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科技工作者之家 2021-06-04
白光有机电致发光器件(OLED、低功耗等优点,而在平板显示器和固态照明等应用中备受关注。现如今,用于制备高效OLED的发光材料主要集中在磷光材料和热激活延迟荧光(TADF)材料两种材料上,这其中的TADF发光材料由于在采用纯有机化合物的条件下仍能捕获所有激子而受到更多的关注。近年来,虽然采用TADF发光材料来制备高效的全荧光材料白光OLED已相继被报导。然而,与单色TADF OLED相比,白光TADF OLED的效率却明显低许多。造成白光OLED效率低下的主要原因包括用于构建白光器件的橙光-红光掺杂材料其自身的效率较低和发光层中的激子分配不太理想而导致激子损失等。如何提升白光TADF OLED的效率仍是一项极具挑战的任务。
为此,苏州大学张晓宏教授团队和香港城市大学李振声教授团队合作,提出通过将具有高效TADF特性的红光材料掺杂到高效的蓝光TADF材料中的策略。双TADF体系使得激子可以得到合理的分配,同时高效的红光TADF材料保证了激子在流向低能级时仍能被充分利用。基于这种体系制备的白光OLED,最终获得了超过30%的外量子效率,这一效率是目前白光OLED领域,在不使用任何出光耦合技术的条件下的最高效率值。
相关研究成果以题为“Thermally Activated Delayed Fluorescence Warm White Organic Light Emitting Devices with External Quantum Efficiencies Over 30%”发表在《Advanced Functional Materials》上。论文的第一作者为陈嘉雄博士,通讯作者为王凯副教授、张晓宏教授和李振声教授。
文章亮点:
1. 采用蓝光TADF材料制备非掺杂器件时,由于其严重的浓度诱导三线态激子猝灭,造成其器件效率相当低下。而当掺杂入高效的红光TADF材料时,蓝光材料的三线态激子可以转移到红光材料,使其三线态激子得到了有效的利用,从而极大提高了器件效率。
图1. 单色OLED器件性能图
2. 采用单一红光TADF材料制备掺杂器件时,虽然能获得较好的器件效率,但只有单一反向系间窜越过程,激子并不能得到较好的分配。而当选用双TADF体系时,双反向系间窜越过程可以使激子得到更好分布,从而使器件效率得到进一步提升。
图2. 激发态下激子的转移过程图
3. 逐渐降低优化红光TADF材料在蓝光TADF材料中的掺杂浓度,所有激子在能保证有效利用的同时,部分激子以蓝光的形式发生辐射,最后实现外量子效率超过30%的白光器件。
文章链接:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202101647
来源:高分子科学前沿
原文链接:http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA5NjM5NzA5OA==&mid=2651790915&idx=5&sn=c2b6b2d557d922b55f70c15bf3790129
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