深圳北理莫斯科大学Adv. Sci.：主体工程打造更持久亮丽的蓝色OLED！

知光谷 · 公众号 · · 2024-10-11 08:01

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文章亮点：

（1）高工作稳定性：采用蒽衍生物作为三重态-三重态上转换（TTU）主体材料，极大地提高了蓝光OLED的工作寿命。

（2）窄带发射和高效率：所开发的OLED具有窄带发射峰（476 nm）和16 nm的半峰全宽（FWHM），同时实现了CCE高达154.3 cd/A的电流效率，满足了BT.2020标准对深蓝色的需求。

蓝光有机发光二极管（OLED）作为有机显示和照明技术的重要组成部分，其发展受到效率和稳定性的双重挑战，特别是商用蓝色OLED的效率和寿命相对较低，这些挑战原因在于三重态-三重态湮灭（TTA）、三重态-极化子湮灭（TPA）等过程导致器件退化，亟需进行技术突破。尽管通过引入双发光层结构、热活化延迟荧光（TADF）材料等策略有所改进，但蓝光OLED的寿命和效率仍未达到商业化要求。

本论文研究了两种新型蒽-二苯并呋喃为骨架的主体材料，通过掺杂具备窄光谱发射优势的多重共振热活化延迟荧光（MR-TADF）蓝光发光体作发光层，成功构建高性能p-i-n型OLED器件，实现高色纯度的深蓝光发射（发射峰位于463 nm，半高全宽FWHM=26 nm），更将器件在1000 cd m−2初始亮度下的寿命（LT90）提升至249小时，显著优于传统材料MADN。通过瞬态电致发光以及激子动力学理论计算阐明了该三线态-三线态上转换（TTU）荧光发光过程中低效率滚降特征及存在的激子损耗过程。为了挖掘此类主体材料在实际应用中的潜力，本研究进一步构建顶发射型器件，受益于微腔结构TE-OLED器件的发光光谱半峰宽缩减至16 nm，从而获得了几乎满足BT.2020 标准的纯蓝光发射（CIE坐标：（0.136, 0.048），电流效率CCE高达154.3 cd A−1）。

该研究不仅为蒽基TTU主体材料的设计策略提供了新的视角，更为开发更加稳定的窄带发射深蓝光OLED器件开辟了新的道路，推动了蓝色OLED在高端显示器中的大规模应用，并将进一步推动有机发光技术的发展。