超荧光：高效纯蓝色OLED万岁

日本九州大学研究人员开发的高效纯蓝色有机发光二极管（OLED）正在测试中，以测量其使用寿命。基于使用两分子工艺发光的超荧光技术，与其他高效器件相比，OLED均发出纯蓝光发射，并显着提高了使用寿命，而所有这些器件均不使用昂贵的金属原子。

新颖的方法显示出有望克服使用有机发光二极管的显示器中蓝色发射的瓶颈。

日本研究人员使用发射器分子的新组合，展示了一种新颖方法的希望，该方法最终可以克服使用有机发光二极管的显示器所面临的主要挑战：蓝光源与红，绿二极管的出色性能相匹配。

通过将能量转换和发射过程划分为两个分子，研究人员获得了能够高效产生纯蓝色发射，保持相对较长时间的亮度并且缺乏任何昂贵的金属原子的设备-到目前为止，这些特性很难实现。同时获得。

有机发光二极管或简称OLED因其鲜艳的色彩和形成薄薄甚至柔性器件的能力而广受赞誉，它们使用含碳分子将电转化为光。

与使用液晶的LCD技术不同，LCD技术选择性地阻止了覆盖许多像素的经过过滤的背光的发射，而OLED显示器的单独的红色，绿色和蓝色发光像素可以完全打开或关闭，从而产生更深的黑色并降低了功耗。

然而，就效率和稳定性而言，特别是蓝色OLED成为瓶颈。

陈奇耀表示，具有出色性能的红色和绿色OLED的选择越来越多，但是发出高能蓝光的设备更具挑战性，几乎总是在效率，色纯度，成本和寿命之间进行权衡。是九州大学有机光子学和电子学研究中心（OPERA）的研究员，并在研究中报告了自然光子学的研究成果。

尽管基于荧光的稳定蓝光发射器经常用于商业显示器，但它们的最大效率低。所谓的磷光发射器可以实现100％的理想量子效率，但是它们通常表现出较短的工作寿命，并且需要昂贵的金属，例如铱或铂。

作为替代方案，OPERA研究人员已经开发了基于热激活延迟荧光（通常缩写为TADF）的过程发光的分子，该分子可以在没有金属原子的情况下实现出色的效率，但通常会发出包含更广泛颜色的发光。

“显示器可以产生的颜色范围与红色，绿色和蓝色像素的纯度直接相关，” OPERA主任Chihaya Adachi解释说。“如果蓝色发射的光谱不是很窄，那么就需要使用滤光片来提高色纯度，但这会浪费发射的能量。”

关西学院大学的Takuji Hatakeyama研究小组最近报告了一种有前途的途径来克服纯度问题，该问题基于高效高效的纯蓝色TADF发射体的独特分子设计，但名为-DABNA的分ν子在运行时迅速降解。

通过与Hatakeyama合作，OPERA研究人员现在发现，通过将-DABNA与OPERA开发的作为中间高速能量转换器的附加νTADF分子结合，可以大大提高使用寿命，同时仍然获得窄发射。

与Chan紧密合作的OPERA研究人员田中正树（Masaki Tanaka）解释说：“四分之三的电荷在OLED中结合形成能态，称为三重态，而TADF分子可以将这些不发光的三重态转化为发光单重态。”

“但ν是，-DABNA转换高能三重态的速度有些慢，而三重态三重态通常在降解中发挥作用。为了更快地摆脱危险的三胞胎，我们加入了一个中间的TADF分子，该分子可以更快地将三胞胎转化为单重态。”

尽管中间分子能够快速地将三重态转化为单线态，但它的发射光谱范围广，可产生天蓝色发射。但是，中介程序可以将其许多处于高能状态的单重态转移到-DABNA上ν，以实现快速和纯净的蓝色发射。

“与大多数发射器相比，-DABNAν可以吸收的波长非常接近其发射的颜色。“这种独特的性质使其能够从宽幅排放的中介中吸收大部分能量，并且仍然发出纯蓝色。” Chan说。

使用这种被称为超荧光的两分子方法，研究人员在高亮度下获得了比以前报道的具有相似色纯度的高效OLED更长的使用寿命。

Hatakeyama说：“这种方法可以延长我们先前开发的分子发出的纯蓝色光的寿命，真是令人兴奋。”

采用串联结构，基本上将两个设备堆叠在一起，以在相同电流下有效地将发射功率增加一倍，在高亮度下，寿命几乎增加了一倍，研究人员估计设备可以在超过10,000小时的时间内保持其亮度的50％在中等强度的情况下。

“尽管对于实际应用而言这仍然太短了，但是严格控制制造条件通常会导致更长的使用寿命，因此这些初步结果为这种方法最终获得高效稳定的纯蓝色OLED指明了非常有希望的未来，”他说。足立

“我希望在不久的将来，蓝色超荧光OLED可以代替当前的蓝色OLED用于超高清显示器，” Chan补充说。

参考：陈真耀，田中正树，李以廷，黄耀荣，中野肇ji，鸠山卓司和足立千aya的稳定，高效且发射窄的纯蓝色超荧光有机发光二极管， 2021年1月4日，“自然光子学。DOI：
10.1038 / s41566-020-00745-z

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