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基于热激子原理的蓝色荧光材料实现高的器件效率和低的效率滚降

时间:2019-03-12 11:40      发布人:廖燕菲      阅读:20

有机电致发光二极管(OLED)因为其自发光,更高的对比度,更广的视角,可以实现柔性加工等诸多优点,已经成为主流的显示技术,在高端显示领域逐步实现着对液晶显示的超越。目前制约OLED发展的关键因素之一是高性能蓝光材料的缺乏。尽管蓝色磷光材料,热活化延迟荧光材料,在器件效率上已经实现了很大突破,但是在纯蓝、深蓝光材料开发上,还面临很大挑战,而且器件的稳定性与实际的工业应用仍有较大差距。华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室马於光教授等提出的高能反隙间穿越“热激子”理论不但可以实现突破传统荧光材料自旋限制的激子利用效率,而且在蓝光材料的设计开发上,具有独特的优势。

近日,马於光教授研究组基于该组在“热激子”材料长期研究的基础上,设计开发了一个高效的纯蓝光发射的荧光材料PAC,其非掺杂器件的最大外量子效率(EQE)达到了10.5%。而且器件具有非常好的稳定性,在1000 cd m-2的亮度下,仍然保持7.5 %的EQE。瞬态光谱的结果表明材料存在着非常大的T2态和T1态能级差,而T2态能级和S1态能级很接近,为高能反隙间窜越提供了可能(T2→S1)。进一步利用酮直接敏化T2态能级,观测到了来自S1态的ns尺度的延迟发射,从而证明了高能级反系间穿越的存在。通过和马东阁教授研究组合作,对器件的磁场效应,瞬态EL光谱的测试研究,证明了TTA效应对器件的贡献很小。结合实验数据和理论研究,研究者认为,高的器件性能主要归因为热激子通道对三线态激子的有效利用。该研究为开发高效稳定的新一代发光材料,特别是纯蓝光,深蓝光有机电致发光材料提供了新的设计思路。

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相关成果近期发表在Advanced Materials上(Adv. Mater. 2019, 1807388),其中通讯作者为华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室的胡德华博士、马东阁教授和马於光教授,第一作者博士研究生徐玉伟。相关工作得到了国家科技部,国家自然科学基金委,广州市科技计划项目的支持。