華南理工大學研究人員制備出新型高效深藍光OLEDs
2021-03-02
中國照明網報道
作者:華南理工大學材料科學與工程學院郭曉敏、元培森

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導語: 最近,華南理工大學發光材料與器件國家重點實驗室馬東閣課題組和唐本忠院士課題組合作對此進行了創新性研究,通過摻雜TTA上轉換材料進一步利用AIE材料的Tn激子,從而制備出了高效率深藍光熒光OLEDs,其色度坐標CIE為(0.15,0.08),最大外量子效率(EQE)為10.2%,最大發光亮度16817 cd/m2,該器件也表現了低的效率滾降,該結果為進一步設計制備高效率藍光熒光OLEDs奠定了基礎。
熒光有機發光二極管(OLEDs)由于其低成本、長壽命的優點,其研究一直得到廣泛關注和發展,而實現高效熒光OLEDs的關鍵是如何更有效地利用器件中所有產生的激子。
通常,由于自旋禁阻效應,在傳統熒光材料中只有25%的單線態激子可以直接輻射發光,而75%的三線態激子無法得到利用而損耗掉了。
為了解決這個問題,提高熒光OLEDs的效率,一些研究工作者提出減小三線態(T1)和單線態(S1)之間的能隙,使T1與S1激子可以進行相互轉化,從而提高激子利用率和器件發光效率,如開發的熱激活延遲熒光、雜化局域電荷轉移態以及三線態-三線態淬滅(TTA)材料。
然而,這些熒光材料仍然存在激發態分子聚集猝滅(ACQ)現象,導致其熒光量子產率(PLQYs)較低。由于有機發光材料的PLQYs大小直接決定了器件的效率,因此使用高PLQYs的有機發光材料是實現高性能OLEDs的基礎。
近年來,聚集誘導發光(AIE)材料呈現出的越聚集越發光的特性使其在固態時擁有近100%的PLQYs,十分適合制備OLEDs。但是,目前基于AIE材料的OLEDs,其電致發光效率普遍較低,弄清其內部發光機制并進一步提升器件效率十分重要。
最近,華南理工大學發光材料與器件國家重點實驗室馬東閣課題組和唐本忠院士課題組合作對此進行了創新性研究,通過測試兩個分子結構類似的AIE材料制備的OLEDs發光性能、薄膜的溫度相關的時間分辨光譜、分子激發態能級以及OLEDs溫度相關的磁場效應等特性,發現器件效率與AIE分子中高能級Tn和S1之間自旋轉換過程有關,并且由于高能級三線態與三線態之間的內轉換過程和Tn-S1隙間穿越過程存在競爭關系,只有當n小于4時,高能態Tn激子才可以被有效利用,從而實現高效率。
最終,該研究團隊通過摻雜TTA上轉換材料進一步利用AIE材料的Tn激子,從而制備出了高效率深藍光熒光OLEDs,其色度坐標CIE為(0.15,0.08),最大外量子效率(EQE)為10.2%,最大發光亮度16817 cd/m2,該器件也表現了低的效率滾降,該結果為進一步設計制備高效率藍光熒光OLEDs奠定了基礎。
編輯:嚴志祥
來源:MaterialsViews
作者:華南理工大學材料科學與工程學院郭曉敏、元培森
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