蓝光对于发光设备、照明应用以及智能手机屏幕和大屏幕显示器至关重要。然而，由于其功能所需的高施加电压，开发高效的蓝色有机发光二极管(oled)具有挑战性。传统的蓝色oled通常需要约4 V的亮度为100 cd/m2。这比智能手机中常用的锂离子电池电压3.7 v的工业标准要高。因此，迫切需要开发能够在较低电压下工作的新型蓝色oled。
在这方面，来自东京工业大学和大阪大学的副教授Seiichiro Izawa与富山大学、静冈大学和分子科学研究所的研究人员进行了合作。该团队最近展示了一种新颖的OLED器件，其蓝色发射的超低导通电压为1.47 V，峰值波长为462 nm (2.68 eV)。他们的研究成果发表在《自然通讯》杂志上。
在这种OLED中使用的材料的选择显着影响其导通电压。该装置以NDI-HF(2,7-二(9h -芴-2-基)苯并[lmn][3,8]-菲罗啉-1,3,6,8(2H,7H)-四酮)为受体，1,2- adn(9-(萘-1-基)-10-(萘-2-基)蒽)为供体，TbPe(2,5,8,11-四叔丁基苝)为荧光掺杂剂。这种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(发射极)和受体(电子传递)层。它们在供体/受体(D/A)界面重新结合，形成电荷转移(CT)态。
Izawa博士观察到，“D/A界面的分子间相互作用在CT状态形成中起着重要作用相互作用会产生更好的结果。”
随后，CT态的能量被选择性地转移到发射器的低能第一三重态激发态，通过三重态-三重态湮灭(TTA)形成高能第一单重态激发态，从而产生蓝光发射。
“由于CT态的能量远低于发射极的带隙能量，因此具有TTA的UC机制显著降低了激发发射极所需的施加电压。因此，这种UC-OLED达到100 cd/m2的亮度，相当于商业显示器的亮度，仅为1.97 V，”Izawa博士解释说。
实际上，本研究利用商业显示器中广泛使用的典型荧光发射器，高效地生产出一种新型OLED，在超低导通电压下发射蓝光，从而标志着向满足蓝色OLED的商业需求迈出了重要的一步。它强调了优化D/A接口设计以控制激子过程的重要性，并且不仅对oled，而且对有机光伏和其他有机电子器件也有希望。
