Чисто органический белый светодиод с одним допантом достиг рекордной квантовой эффективности 27,1%
Ученые создали прототип белого органического светодиода на одной молекуле с рекордной внешней квантовой эффективностью 27,1%.
Исследователи из Цзилиньского университета и Лаборатории Цзи Хуа разработали прототип чисто органического белого органического светодиода (WOLED) на базе одного допанта, показавший рекордную максимальную внешнюю квантовую эффективность (EQEmax) на уровне 27,1% oup.com
National Science Reviewoup.comОткрыть источник ↗. Ранее параметры аналогичных устройств не превышали 15% из-за неполного использования экситонов, о чем сообщает журнал National Science Review. Полученный прототип излучает теплый белый свет с координатами цветности CIE (0,35, 0,50) и демонстрирует время непрерывной работы LT80 в 398 часов при начальной яркости 1000 кд/м².
Двойной механизм излучения MR-TADF
Для создания эмиттера инженеры соединили две мультирезонансные единицы тиофеновым мостиком, расширив сопряженный π-скелет молекулы, названной Th-DBN. В отличие от стандартных методов подавления агрегации, конструкция намеренно стимулирует образование эксимеров — возбужденных молекулярных пар. Изолированные мономеры Th-DBN обеспечивают сине-зеленое свечение на длине волны 499 нм, тогда как эксимеры излучают оранжево-желтый свет на 588 нм. Смешение этих спектральных полос дает теплый белый спектр с коррелированной цветовой температурой около 4400 К.
Оба излучательных канала функционируют по механизму термоактивированной замедленной флуоресценции (MR-TADF) и обладают схожей скоростью обратной интеркомбинационной конверсии. Это позволяет собирать триплетные экситоны как в мономерах, так и в эксимерах. Фотолюминесцентный квантовый выход легированной пленки составил 98,8%, что указывает на отсутствие безызлучательных потерь энергии при агрегации.
Характеристики прототипа светодиода
При концентрации Th-DBN 8% по массе в биполярной матрице напряжение включения устройства составило 2,4 В, а предельная яркость превысила 17 000 кд/м². Помимо EQE в 27,1%, диод показал максимальную токовую эффективность 69,6 кд/А и световую отдачу 90,6 лм/Вт oup.com
National Science Reviewoup.comОткрыть источник ↗. Применение эксиплексной матрицы расширило зону рекомбинации носителей заряда и обеспечило ресурс LT80 в 398 часов при 1000 кд/м². Для компенсации спада в синей области авторы также протестировали добавление второго синего излучателя, доведя индекс цветопередачи до 63 при координатах CIE (0,33, 0,34).
