高流石:长时间过上高效,纯蓝色OLED

OLED寿命测试

在日本九州大学的研究人员开发的高效纯蓝色有机发光二极管(OLED)正在检测衡量其一生。基于使用双分子工艺发光的高浊度,与其他高效装置相比,OLED发射纯蓝色发射,并表现出显着改善的寿命,而不是使用昂贵的金属原子。信誉:九州大学Masaki Tanaka

新颖的方法表明了使用有机发光二极管克服显示器中的蓝色发射瓶颈的承诺。

利用新的发射器分子组合,日本的研究人员已经证明了一种新的方法,最终克服了使用有机发光二极管面临的主要挑战:蓝色光源与红色和绿色的优异性能相匹配。

通过分裂两个分子之间的能量转换和排放过程,研究人员达到了高效率的纯蓝色发射的装置,相对较长的时间保持亮度,并且缺乏任何昂贵的金属原子 - 这是一组难以实现的属性同时获得。

赞誉其鲜艳的颜色和能力,形成薄甚至柔性器件,有机发光二极管或OLED,使用含碳分子将电力转化为光线。

与使用液晶技术的LCD技术不同,OLED显示屏的红色、绿色和蓝色分别发射像素可以完全单独打开和关闭,从而产生更深的黑色并降低功耗。

然而,特别是蓝色OLED在效率和稳定性方面是瓶颈。

“越来越多的选择存在红色和绿色oled具有优良的性能,但设备发射高能蓝光是更大的挑战,与权衡几乎总是发生在效率、色纯度,成本,和一生,“Chin-Yiu Chan说,九州大学的研究员有机光子学和电子学研究中心(歌剧)和作者的研究报告的结果自然光子学

虽然基于荧光过程的稳定蓝色发射器经常用于商业显示,但它们的最高效率很低。所谓的磷光发射器可以达到100%的理想量子效率,但它们通常表现出较短的操作寿命,并且需要昂贵的金属,如铱或铂。

作为替代方案,歌剧研究人员一直在开发基于热活化延迟荧光的过程发光的分子,通常缩写为TADF,这可以在没有金属的情况下实现优异的效率原子但通常表现出包含更广泛颜色的排放。

“展示展示的颜色范围与红色,绿色和蓝色像素的纯度直接相关,”歌剧总监Chihaya Adachi解释说。“如果蓝色发射不纯,则需要过滤器来提高颜色纯度,但这种浪费能量。”

Kwansei Gakuin University的Takuji Hatakeyama的集团最近报道了一个有前途的道路,以克服基于独特的分子设计的纯度问题高效,纯蓝色TADF发射器但是分子,命名为ν-dabna,在操作下迅速降解。

与Hatakeyama合作,歌剧研究人员现在发现,通过将ν-dabna与在歌剧中开发的额外的TADF分子组合作为中间的高速能量转换器,仍然可以大大提高寿命。

“在oled中,四分之三的电荷结合在一起形成三联态,而TADF分子可以将这些不发光的三联态转化为发光的单线态,”与Chan密切合作的OPERA研究人员Masaki Tanaka解释道。

“然而,ν-DABNA在转换高能三联体时有些慢,这些三联体经常在退化中发挥作用。为了更快地摆脱危险的三胞胎,我们加入了一种中间体TADF分子,它可以更快地将三胞胎转化为单链体。”

虽然中间分子能快速地将三联体转化为单链,但它的发射光谱很宽,能产生天蓝色的发射。尽管如此,中间体可以将许多处于高能量状态的单线态ν-DABNA转移到ν-DABNA,使其快速纯蓝色发射。

“与大多数发射器相比,ν-dabna可以吸收的波长非常接近它发射的颜色。这个独特的财产使得能够从广泛发射中介获得大部分能量,仍然发出纯蓝色,“陈说。

使用这种已经被称为高荧光的两分子方法,研究人员在高亮度下实现了比以前所报道的具有相似颜色纯度的高效OLED的较长亮度。

“这种方法可以从我们以前发育的分子延伸纯蓝色排放的寿命真的非常令人兴奋,”哈克萨马说。

采用串联结构,基本上堆叠两个装置,以便在相同电流的发射中有效地加倍发射,在高亮度下几乎翻了一下,并且研究人员估计其亮度的50%超过10,000小时更适中的强度。

Adachi说:“虽然这对于实际应用来说还太短,但更严格的制造条件控制往往会导致更长的寿命,所以这些初步结果为这种方法最终获得高效和稳定的纯蓝色OLED指明了一个非常有前途的未来。”

Chan补充道:“在不久的将来,我希望蓝色高荧光oled能够取代目前的蓝色oled用于超高清显示器。”

参考文献:“稳定的纯蓝色高荧光有机发光二极管,高效率和窄发射”,作者:陈振耀,田中正,李一亭,黄耀荣,中野谷Hajime,畠山卓二和足achi, 2021年1月4日,自然光子学
DOI:10.1038 / s41566-020-00745-z

资金:建立教育,文化,体育,科学技术部的区域创新生态系统计划

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