日本九州大学开发出不含稀有金属的磷光OLED元件，外部量子效率超过5％

日本九州大学最尖端有机光电研究中心（OPERA）主管教授安达千波矢与助教合志宪一等开发出了不含稀有金属的高效率磷光OLED元件。这种OLED元件实现了超过5％的外部量子效率，这在不含稀有金属的高效率磷光OLED元件中为“世界最高水平”（九州大学）。此次的研究成果已刊登在英国学术杂志《Nature Photonics》的在线版上（论文概要）。

由于磷光材料可实现100％的内部量子效率，作为高效率的OLED材料备受业界期待。不过，以往的磷光材料含有铱（Ir）等稀有金属，比普通发光材料昂贵。因此，业内希望开发出不含昂贵的稀有金属的磷光材料。

为实现不含稀有金属的磷光材料，安达和合志曾提出过一种新的发光机制。该发光机制可使三态激发（T1）转换为单态激发（S1），但还存在需要提高转换效率的课题。此次，安达和合志找到了可将从T1转换为S1时，能隙（ΔEST）从原来的100meV降至50meV的方法，从而实现了高达86.5％的转换效率。具体来说，就是使用电子结构合适的给电子分子和受电子分子，通过在这两种分子间发生的电子跃迁来发光，从而将能隙（ΔEST）降低了50％。

图1：可将激发三重态（T1）转换为激发单重态（S1）的发光机制

图2：此次的OLED元件使用的两种分子——m-MTDATA和t-Bu-PBD的分子结构

图3：此次的OLED元件使用的两种分子的能级和发光跃迁