴的可见光通信（VLC）结合。VLC技术是一种以半导体光源作为信号发射源，在空气中利用光源载体实现无线连接的新型无线通信，支持高密度的设备连接和超高速的数据传输。当与汽车尾灯结合时，这种技术可实现车辆间的“ 眉目传情”——车与车之间的通信。随着印刷技术的发展，OLED可以通过低成本溶液印刷的方法制造，会将VLC性能的评判标准从传统的数据传输速率转移到如低成本、无毒、可持续性、产量和灵活性等项目上，使得OLED在VLC技术领域占有举足轻重的地位，并推动物联网和生物传感方面的发展。

近日，陕西科技大学郭坤平副教授和上海大学魏斌教授团队系统地介绍了近年来OLED在可见光通讯应用方面的前沿进展，以“Printable Organic Light-Emitting Diodes for Next-generation Visible Light Communications”为题撰写综述文章，发表在Advanced Photonics Nexus 2023年第4期。

研究人员从半导体材料、器件物理、印刷制造、器件集成等多个角度讨论了近年来国际上利用OLED光源实现VLC系统开发及印刷OLED的进展。首先，研究人员系统调查了目前用于VLC系统的LED材料（包括无机半导体、量子点、有机半导体、新兴的金属-有机框架和杂化有机-无机钙钛矿材料等）的最新进展。低成本和可持续性的OLED光源，将有效推动VLC的创新与发展。特别是白光OLED光源，其发光材料和器件结构均取得了很大的进展，随着白光OLED照明产业化的快速发展， OLED集成的VLC（OVLC）的研究将被进一步刺激。在此基础上，研究人员分析了快速发展的OVLC现状和机会，如图 2 所示。此外，将OLED的光谱范围从可见光扩展到近红外区域不仅可以扩展OVLC链路的带宽，而且能够推动VLC在生物传感领域的应用。

为了推动OLED照明和OVLC的产业化进程，目前成本过高的制造难题不容忽视。因此，作者进一步讨论了可溶液加工的制造方法，包括喷墨印刷、狭缝涂布和刮刀涂层技术，对未来卷对卷印刷技术奠定了基础。“一体式”3D打印OLED光源技术，将为未来OVLC系统的低成本制造提供方案。

展望未来前景，研究人员表明：同时使用OLED发射器和OPD接收器的全有机VLC将是一个新的研究方向。它在可打印、低成本制造和高集成度方面拥有很大的应用前景。总之，这项工作全面总结了可印刷OLED在VLC系统中的应用，并为未来设计用于光通信应用的高性能发光材料和器件提供了重要指导。

郭坤平，牛顿国际学者，副教授。2017年在美国加州大学戴维斯分校-可再生能源电子实验室从事访问研究，2019年在英国伦敦大学学院-伦敦纳米技术研究中心从事博士后工作，之后入职陕西科技大学。长期从事新型光电材料与器件，已在Nature Photonics, iScience (Cell), Angewandte Chemie, Chemical Science，Nanoscale等国内外期刊发表学术论文50余篇，论文被引1000余次，授权5项国家发明专利。并担任Advanced Optical Materials, Journal of Materials Chemistry C, IEEE Electron Device Letters等期刊特邀审稿人；担任国际期刊 Frontiers in Materials客座编辑；多次受邀参加国际会议邀请报告和研讨会。

    魏斌，上海大学机自学院研究员、博士生导师。1990年和1993年分别获得北京大学理学学士和理学硕士学位；2002年和2006年分别获得日本筑波大学理学博士和信州大学工学博士。曾任北京大学讲师、日本学术振兴会特别研究员和北京航空航天大学访问教授。

在日本做研究员期间，从事日本文部科学省知识创新项目“无机/有机纳米材料和机能器件研究”中的有机半导体激光和OLEDs。超高亮度OLEDs的研究曾被日本每日新闻、日经新闻等十余家媒体报道，微腔OLEDs的瞬态荧光曾获IEEE学会最佳论文奖。目前担任上海大学新型显示技术及应用集成教育重点实验室OLEDs方向的学术带头人，实验室常务副主任。

在国内外期刊上发表科研论文220多篇，其中200余篇被SCI收录，H-index 27，高被引论文3篇，引用3000余次。授权发明专利20余项，参加编译出版两本科研著作。主持和参与国家“973”、“863”以及国家自然基金重点和面上(4项)，以及上海市科委、教委等重点研发项目十余项。