美国IBM的研究人员宣布，已制作出采用碳材料——单层石墨烯作为透明电极的有机EL元件，并获得了与采用ITO时几乎相同的发光特性。这一消息是在有机EL技术研讨会“OLEDs World Summit 2012”（美国旧金山市，2012年9月26～28日）上发布的。此前IBM的石墨烯开发产品以晶体管等微小主动元件为主，此次是首次公开采用大面积石墨烯作为电极的开发实例。

　　该有机EL元件由IBM公司T.J.Watson研究中心的科技研究员Ning Li制作。采用单层石墨烯作为透明电极的理由有以下两点：（1）与ITO不同，具有柔性且耐弯曲；（2）材料费便宜，将来的制作成本可能远远低于ITO。

　　此次是将采用化学气相沉积（CVD）法在铜箔上合成的单层石墨烯转印至玻璃基板或柔性树脂基板上，制成的有机EL元件。元件构造的特点是，透明电极采用石墨烯，在空穴运输层(HTL)与石墨烯之间设置了“界面层”。

　　此次分别制作出了采用玻璃基板和柔性基板的、绿色发光有机EL元件和白色发光有机EL元件。利用转印到玻璃基板上的石墨烯制作的有机EL元件的电流发光效率方面，绿色元件达到了80cd/A（亮度为2000cd/m2），白色元件达到了45cd/A（亮度为3000cd/m2）。均高于此前透明电极采用碳纳米管及多层石墨烯制作的有机EL元件。

　　性能与采用玻璃基板和ITO时同等

　　外量子效率（EQE)方面，绿色发光元件为20.5～20.7％（2000cd/m2），白色发光元件为17％（3000cd/m2）、15％（1万cd/m2）。这些数值低于最近改进了光提取技术的高效率有机EL元件。但改变亮度时的EQE及光谱方面，即便是使用转印到柔性基板上的石墨烯，与采用玻璃基板和ITO制作的有机EL元件相比，基本没有差别。Li Ning介绍说，白色发光元件的显色指数（CRI，color rendering index）“高达85”。

　　据Li介绍，此次制作的元件的关键点在于：（1）通过在涂布工艺向石墨烯中掺杂分子材料，在提高导电性的同时，还实现了工作函数控制并提高了向有机层注入空穴的性能；（2）通过设置界面层，降低了石墨烯与有机层的接触电阻。

　　作为透明电极，单层石墨烯本身的性能方面，Li Ning表示，“光透射率达到97％。尽管薄膜电阻值偏高，较低的也有数百Ω/□，但可以通过优化掺杂剂等措施来降低该数值”，目前存在的课题是，掺杂效果会随着时间的流逝而降低。