Adv. Funct. Mater.：具有高发光效率的白光OLED

【引言】

由于有机发光二极管（OLED）具有高质量和健康的白光以及机械灵活性等优异性能，因此被认为是下一代显示器和固态照明光源最有前途的技术。但是，发光效率一直是限制其发展主要因素，在不久的将来，未来商业化的OLED应用将需要高亮度和低功耗，但是具有真正高发光效率（> 100lm W^-1）的OLED仍然是非常具有挑战性的。

【成果简介】

近日，来自苏州大学的冯敏强教授（通讯作者）的团队在Adv. Funct. Mater.上发表了题为White Organic LED with a Luminous EfficacyExceeding 100 lm W⁻¹without Light Out-Coupling Enhancement Techniques的文章，该团队采用激光复合物作为主体，同时将其与二极管彩色磷光染料混合构成高度理想的暖白色发光。发光效率得到显着提高（LE为105.0 lm W^-1，CE为83.6 cd A^-1，EQE为28.1％），同时实现了良好的色彩稳定性。LE和EQE预计分别约为210.0 lm W^-1和56.2％，非常接近理论的上限效率。

【图文导读】

图1：两种不同的能量传递模式

供体（D）和受体（A）是激光复合物的构成分子。ISC和RISC分别是系统间交叉和反向系统间交叉过程。S₁和T₁分别是单线态和三线态。k_FRET，k_DEX，k_ISC，k_RISC，k_F和k_P分别是Förster能量转移，Dexter能量转移，ISC，RISC，荧光和磷光过程的速率常数。

图2：mCP，B3PyMPM和B4PyMPM的分子结构及其对应PL光谱图

a)：mCP，B3PyMPM和B4PyMPM的分子结构；

b)：在300K下沉积膜中的mCP，B4PyMPM和mCP：B4PyMPM的PL光谱；

c)：在300K下沉积膜中mCP，B3PyMPM和mCP：B3PyMPM的PL光谱。

图3：激光复合物形成过程以及相应的瞬态衰变曲线图

a)：mCP的激光复合物形成过程；

b)：mCP和B4PyMPM的瞬态衰变曲线；

c)：mCP的瞬时衰变曲线：B4PyMPM（以1:1的重量比）共掺杂膜（在300K下测量）。对于mCP，B4PyMPM和mCP：B4PyMPM，激发波长分别为300nm，检测波长分别为350,410和440nm。

图4:发光效率-电流-电压-电流密度关系图以及EL光谱图

a)：发光效率-电流效率-亮度特性图；

b)：使用mCP的器件的电流密度-电压-亮度特性：B4PyMPM：FIrpic作为发光层；

c)：蓝光OLED在1000cd m^-2下的EL光谱。所有数据都是在空气气氛下测量的。

图5:器件图以及相关发光效果图

a)：白光OLED的器件结构；

b)：发光效率-电流效率-亮度特性，插图为相应白光LED图像；

c)：电流密度-电压-亮度特性图；

d)：外部量子效率-电流密度曲线。绿色实线是测量数据，而两条蓝色虚线是考虑到TTA和SPA模型后的EQE。所有数据在空气气氛下测量。

图6:色坐标

EL光谱依赖于亮度和白光OLED在500和5000 cd m^-2亮度下的相应CIE坐标。

【小结】

通过采用激光复合物作为主体，将其与二极管彩色磷光染料混合的方法，使得发光效率得到显着提高（LE为105.0 lm W^-1，CE为83.6 cd A^-1，EQE为28.1％），同时实现了良好的色彩稳定性。除了说明激子约束对整体器件性能的影响外，该团队还描述了“零”注入或传输屏障的重要性，并且几乎没有能量损耗，通过合理设计器件结构达到高发光效率。该团队的工作为具有超高发光效率的OLED提供了一个有希望的途径，有可能推动低功耗应用的发展显示和照明市场。

文献链接：White Organic LED with a Luminous EfficacyExceeding 100 lm W⁻¹without Light Out-Coupling Enhancement Techniques（Adv. Funct. Mater., 2017, DOI: 10.1002/adfm.201701314）

本文由材料人电子电工学术组杨超整理编辑。

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