九州大學(xué)打破瓶頸設(shè)計(jì)出長(zhǎng)壽命“純藍(lán)光”O(jiān)LED

OLED（Organic Light-Emitting Diode），又稱為有機(jī)電激光顯示、有機(jī)發(fā)光二極管，屬于一種電流型的有機(jī)發(fā)光器件，具有厚度薄、響應(yīng)速度快、驅(qū)動(dòng)電壓低、工作溫度范圍廣、低能耗以及可制備柔性器件等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)今國(guó)內(nèi)外顯示和照明領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)課題之一。

目前，人們對(duì)紅光OLED和綠光OLED的研究已經(jīng)趨于成熟，但對(duì)藍(lán)光OLED的研究卻一直較為滯后。

普遍存在以下三個(gè)問題：

（1）發(fā)光效率較低；

（2）使用壽命較短；

（3）材料成本較高。

在此背景下，日本九州大學(xué)的安達(dá)千波矢研究團(tuán)隊(duì)基于熱活化延遲熒光——TADF（thermally activated delayed fluorescence）及超熒光技術(shù)設(shè)計(jì)了一種具有高效率、窄帶寬、強(qiáng)穩(wěn)定性的純藍(lán)光OLED。與以前報(bào)道的具有相似色純度的高效率OLED相比，研究人員在高亮度下獲得了更長(zhǎng)的使用壽命。 說明：因?yàn)橹暗拇蟛糠盅芯刻岬降乃{(lán)光OLED，發(fā)射光譜較寬且多為藍(lán)綠光OELD，所以這里強(qiáng)調(diào)純藍(lán)光OLED，與其區(qū)分。

該成果以“Stable pure-blue hyperfluorescence organic light-emitting diodes with high-efficiency and narrow emission”為題發(fā)表在Nature Photonics。 TADF是利用熱活化的方式實(shí)現(xiàn)熒光發(fā)射的一種材料，其本身不需要借助稀有金屬便可實(shí)現(xiàn)接近100%的轉(zhuǎn)換效率，因此被眾多研究人員所青睞。但與此同時(shí)也存在一些其他問題：比如發(fā)射光譜較寬、色純度較低等。 為了解決TADF電致發(fā)光色純度的問題，日本九州大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種新型天藍(lán)色的TADF材料——HDT-1（TPh2Cz2DPhCzBN），并應(yīng)用超熒光技術(shù)將一種窄帶的藍(lán)光發(fā)射材料——ν-DABNA（終端熒光摻雜材料）與HDT-1（輔助摻雜材料）共同沉積到基底中，這樣便可使HDT-1產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)移到ν-DABNA上，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)射光由天藍(lán)色到純藍(lán)色的顏色轉(zhuǎn)換，如圖2所示。

圖2新型純藍(lán)光OLED原理設(shè)計(jì)示意圖圖源：日本九州大學(xué) 通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試得知，這種新型的純藍(lán)光OLED表現(xiàn)出較高的性能：外部量子效率（EQE）可達(dá)27%、電致發(fā)光峰值為471nm、半峰全寬（FWHM）僅為18nm、CIE色坐標(biāo)為（0.15，0.20），這足以證明該設(shè)備已經(jīng)達(dá)到了高反射率、窄帶寬的藍(lán)光OLED的性能要求。 此外，研究人員進(jìn)一步采用雙單元堆疊串聯(lián)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試證明：在相同電流下，發(fā)射功率增加了一倍；在高亮度屬性下，壽命增加了一倍。在中等強(qiáng)度下（峰值亮度的50%），該設(shè)備可以在10000個(gè)小時(shí)內(nèi)保持其亮度。

圖3單單元和雙單元藍(lán)光OLED（結(jié)構(gòu)示意圖）圖源：Nature Photonics, 1-5. Fig S18 這種新型超熒光的純藍(lán)光OLED打破了現(xiàn)有藍(lán)光OLED的技術(shù)瓶頸，盡管它的使用壽命對(duì)于實(shí)際應(yīng)用而言仍然太短了，但是嚴(yán)格控制制造條件可以實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的使用壽命。因此這些初步結(jié)果為這種方法最終獲得高效穩(wěn)定的純藍(lán)光OLED指明了非常有希望的未來。在不久的將來，超熒光藍(lán)光OLED可以替代當(dāng)前的藍(lán)光OLED，用于超高清顯示器。

原文標(biāo)題：打破瓶頸！長(zhǎng)壽命的高效“純藍(lán)光”O(jiān)LED

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