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九州大學打破瓶頸設計出長壽命“純藍光”OLED

中科院半導體所 ? 來源:中國光學 ? 作者:中國光學 ? 2021-01-29 09:52 ? 次閱讀

OLEDOrganic Light-Emitting Diode),又稱為有機電激光顯示、有機發光二極管,屬于一種電流型的有機發光器件,具有厚度薄、響應速度快、驅動電壓低、工作溫度范圍廣、低能耗以及可制備柔性器件等優點,是當今國內外顯示和照明領域研究的熱點課題之一。

目前,人們對紅光OLED和綠光OLED的研究已經趨于成熟,但對藍光OLED的研究卻一直較為滯后。

普遍存在以下三個問題:

(1)發光效率較低;

(2)使用壽命較短;

(3)材料成本較高。

在此背景下,日本九州大學的安達千波矢研究團隊基于熱活化延遲熒光——TADF(thermally activated delayed fluorescence)及超熒光技術設計了一種具有高效率、窄帶寬、強穩定性的純藍光OLED。與以前報道的具有相似色純度的高效率OLED相比,研究人員在高亮度下獲得了更長的使用壽命。 說明:因為之前的大部分研究提到的藍光OLED,發射光譜較寬且多為藍綠光OELD,所以這里強調純藍光OLED,與其區分。

該成果以“Stable pure-blue hyperfluorescence organic light-emitting diodes with high-efficiency and narrow emission”為題發表在Nature Photonics。 TADF是利用熱活化的方式實現熒光發射的一種材料,其本身不需要借助稀有金屬便可實現接近100%的轉換效率,因此被眾多研究人員所青睞。但與此同時也存在一些其他問題:比如發射光譜較寬、色純度較低等。 為了解決TADF電致發光色純度的問題,日本九州大學的研究人員開發了一種新型天藍色的TADF材料——HDT-1(TPh2Cz2DPhCzBN),并應用超熒光技術將一種窄帶的藍光發射材料——ν-DABNA(終端熒光摻雜材料)與HDT-1(輔助摻雜材料)共同沉積到基底中,這樣便可使HDT-1產生的能量轉移到ν-DABNA上,從而實現發射光由天藍色到純藍色的顏色轉換,如圖2所示。

圖2新型純藍光OLED原理設計示意圖圖源:日本九州大學 通過實驗測試得知,這種新型的純藍光OLED表現出較高的性能:外部量子效率(EQE)可達27%、電致發光峰值為471nm、半峰全寬(FWHM)僅為18nm、CIE色坐標為(0.15,0.20),這足以證明該設備已經達到了高反射率、窄帶寬的藍光OLED的性能要求。 此外,研究人員進一步采用雙單元堆疊串聯的結構設計,并通過實驗測試證明:在相同電流下,發射功率增加了一倍;在高亮度屬性下,壽命增加了一倍。在中等強度下(峰值亮度的50%),該設備可以在10000個小時內保持其亮度。

圖3單單元和雙單元藍光OLED(結構示意圖)圖源:Nature Photonics, 1-5. Fig S18 這種新型超熒光的純藍光OLED打破了現有藍光OLED的技術瓶頸,盡管它的使用壽命對于實際應用而言仍然太短了,但是嚴格控制制造條件可以實現更長的使用壽命。因此這些初步結果為這種方法最終獲得高效穩定的純藍光OLED指明了非常有希望的未來。在不久的將來,超熒光藍光OLED可以替代當前的藍光OLED,用于超高清顯示器。

原文標題:打破瓶頸!長壽命的高效“純藍光”OLED

文章出處:【微信公眾號:中科院半導體所】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

責任編輯:haq

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原文標題:打破瓶頸!長壽命的高效“純藍光”OLED

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