东京工业大学的研究人员证明，基于典型蓝色荧光发射器的上转换有机发光二极管 (OLED) 可在 1.47 V 的超低开启电压下实现发射。他们的技术规避了蓝色 OLED 的传统高电压要求，从而为商用智能手机和大屏幕显示器带来了潜在的进步。

蓝光对于发光设备、照明应用以及智能手机屏幕和大屏幕显示器至关重要。然而，由于其功能需要高施加电压，开发高效的蓝色有机发光二极管(OLED)具有挑战性。传统的蓝色 OLED 通常需要 4 V 左右的电压才能实现 100 cd/m 2的亮度;这高于 3.7V 的工业目标——智能手机常用的锂离子电池的电压。因此，迫切需要开发能够在较低电压下工作的新型蓝色OLED。

对此，东京工业大学和大阪大学的井泽精一郎副教授与富山大学、静冈大学和分子科学研究所的研究人员合作，最近提出了一种新型OLED器件，具有显着的超低开启电压蓝色发射电压为 1.47 V，峰值波长为 462 nm (2.68 eV)(如图 1 所示)。他们的工作将发表在《自然通讯》上。

该 OLED 中所用材料的选择会显着影响其开启电压。该装置利用NDI-HF(2,7-二(9H-芴-2-基)苯并[1Mn][3,8]-菲咯啉-1,3,6,8(2H,7H)-四酮)作为受体，1,2-ADN(9-(萘-1-基)-10-(萘-2-基)蒽)作为供体，TbPe(2,5,8,11-四叔丁基苝)作为荧光掺杂剂。该 OLED 通过称为上转换 (UC) 的机制运行。这里，空穴和电子分别注入给体(发射体)和受体(电子传输)层。它们在供体/受体 (D/A) 界面处重组，形成电荷转移 (CT) 状态。Izawa 博士指出：“D/A 界面的分子间相互作用在 CT 状态形成中发挥着重要作用，更强的相互作用会产生更好的结果。”

随后，CT态的能量选择性地转移到发射极的低能第一三重激发态，通过三重态-三重态湮没(TTA)形成高能第一单重激发态，从而产生蓝光发射。 。“由于 CT 态的能量远低于发射极的带隙能量，具有 TTA 的 UC 机制显着降低了激发发射极所需的施加电压。结果，这种 UC-OLED 在仅需 1.97 V 的电压下即可达到 100 cd/m 2的亮度，相当于商用显示器的亮度。”Izawa 博士解释道。

实际上，这项研究使用商业显示器中广泛使用的典型荧光发射器，有效地生产了一种在超低开启电压下发出蓝光的新型 OLED，从而标志着向满足蓝色 OLED 的商业要求迈出了重要一步。它强调了优化 D/A 接口设计对于控制激子过程的重要性，并且不仅为 OLED 带来了希望，也为有机光伏和其他有机电子器件带来了希望。

让我们预祝这项技术早日实现商业化!