日本新技术可有效延长OLED寿命

   2016-04-17 电子时报9800
核心提示:日本九州大学有机光电研究中心(OPERA)研究人员曾在2012年发表利用热活性延迟萤光(TADF)制作制作高效率有机发光元件的流程,该团队日前于学术期刊Scientific Report发表最新论文,展示如何透过简易结构修正大幅延长TADF发光元件的寿命。

日本九州大学有机光电研究中心(OPERA)研究人员曾在2012年发表利用热活性延迟萤光(TADF)制作制作高效率有机发光元件的流程,该团队日前于学术期刊Scientific Report发表最新论文,展示如何透过简易结构修正大幅延长TADF发光元件的寿命。

据Nanowerk网站报导,九州大学新开发的分子类型可将电能转换为光能,增加OLED效率并有效降低OLED显示器和照明面板成本。OLED通常由多重功能相异的有机薄膜层组成,核心为发光的有机分子,由带有负电荷的电子和带有正电荷的电洞互相结合后释出光和热。


目前最普遍的OLED发光材料分子共两种,一种是价格较低但只有25%电荷可用于发光的萤光材料,以及使用铂或铱等贵金属、可产生100%电荷的磷光材料。

九州大学开发的TADF发光元件,透过巧妙的分子设计,无需像磷光材料般使用高成本的贵金属,即可将所有电能转化为光能,具有效率和成本优势。只不过无论使用何种材质,OLED的发光效率都会在使用一段时间后衰退,进而影响OLED的商业化应用。


该篇论文第一作者Daniel Tsang表示,尽管原始TADF元件在使用85小时后亮度只会衰退5%,但经过简单修正结构之后,可将衰退发生时间延后8倍。


研究人员利用厚度介于1~3纳米、内含锂的薄Liq (8-hydroxy-quinolinato lithium) 层,将电洞阻挡层(hole blocking layer)上下夹住,如此一来便可将绿色发光体4CzIPN导入TADF材料,防止电洞过早离开元件。研究人员同时套用其它文献发表过的增强措施,将电子传输材料参杂于主发光体层,并在电子传输层加入Liq,进一步延长整体寿命至16倍。研究人员亦发现使用Liq层元件的陷阱数量(trap)减少许多,而这些陷阱就是捕捉电荷,阻碍电荷在元件中自由移动的一种缺陷。


透过热刺激电流(thermally stimulated current)程序可以观察到这些缺陷,困在陷阱中的电荷因为多了和其它电荷互动的机会,可产生破坏分子结构的电兴奋(electrical excitation),导致发光衰退。


TADF的下一步挑战将是改善磷光材料色度不足的缺点,成为稳定又有效率的蓝光发光材料。

 
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