东京工科大学的研究人员成功制作出一种基于典型蓝色荧光发射体的上转换有机电致发光二极管(OLED)，其启动电压极低，仅为1.47伏特。这一科技突破了蓝色OLED所需的传统高电压限制，为商用智能手机和大屏显示器提供了潜在的进展机会。

蓝光对于发光设备、照明应用以及智能手机屏幕和大屏显示器来说至关重要。然而，由于其功能所需的高施加电压，开发高效率的蓝色有机电致发光二极管(OLED)一直存在挑战。传统的蓝色OLED通常需要4伏特才能达到100流明/平方米的亮度，这高于智能手机通常使用的锂离子电池(3.7伏特)的工业目标。因此，迫切需要开发出能够以较低电压工作的新型蓝色OLED。

在这方面，来自东京工艺大学和大阪大学的细川成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装置，其蓝色发射具有令人瞩目的极低启动电压（1.47伏特）和峰值波长为462纳米（2.68电子伏特）（如图1所示）。他们的工作将于今天（9月20日）在《自然通讯》杂志上发表。

该OLED中使用的材料选择显著影响其开启电压。该设备采用NDI-HF（2,7-二（9H-芴-2-基）苯并[3,8]-菲啶-1,3,6,8(2H,7H)-四酮）作为受体，1,2-ADN（9-（萘基）-10-（萘基）蒽）作为给体，以及TbPe（2,5,8,11-四叔丁基苯菁）作为荧光掺杂剂。该OLED通过一种称为上转换（UC）的机制运行。在这里，空穴和电子分别注入给体（发射层）和受体（电子传输层）。它们在给体/受体（D/A）界面重新组合形成电荷转移（CT）态。Izawa博士指出：“D/A界面的分子间相互作用在CT态的形成中起着重要作用，较强的相互作用会产生更优越的结果。”

随后，CT态的能量被有选择地转移到发射体的低能量第一三重态激发态上，通过三重-三重湮灭（TTA）形成高能量第一单重态激发态，从而导致蓝光发射。“由于CT态的能量远低于发射体的带隙能量，UC机制与TTA显著降低了激发发射体所需的外加电压。因此，这种UC-OLED在仅1.97V的条件下达到了商业显示器相当的亮度，达到了100 cd/m2，”Izawa博士解释道。

事实上，该研究高效地制备了一种新型OLED，利用商业显示器中广泛使用的典型荧光发射体实现了超低开启电压的蓝光发射，从而实现了对蓝色OLED的商业需求。它强调了优化D/A界面设计以控制激发过程的重要性，并有望不仅为OLEDs，还为有机光伏和其他有机电子器件提供希望。