查看原文
其他

华南理工大学赵祖金教授《Nat. Commun.》: 利用夹心结构和层间敏化策略实现高效率低滚降全荧光白光OLED

老酒高分子 高分子科技
2024-09-08
点击上方“蓝字” 一键订阅

白光OLED(WOLED)作为一种新型的固态光源,在照明领域展现了广阔的应用前景。除了外量子效率(EQE)外,功率效率(PE)的提升将为白光器件带来高能效比、长寿命等优势,因此是目前学术界和工业界的研究重点之一。尽管基于贵金属配合物的磷光材料的WOLED已经表现很好的性能,但是其较高的成本让科研工作者的目光转向基于纯有机全荧光材料的WOLED。鉴于热活化延迟荧光(TADF)材料在OLED器件中能够实现接近100%的激子利用率的优势,基于TADF材料制备WOLED器件在过去几年也得到了广泛的关注。其中,TADF材料敏化传统荧光(CF)客体的器件制备工艺已取得了显著的进步,由此可以充分利用TADF材料和CF客体各自的优势,实现具有优异效率和良好光色的WOLED。

近日,华南理工大学赵祖金教授报道了一种基于夹心结构的双色全荧光WOLED器件。通过将橙光发光层包夹在两层蓝光发光层中制备的双色WOLED器件能够有效抑制激子湮灭,其PE和EQE分别高达130.7 lm W-1 和31.1%。与此同时,利用橙光材料的电子捕获特性,构建了新型的层间敏化结构,成功制备出了PE和EQE分别高达110.7 lm W-1和30.8%的三色全荧光WOLED器件。这两种双色和三色全荧光WOLED器件均实现了文献报导的最高功率效率,并且在1000 cd m-2的亮度下都能维持较高的PE和EQE,具有优异的效率稳定性(图1)。

图1. 双色和三色全荧光WOLED的器件结构、最大效率、发射光谱及所用的发光材料。

通过单载流子器件的制备与测试,发现橙色发光材料4CzTPNBu具有较强的电子捕获,这种捕获会导致在器件界面上的激子浓度过高从而发生猝灭,影响器件性能。将4CzTPNBu的位置向发光层中间移动,并且利用具有优异非掺杂电致发光性能的蓝色发光材料TCP-BP-SFAC作为主体同时兼具发光层功能,可以有效提高激子利用率。与此同时,由于4CzTPNBu的电子捕获特性,将传统红色荧光材料DBP掺杂至靠近空穴传输层一侧的蓝光层中,不仅可以有效避免激子在DBP上复合,又能被4CzTPNBu层间敏化,实现高效的三色WOLED器件(图2)。基于这种设计方案,还制备出了适用于高稳定性的双色和三色WOLED器件,在100 cd m-2的初始亮度下器件寿命超过50000小时,最大PE超过100 lmW-1,具有很好的实际应用前景(图3)。

图2. a 单载流子器件的电压-电流密度曲线; b 双色WOLED器件的三明治夹心结构的工作机理示意图;  c 三色WOLED器件的层间敏化机理示意图。

图3. 适用于稳定性测试的器件W3-1~W3-3在不同初始亮度下的衰减曲线、性能数据以及光谱。

该工作制备的WOLED器件体现了目前文献报道的全荧光WOLED器件的最高水平,研究内容以“All-fluorescence white organic light-emitting diodes with record-beating power efficiencies over 130 lm W1 and small roll-offs”为题发表在Nature Communications上。该工作的第一作者是华南理工大学博士研究生刘昊,通讯作者为华南理工大学赵祖金教授。该工作受到国家自然科学基金委基础科学中心项目(21788102)的支持。


全文链接:

https://www.nature.com/articles/s41467-022-32967-w?utm_source=xmol&utm_medium=affiliate&utm_content=meta&utm_campaign=DDCN_1_GL01_metadata


相关进展

华南理工大学赵祖金教授 JACS:空间共轭与价键共轭协同作用实现单分子电输运的多重量子干涉态

华南理工大学赵祖金教授 Small:磷化膦哚阳离子AIE抗菌剂高效治疗耐药细菌感染

杭师大卢华教授、华南理工大学赵祖金教授 AFM : “风车型”HLCT材料 - 激发态调控实现高效近紫外OLED

华南理工大学赵祖金教授《Adv. Sci.》:“化直为曲” - 折叠型空间共轭电子传输材料

华南理工大学赵祖金教授《Adv. Opt. Mater.》:具有快速反向系间窜越速率和高水平偶极取向的高性能天蓝色延迟荧光材料

华南理工大学赵祖金教授《ACS Nano》:基于9,10-菲醌(PQ)的 I 型光动力-光热协同治疗的新材料体系

华南理工大学赵祖金教授《Nat. Commun.》:基于折叠五联苯构筑机械力可控的单分子电位计

华南理工大学赵祖金教授:基于 AIE 基元构筑 I 型光敏剂用于内质网应激介导的光动力治疗

香港科大教授唐本忠院士、新加坡国大刘斌教授、华南理工赵祖金教授: 高效近红外荧光基团用于靶向光动力疗法和体内双光子荧光生物成像

华南理工大学唐本忠院士团队‒赵祖金教授:新型聚集诱导延迟荧光(AIDF)材料


高分子科技原创文章。欢迎个人转发和分享,刊物或媒体如需转载,请联系邮箱:info@polymer.cn

诚邀投稿

欢迎专家学者提供稿件(论文、项目介绍、新技术、学术交流、单位新闻、参会信息、招聘招生等)至info@polymer.cn,并请注明详细联系信息。高分子科技®会及时推送,并同时发布在中国聚合物网上。

欢迎加入微信群 为满足高分子产学研各界同仁的要求,陆续开通了包括高分子专家学者群在内的几十个专项交流群,也包括高分子产业技术、企业家、博士、研究生、媒体期刊会展协会等群,全覆盖高分子产业或领域。目前汇聚了国内外高校科研院所及企业研发中心的上万名顶尖的专家学者、技术人员及企业家。

申请入群,请先加审核微信号PolymerChina(或长按下方二维码),并请一定注明:高分子+姓名+单位+职称(或学位)+领域(或行业),否则不予受理,资格经过审核后入相关专业群。

这里“阅读原文”,查看更多


继续滑动看下一个
高分子科技
向上滑动看下一个

您可能也对以下帖子感兴趣

文章有问题?点此查看未经处理的缓存