实验室研发提高OLED光效率途径 发光效率提升60%

在实验室研发中,将OLED器件的光效率(通常指外部量子效率 EQE, External Quantum Efficiency)提升60%是一个极其宏伟的目标,意味着需要从现有水平(可能只有几个百分点)提升到一个相当高的水平(可能达到30%-50%甚至更高)。这通常需要系统性的研究、多方面的突破,并且可能涉及材料、器件结构、工艺等多个层面的创新。
以下是一些关键的实验室研发途径,旨在大幅提升OLED的光效率:
"1. 材料科学的突破 (Material Science Breakthroughs):"
"开发超高荧光量子效率 (Φf > 100%) 的发光材料:" "挑战:" OLED主要依赖荧光发射,要达到100%以上量子效率需要克服自吸收(Self-Absorption)的限制。这通常需要开发具有特殊分子结构(如非对称分子、限制旋转结构)的材料,使得激发态和基态的电子云分布差异最大化,从而减少激发态分子对自身发射光的吸收。 "实验室方向:" 设计、合成、表征具有优异荧光特性、低自吸收、合适能级和优异热稳定性的新型有机分子或聚合物。利用理论计算(DFT、TDDFT)指导分子设计,预测和优化分子堆积和电子态特性。 "探索和优化电致磷光 (Phosphorescence, Φf > 25%) 材料:" "

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韩国汉阳大学的Kim JaeHoon教授在6月份UBI研讨会上,公布了一种控制 OLED 发光偏振的方法,可以使OLED发光层的发光效率提升60%以上。

在 LCD 中,使用两个线性偏振片作为光线的开关,达到传输或阻止光从背光源通过的效果。而OLED则不同,只使用一个圆偏振片,用于防止外部光线的反射,增加户外能见度。

由于使用了偏振片,OLED发光亮度会减少50%,使原本亮度不高的OLED屏幕更加昏暗。为了改善O LED显示 器的亮度,各显示公司致力于改良器件结构、研究光学提取技术和开发更高效的材料,试图通过改善发光机制来补偿偏光片造成的50%光损失。

对此,Kim,Jae-hoon教授从一个全新的角度来思考提高OLED效率的方法,即改变OLED器件发光的偏振特性,减少偏振片造成的光损失。

Kim Jae hoon教授解释:“高分子OLED发光材料产生的一般都是高线性的线偏振光。当这种光穿过含有手性分子的发光层时,它可以变成了圆偏振光,理论上,相应角度的圆偏振光可以毫无损失的通过OLED偏光片,光效率提高100%,这样就可以实现更低功耗,更亮的OLED屏幕。

利用这一原理,Kim Jaehoon教授和他的团队成员研制出比现有发光效率高60%的OLED屏幕,未来Kim Jae hoon教授还将基于小分子OLED发光材料继续开展发光偏振化的研究(注:目前量产的 AMOLED 屏幕都使用小分子OLED发光材料)。

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