11月7日，在第十一届中国国际半导体照明论坛(SSLCHINA2014广州大会)上，清华大学段炼博士做了高效和稳定的磷光器件演讲。
清华大学段炼博士
他首先提出几个疑问：从节能来讲，我们为什么需要白光?现在的LED已经很高，我们为什么还需要OLED?从节能来讲，现在的LED效率已经很高，我们为什么还需要OLED？能不能为了节能而牺牲光源的安全性和舒适性？
他解释到，从安全性和舒适性来讲，人们以前用的白炽灯、蜡烛是很好的，虽然光效比较低。白炽灯、蜡烛的发光光谱中，蓝光成分比较少；“作为夜间室内光源，LED的安全性跟传统光源，像白炽灯和蜡烛不能比，我们能不能只追求高效不追求安全。”
而OLED可以任意调节蓝光组分，从而获得安全的夜间室内光源，并且可以实现柔性器件和透明器件等等，这些都是OLED的优势所在。从理论上看，OLED的极限效率跟LED比不会差太多，目前日本松下的白光OLED效率做到156Lm/W。当然，OLED照明要发展，必须进一步提高光效，提高它的寿命，同时要降低成本。 在OLED材料的选择上，单线态发光的荧光材料寿命好，价格低廉，但是效率低；三线态发光的磷光材料效率高，但是价格昂贵，而且蓝光材料的寿命问题一直没有解决。目前较好的组合是用荧光的蓝光加上磷光的红光和绿光。此外，磷光材料的效率的滚降比荧光厉害很多。众所周知，OLED照明器件的工作亮度要比OLED显示器件的工作亮度高很多，比如现在常用的手机屏，工作亮度最高到700 cd/m2，而正常人看着比较舒适的亮度范围是200到400 cd/m2；对于照明，器件工作亮度需要至少1000 cd/m2，现在很多厂商通过提高单位面积的亮度来降低成本，如飞利浦已经推出亮度高达9000 cd/m2的产品。发展OLED照明，需要在高亮度下实现高效率，因此必须降低磷光器件的效率滚降现象。 现有的磷光主体材料，通常采用同时含給体基团和受体基团的双极性材料，从而平衡载流子的注入与传输，提高器件的效率和寿命。如果用很强的给体加上很强的受体，会发生什么现象？日本九州大学的Adachi通过这样的分子设计，得到了一类新的有机发光材料，即热活化延迟荧光（TADF）材料。该类材料的单线态-三线态能隙（ΔEST）非常小，三线态激子可以通过反向系间窜越（RIST）转变成单线态激子发光，因此器件的内量子效率可以达到100%。然而，为了减小材料的ΔEST，必须尽量减小材料的最高已占轨道（HOMO）与最低未占轨道（LUMO）的重叠，但HOMO与LUMO的分离将造成辐射跃迁速率降低，从而影响其发光效率。这对矛盾给高效率TADF材料的设计和光谱的调控带了了很大的困难。 如何解决这对矛盾？段炼博士提出，可利用TADF 材料作为主体，敏化传统的磷光染料。基于该机制，激子在TADF主体材料上复合，三线态激子通过RIST有效地转换为单线态；主体材料单线态将不再自身发光，而是通过长程的F?rster能量传递方式传给磷光染料。由于从主体到染料的能量传递由短程的Dexter传递变为长程的F?rster，就可以有效的降低磷光染料的掺杂浓度，从而降低器件成本；同时，器件的效率和寿命都得到了大幅度的提高。 清华大学在磷光单元中采用TADF主体，结合蓝色荧光发光单元，制备了长寿命的白光器件。在5000 cd/m2的高亮度下工作800小时，器件的亮度衰减不到2%，充分展示了热活化敏化磷光发光机制的优越性。该工作为发展高效、廉价的OLED光源奠定了基础。
