Efficient radical-based light-emitting diodes with doublet emission

有机发光二极管 单重态 激子 基态 量子效率 光电子学 激发态 发光二极管 三重态 共发射极 电子 分子轨道 原子物理学 材料科学 电致发光 化学 物理 纳米技术 凝聚态物理 分子 有机化学 量子力学 图层(电子)
作者
Xin Ai,Emrys W. Evans,Shengzhi Dong,Alexander J. Gillett,Haoqing Guo,Yingxin Chen,Timothy J. H. Hele,Richard H. Friend,Feng Li
出处
期刊:Nature [Nature Portfolio]
卷期号:563 (7732): 536-540 被引量:766
标识
DOI:10.1038/s41586-018-0695-9
摘要

Organic light-emitting diodes (OLEDs)1–5, quantum-dot-based LEDs6–10, perovskite-based LEDs11–13 and micro-LEDs14,15 have been championed to fabricate lightweight and flexible units for next-generation displays and active lighting. Although there are already some high-end commercial products based on OLEDs, costs must decrease whilst maintaining high operational efficiencies for the technology to realise wider impact. Here we demonstrate efficient action of radical-based OLEDs16, whose emission originates from a spin doublet, rather than a singlet or triplet exciton. While the emission process is still spin-allowed in these OLEDs, the efficiency limitations imposed by triplet excitons are circumvented for doublets. Using a luminescent radical emitter, we demonstrate an OLED with maximum external quantum efficiency of 27 per cent at a wavelength of 710 nanometres—the highest reported value for deep-red and infrared LEDs. For a standard closed-shell organic semiconductor, holes and electrons occupy the highest occupied and lowest unoccupied molecular orbitals (HOMOs and LUMOs), respectively, and recombine to form singlet or triplet excitons. Radical emitters have a singly occupied molecular orbital (SOMO) in the ground state, giving an overall spin-1/2 doublet. If—as expected on energetic grounds—both electrons and holes occupy this SOMO level, recombination returns the system to the ground state, giving no light emission. However, in our very efficient OLEDs, we achieve selective hole injection into the HOMO and electron injection to the SOMO to form the fluorescent doublet excited state with near-unity internal quantum efficiency. Organic light-emitting devices containing radical emitters can achieve an efficiency of 27 per cent at deep-red and infrared wavelengths based on the excitation of spin doublets, rather than singlet or triplet states.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
linyh发布了新的文献求助10
刚刚
Akim应助liuguanfeng采纳,获得10
刚刚
SS完成签到,获得积分0
1秒前
adydcm发布了新的文献求助10
1秒前
许思真完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
orixero应助shidapai2采纳,获得10
3秒前
爆米花应助JenniferYu采纳,获得10
4秒前
5秒前
Sayan_x86发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
隐形曼青应助Keily采纳,获得10
7秒前
lucky小蘑菇完成签到,获得积分10
8秒前
馒头发布了新的文献求助10
8秒前
lzd关闭了lzd文献求助
10秒前
CJH完成签到,获得积分10
10秒前
爱吃土豆的小浣熊完成签到,获得积分10
11秒前
如意2023发布了新的文献求助10
12秒前
敬敬发布了新的文献求助10
12秒前
Jasper应助辛勤寻凝采纳,获得10
12秒前
13秒前
离线线线发布了新的文献求助10
16秒前
Frost发布了新的文献求助10
16秒前
汉堡包应助yyyy采纳,获得10
16秒前
王人捷应助Leanne采纳,获得10
16秒前
红茶冰可可完成签到 ,获得积分10
18秒前
18秒前
小马甲应助yuhangli采纳,获得10
19秒前
molihuakai应助drxiao采纳,获得20
20秒前
乐观芝麻完成签到,获得积分10
20秒前
redred完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
22秒前
周芷楠完成签到,获得积分10
23秒前
Frost完成签到,获得积分10
24秒前
Keily发布了新的文献求助10
25秒前
27秒前
乐观夜玉完成签到,获得积分10
27秒前
科研通AI6.2应助辛勤寻凝采纳,获得10
27秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Introducing the Learning Sciences 600
Resiliency Scale for Adolescents--Chinese Version 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7322096
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8937463
关于积分的说明 18948446
捐赠科研通 6979933
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3214888
关于科研通互助平台的介绍 2382456
邀请新用户注册赠送积分活动 2194144