OLED技术在近年来取得了显著的发展,内部量子效率的提升一直是研究的重点方向。未来一年,OLED 技术提高内部量子效率的方法可能有以下几种:
一、优化磷光材料
采用高刚性结构的磷光材料:有机发光二极管开发和商业化的一项关键突破是将磷光材料用作发光材料,与荧光材料相比,磷光材料的内部量子效率提高了 3 倍。在所有磷光材料中,方形平面铂(Ⅱ)配合物由于高的结构刚性而表现出磷光量子产率高、磷光寿命短以及化学和热稳定性高等优点,这对于实现具有长使用寿命的 OLED 至关重要。通过进一步研究和开发具有更高刚性结构的磷光材料,可以提高 OLED 的内部量子效率。
调控配体结构:铂(Ⅱ)配合物由于其平面配位几何形状,可以轻松构建二齿、三齿或四齿配体,从而可显著调控铂(Ⅱ)配合物的光物理性质。对含二齿、三齿和四齿配体的单核及多核铂(Ⅱ)配合物在 OLED 发光材料中的应用进行研究,通过优化配体结构来提高器件性能。
二、利用热活化延迟荧光材料
提高三线态激子利用:热致延迟荧光(TADF)材料解决了 OLED 材料价格昂贵的问题,实现了荧光分子中三线态激子的有效利用,从而获得了 IQE 为 100% 的 OLED 器件。未来一年可以继续深入研究 TADF 材料,提高其性能和稳定性,以更好地利用三线态激子,提高 OLED 的内部量子效率。
设计新型 TADF 材料:设计和制备具有特定结构的深蓝光 TADF 材料,如以吡啶为受体、咔唑衍生物为供体的具有供体 - 受体 - 供体结构的材料(DCz-mPym、DtBCz-mPym 和 DBFCz-mPym)。通过研究材料的光物理数据、电化学性质以及效率滚降行为,优化材料结构,提高 OLED 的量子效率和减少效率滚降。
三、改善器件结构
构建界面激基复合物主体:利用 TPBi 和 NPB 作为电子给受体材料,两功能层之间可形成界面激基复合物,制备基于界面激基复合物主体的 OLED。通过在 NPB 中掺杂红色磷光染料 Ir (MDQ)₂(acac),可实现界面激基复合物向染料的高效能量传递,优化后红光器件的启亮电压低至 2.6V,最大电流效率可达 30.5cd/A,是一种高效的界面激基复合物主体红光器件。
采用混合主体:以 TAPC 和 mCP 混合主体具有双极性特性,有利于电荷传输平衡,扩大复合区域,降低驱动电压,从而提高器件效率。蓝色 TADF 材料 DMAC-DPS 稳定性好,有利于降低器件的制备成本,在混合主体中掺杂 DMAC-DPS 可以制备高效蓝光器件,再掺杂橙色磷光材料 PO-01,可得到高效稳定的暖白光 OLED,优化后白光器件的启亮电压为 3.2V,最大电流效率可达 22.2cd/A。
四、减少激子淬灭
抑制激子演化不利过程:研究高温环境对 OLED 中激子演化的影响,发现高温环境导致 Rubrene 薄膜中产生了大量的结构缺陷,限制了器件内部极化子对和激子的扩散,提高了单重态和三重态极化子对间的转换效率,从而导致高温环境下出现不利于内量子效率的系间窜越(ISC)过程。但缺陷对激子的俘获作用会抑制单重态激子向三重态激子的转换,导致单重态激子分裂(STT)过程在高温环境下减弱,从而提升器件的内量子效率。未来一年可以进一步研究如何减少高温等环境因素对激子演化的不利影响,抑制激子淬灭过程。
综上所述,未来一年 OLED 技术提高内部量子效率的方法可以从优化磷光材料、利用热活化延迟荧光材料、改善器件结构和减少激子淬灭等方面进行深入研究和探索。这些方法的综合应用有望进一步提高 OLED 的性能,推动 OLED 技术在显示和照明领域的广泛应用。
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