有機長余輝材料因為在信息加密、生物成像、余輝照明等方面的具有廣泛應用前景而引起了研究人員的關注。然而，由于現(xiàn)有的長余輝材料需要在晶態(tài)下或者在絕緣的剛性基質(zhì)中才能產(chǎn)生優(yōu)異的余輝發(fā)射，這使得有機電致長余輝器件的構(gòu)筑成為一個難題。
圖1: (a) 余輝OLEDs發(fā)射層的主客體摻雜策略示意圖；(b-c) 余輝OLEDs發(fā)光機制的雅布隆斯基圖。
主客體材料的選擇及其摻雜薄膜的光物理性質(zhì)
作者選擇常用的電子傳輸材料PPT作為主體（圖2），選擇長余輝性能優(yōu)異NPB作為客體，所制備的摻雜薄膜的光致磷光發(fā)射壽命可達414 ms，說明了PPT的剛性特性可以有效地將NPB與外界環(huán)境隔離，抑制其分子振動和旋轉(zhuǎn)。NPB/PPT摻雜膜優(yōu)異的長余輝性能，為基于它為發(fā)光層制備余輝OLEDs提供了前提。
圖2: (a) PPT和NPB的化學結(jié)構(gòu)；(b) 摻雜薄膜的熒光和磷光光譜；(c) 穩(wěn)態(tài)(上)、延遲光致發(fā)光(下)以及(d)薄膜的瞬態(tài)光致發(fā)光衰減曲線。
余輝OLEDs的發(fā)光性能及機理
由于摻雜薄膜的優(yōu)異電荷傳輸能力，所以器件表現(xiàn)出優(yōu)異的器件性能（圖3），啟動電壓和100 cd m-2亮度下的驅(qū)動電壓分別低至5.8 V和8.5 V；器件的EQE最高可達1.47%，這是目前所報道的余輝OLEDs的最高效率。在電激發(fā)下，器件表現(xiàn)出客體的熒光發(fā)射，在關閉電壓后，器件主要表現(xiàn)為客體的超長壽命磷光發(fā)射，器件余輝壽命可達356 ms。這些結(jié)果充分表明主客體摻雜是一種構(gòu)建兼具高器件效率和長余輝壽命的余輝OLEDs的可行策略。
圖3：(a)器件結(jié)構(gòu)(上)與能級圖(下)，(b)電流密度-電壓-亮度曲線圖，(c)效率-電流密度圖，(d)通電時(上)和斷電后(下)的電致發(fā)光光譜圖，插圖：(d) OLEDs器件通電(上)和斷電(下)狀態(tài)下的照片。(e)余輝OLEDs的瞬態(tài)電致發(fā)光衰減曲線。
另外，令人興奮的是，該類余輝OLEDs顯示出優(yōu)異的長余輝發(fā)射穩(wěn)定性，在超過10個開關周期后，其發(fā)光強度和余輝壽命幾乎保持不變（圖4），這歸因于發(fā)光層摻雜薄膜固有的穩(wěn)定余輝性能和器件平衡的載流子傳輸。此外，作者還分析了此類余輝OLEDs的發(fā)光過程：在外加電壓下，由于客體單線態(tài)激子的熒光強度遠遠大于其三線態(tài)激子的磷光，所以在這個過程中只能觀察到客體藍色熒光發(fā)射，當外加電壓關閉時，由于客體單線態(tài)激子的壽命短，熒光發(fā)射瞬間消失；同時，壽命超過300 ms的三線態(tài)激子則衰減緩慢，產(chǎn)生肉眼可見的綠色余輝。
原文鏈接：https://doi.org/10.1063/5.0093704
