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高效且稳定——基于激基复合物主体的高性能白光有机电致发光器件发布时间:2018年11月22日 来源:上海硅酸盐研究所

        白光有机电致发光器件(White Organic Light-Emitting Diodes,WOLEDs)因其具有高效率、超薄超轻以及可柔性化等优异特性, 在信息显示以及照明领域具有广阔应用前景。为了进一步节约能源,制备高效率的白光有机电致发光器件一直是广大科研工作者的追求。磷光材料因其能够实现100%的内量子效率,被广泛应用于制备高效白光有机电致发光器件。然而在这些获得高效白光有机电致发光器件的研究中,高的效率仅在较低的亮度下获得,在实际应用的亮度下器件效率普遍存在较大的滚降,并不能满足实用的需求。为了进一步推进白光有机电致发光器件的商业化,如何使器件在高亮度下保持高效率还需要诚信在线登录的研究。

  对于基于磷光材料的白光有机电致发光器件而言,提升器件效率的稳定性关键在于主体材料的选择。因为激子主要在主体材料上复合产生,随后再传递给客体材料,在激子的生成以及转移的过程中存在的能量损失是器件效率滚降的重要原因之一。为了避免这些能量损失,高性能主体材料一般需要满足三个要求:(1)拥有比客体分子高的三重态能级以实现完全的主客体间能量转移;(2)有适合的HOMO与LUMO能级以方便空穴与电子进入发光层;(3)拥有双极传输特性以实现平衡的载流子传输,从而获得较宽的激子符合区域以及减少发光层中的激子浓度猝灭。激基复合物不仅同时拥有以上这些优点,还能实现极小的注入势垒,降低器件的驱动电压。同时激基复合物天然分离的HOMO、LUMO轨道使其具有极小的单重态-三重态带隙,促进三重态激子的反向隙间穿越,从而降低发光层中的三重态激子浓度以减少激子的猝灭。这些得天独厚的优点使激基复合物主体成为了实现高性能白光有机电致发光器件的理想选择。

  

       近期,电子科技大学的郑才俊研究员、陶斯禄教授和苏州大学的张晓宏教授合作利用传统的电子给体材料m-CBP以及电子受体材料PO-T2T形成激基复合物主体敏化蓝色、蓝绿色、绿色、红色磷光发射材料,分别实现了高达26.2%,26.1%,24.7%以及26.5%的最大外量子效率。通过简单地将蓝绿色和与红色磷光发射材料共掺到激基复合物主体中,实现了最大外量子效率高达26.9%的单发光层白光有机电致发光器件。该器件不仅在5000 cd m-2的高亮度下能够实现21%的外量子效率,并且从100到10000 cd m-2的亮度下实现了极小的CIE变化值(0.001,0.000)。为了进一步提升白光有机电致发光器件的显色指数,作者还构建了红、绿、蓝(或蓝绿)三发光层的白光器件。三发光层白光有机电致发光器件在获得79.6的高显色指数的同时,同样也能够实现稳定的光谱以及高亮度下的高效率。这些结果不仅为高性能主体材料的选择提供了新思路,也可有效应用于高性能白光有机电致发光器件的开发。相关论文发表在Advanced Optical Materials (DOI: 10.1002/adom.201800825)上。 

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