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高效且穩定——基于激基復合物主體的高性能白光有機電致發光器件發布時間︰2018年11月22日 來源︰上海 酸鹽研究所

        白光有機電致發光器件(White Organic Light-Emitting Diodes,WOLEDs)因其具有高效率、超薄超輕以及可柔性化等優異特性, 在信息顯示以及照明領域具有廣闊應用前景。為了進一步節約能源,制備高效率的白光有機電致發光器件一直是廣大科研工作者的追求。磷光材料因其能夠實現100%的內量子效率,被廣泛應用于制備高效白光有機電致發光器件。然而在這些獲得高效白光有機電致發光器件的研究中,高的效率僅在較低的亮度下獲得,在實際應用的亮度下器件效率普遍存在較大的滾降,並不能滿足實用的需求。為了進一步推進白光有機電致發光器件的商業化,如何使器件在高亮度下保持高效率還需要更多的研究。

  對于基于磷光材料的白光有機電致發光器件而言,提升器件效率的穩定性關鍵在于主體材料的選擇。因為激子主要在主體材料上復合產生,隨後再傳遞給客體材料,在激子的生成以及轉移的過程中存在的能量損失是器件效率滾降的重要原因之一。為了避免這些能量損失,高性能主體材料一般需要滿足三個要求︰(1)擁有比客體分子高的三重態能級以實現完全的主客體間能量轉移;(2)有適合的HOMO與LUMO能級以方便空穴與電子進入發光層;(3)擁有雙極傳輸特性以實現平衡的載流子傳輸,從而獲得較寬的激子符合區域以及減少發光層中的激子濃度猝滅。激基復合物不僅同時擁有以上這些優點,還能實現極小的注入勢壘,降低器件的驅動電壓。同時激基復合物天然分離的HOMO、LUMO軌道使其具有極小的單重態-三重態帶隙,促進三重態激子的反向隙間穿越,從而降低發光層中的三重態激子濃度以減少激子的猝滅。這些得天獨厚的優點使激基復合物主體成為了實現高性能白光有機電致發光器件的理想選擇。

  

       近期,電子科技大學的鄭才俊研究員、陶斯祿教授和甦州大學的張曉宏教授合作利用傳統的電子給體材料m-CBP以及電子受體材料PO-T2T形成激基復合物主體敏化藍色、藍綠色、綠色、紅色磷光發射材料,分別實現了高達26.2%,26.1%,24.7%以及26.5%的最大外量子效率。通過簡單地將藍綠色和與紅色磷光發射材料共摻到激基復合物主體中,實現了最大外量子效率高達26.9%的單發光層白光有機電致發光器件。該器件不僅在5000 cd m-2的高亮度下能夠實現21%的外量子效率,並且從100到10000 cd m-2的亮度下實現了極小的CIE變化值(0.001,0.000)。為了進一步提升白光有機電致發光器件的顯色指數,作者還構建了紅、綠、藍(或藍綠)三發光層的白光器件。三發光層白光有機電致發光器件在獲得79.6的高顯色指數的同時,同樣也能夠實現穩定的光譜以及高亮度下的高效率。這些結果不僅為高性能主體材料的選擇提供了新思路,也可有效應用于高性能白光有機電致發光器件的開發。相關論文發表在Advanced Optical Materials (DOI: 10.1002/adom.201800825)上。 

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