基於三重態上轉換實現幾乎100%內量子效率的全螢光白光OLED

《基於三重態上轉換實現幾乎100%內量子效率的全螢光白光OLED》是依託太原理工大學，由趙波擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於三重態上轉換實現幾乎100%內量子效率的全螢光白光OLED
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：趙波
• 依託單位：太原理工大學

項目摘要

基於磷光發射的白光OLED已經實現了很高的效率，但由於磷光材料中銥、鉑等重金屬的存在，成本較高，大電流密度下效率衰減嚴重，材料不可持續發展。在前期利用三重態上轉換實現高效率紅光螢光OLED的基礎上，本研究擬利用螢光材料獲得和磷光效率相當的白光OLED，以降低成本，提高螢光白光OLED的效率。實驗採用時間分辨和瞬態衰減等測試技術手段，同時結合理論計算的方法，希望達到螢光發射幾乎100%內量子效率的白光OLED。這對更加深入的揭示三重態上轉換的規律和拓展其套用有著重要意義，也為螢光白光OLED的發展起到促進作用。

結題摘要

有機發光二極體所用磷光材料由於重金屬的存在，面臨高成本和不可持續發展的問題，而目前大多數白光有機發光二極體也離不開磷光材料。因此，使用成本更加低廉的螢光材料構建全螢光發射的白光有機發光二極體就變得非常重要。本項目旨在利用三重態激子上轉換去實現更多的三重態激子利用，從而獲得高效率和光譜穩定的全螢光白光有機發光二極體。通過前期單色光器件的製備到後期白光的結構設計以及光譜和瞬態衰減壽命的測試和分析，本項目重點採用了熱活化延遲螢光材料或者激基複合物這種具有電荷轉移特性的材料作為主體，傳統螢光發光材料作為摻雜劑構建白光有機發光二極體，最終實現了高效率和高色穩定性的全螢光白光有機發光二極體。遺憾的是，所得全螢光白光有機發光二極體最高的外量子效率為11.6%，按20%的耦合輸出效率計算，其內量子效率為58%，雖然相對於傳統的螢光有機發光二極體效率有了很大提升，但是沒有達到和磷光器件相當的效率。究其原因，還是傳統螢光材料的三重態激子無輻射躍遷嚴重，導致低的激子利用率。如若採用第三代螢光發光材料，相信效率可以得到進一步的提升，後期也會繼續跟進研究。此外，本項目對熱活化延遲螢光材料或者激基複合物作為主體的通用性進行了研究，將螢光，磷光或者稀土配合物發光材料分別作為摻雜劑摻入其中，發現了這種主體具有廣泛的通用性，能夠敏化各類發光材料，而且可以實現相比傳統主體，電壓更低，效率更高，效率衰減更小的有機發光二極體。將這類主體套用在白光有機發光二極體中可以有效降低器件的功率損耗，這對白光有機發光二極體的未來產業化具有一定的推動意義。