密歇根大学发明了持久的蓝色OLED

密歇根大学(University of Michigan)电气与计算机工程教授Stephen Forrest领导的一个研究小组，通过开发一种新型蓝色PHOLED，在OLED技术方面取得了进展。

密歇根大学团队的蓝色OLED设计能够保持90%的蓝光强度，持续时间比目前发射类似深蓝色的型号长10-14倍。这一改进是实现美国能源部OLED灯寿命5万小时目标的关键一步。

目前，这些蓝色PHOLED适用于照明应用。然而，该团队认为，同样的设计原则可以适用于电视、手机屏幕和电脑显示器。使用蓝色PHOLED显示屏的设备电池寿命可能会提高30%。

20多年来，追求长寿命的蓝色OLED一直是有机电子领域的重大挑战。在这项研究之前，蓝色的PHOLEDs不够耐用，不能用于照明或显示，只有红色和绿色的PHOLEDs在实际使用中。在OLED显示器和白色OLED灯中，要完成RGB颜色范围，蓝光必不可少。

密歇根大学团队采用的创新方法涉及材料和光学工程的复杂相互作用。为了产生蓝光，该技术依赖于激发含有重金属的磷光有机分子。为了解决高能蓝光导致材料快速降解的固有问题，该团队开发了一种新型结构。他们将青色发射材料夹在两个反射镜之间，精细地调整间隙，选择性地增强深蓝色波长。这种结构设计确保只有所需的深蓝色光波持续并最终发射，这是实现目标颜色纯度和效率的关键因素。

此外，研究人员优化了与金属电极相邻的有机发光层的光学特性，引入了一种新的量子力学状态，称为等离激元激子极化激元(PEP)。这种状态的特点是电子输运材料中的激发态与金属阴极中的光波和电子振动同步。PEP态的存在加速了光的发射，有效地降低了激发态碰撞并引起降解的可能性。这种量子力学创新是提高蓝色OLED耐用性和效率的关键。

这项研究由美国能源部和通用显示公司(UDC)资助。

Reference

Zhao, H., Arneson, C.E., Fan, D. et al. Stable blue phosphorescent organic LEDs that use polariton-enhanced Purcell effects. Nature (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06976-8