近日，柔性电子全国重点实验室黄维院士团队在高性能有机发光晶体管领域取得重要研究进展。研究团队成功研发出高效率、低功率损耗的兼具水平和垂直结构的有机发光晶体管，为未来大面积柔性显示及低功耗光通信等应用开辟了全新路径。相关研究成果以“Exciton management and balanced charge-carrier transport enable efficient organic field-effect light-emitting transistors”为题，于2025年11月10日发表于国际顶尖学术期刊Nature Photonics（《自然•光子学》）上。

有机场效应发光晶体管（OFE-LET）是一类将有机发光二极管的发光特性和场效应晶体管的电流开关特性高度集成的新型光电器件，在高性能柔性有机显示应用领域展现出巨大潜力，受到国内外学术界的广泛关注。然而，目前单层OFE-LET受限于分子堆积和延展共轭所引起的激子猝灭效应，性能高度依赖于功能材料的分子设计；而多层OFE-LET结构虽可实现电荷注入、传输与发光过程的空间分离，将激子的辐射复合限制在发光层内，却较难实现载流子注入和输运平衡，且不能实现优异的光学耦合输出微腔结构，导致产生的大部分光子都局限在光腔内部而损失。因此，如何同时实现有机发光晶体管中载流子、激子、光子的精准调控，是目前该领域面临的重大研究挑战之一。

针对这一科学难题，黄维院士团队提出了一种基于非对称交错电极结构的多层器件设计，可同时进行载流子和光子的精确调控，实现了高效率、高亮度、低功率损耗的有机发光晶体管。通过开发具有平衡双极传输特性的主体材料，有效促进电子沿分子骨架迁移，增强电子亲和性，实现平衡的双极性传输性能。

基于上述策略，团队成功制备出红、绿、蓝三色高性能OLET器件。其峰值外量子效率分别达到18.4%、21.2%和14.4%，电流效率分别为26.9 cd A^-1、78.0 cd A^-1和31.7 cd A^-1，最大亮度分别为16110 cd m^-2、19577 cd m^-2和4383 cd m^-2。此外，开发的图案化OFE-LET阵列具备超过60%的开口率，像素电路寄生功耗仅为5.6%。该研究不仅创新性地为开发高效率、高亮度和低功率损耗的有机发光晶体管确立了关键的器件设计原则，并为推动新型大面积柔性显示、电泵浦有机半导体激光器和光通信等前沿领域应用提供了全新路径。

西北工业大学博士研究生李东海、侯雨辰，南京工业大学硕士研究生王剑，以及德累斯顿工业大学邢珅博士为论文共同第一作者，柔性电子全国重点实验室黄维院士、陶友田教授和吴忠彬教授为论文通讯作者。该工作获得了国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的资助和支持。

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41566-025-01793-z

图. 高效低功耗红绿蓝三基色有机场效应发光晶体管

（作者：吴忠彬 图片：团队课题组 审核：王学文）