Forskere rapporterer struktur til udvikling af højeffektive krystallinske hvide organiske lysemitterende dioder

Organiske lysemitterende dioder (OLED) er dukket op som en ny generation af skærmteknologi. Organiske krystallinske materialer har overlegen termisk stabilitet, kemisk stabilitet og høj bærermobilitet, hvilket gør dem til et ideelt valg til udvikling af selvlysende enheder.

Forskere i Kina opfandt en krystallinsk hvid OLED, som besidder en hurtig ramping af luminans og opnår et lavt seriemodstand Joule-varmetabsforhold og forbedret fotonoutput, hvilket demonstrerer dets betydelige potentiale i udviklingen af ​​næste generations OLED'er.

I forbindelse med den fortsatte udvikling af informationsteknologi vokser folks efterspørgsel efter displayteknologi og belysningsudstyr dag for dag. Organiske lysemitterende dioder (OLED'er) er blevet fremtrædende takket være deres selvudsendende natur, høje kontrast, brede farveområde, brede betragtningsvinkler, blændfrie egenskaber, hurtige reaktion og fleksibilitet.

I den kommercielle produktion af OLED'er anvendes amorfe organiske halvledermaterialer i vid udstrækning på grund af deres fremragende filmdannende evner og egnethed til behandling af store områder. Sammenlignet med amorfe materialer har organiske krystallinske materialer overlegen termisk stabilitet, kemisk stabilitet og høj bærermobilitet, hvilket gør dem til endnu et lovende valg til udvikling af højtydende selvlysende enheder.

I et nyt papir offentliggjort i Light:Science &Applications , et team af forskere, ledet af professor Donghang Yan fra Changchun Institute of Applied Chemistry, Chinese Academy of Sciences, har rapporteret krystallinsk værtsmatrix (CHM) med indlejrede nanoaggregater (NA) struktur til udvikling af højtydende krystallinske hvide OLED'er ved at anvende en termisk aktiveret forsinket fluorescens (TADF) materiale og orange phosphorescerende dopingmidler (Phos.-D).

Ved at anvende CHM-NA-D-strukturen er det muligt at kontrollere luminescensadfærd på en ny måde, og forskellige enheder kan skabes ved at modulere komponenterne i strukturen.

Dette papir udvider materialesystemet af krystallinske OLED'er til termisk aktiveret forsinket fluorescens (TADF). Gennem velovervejet materialeenerginiveauvalg og enhedsstrukturdesign, den kontrollerede indlejring af nanoaggregater og forskning i positionen af ​​fosforescerende gæster i CHM-TADFNA-D-enheden optimerer excitondannelsesregionen effektivt. Denne justering af excitonudnyttelsesprocessen i enheden maksimerer excitonudnyttelseshastigheden, hvilket er afgørende for at forbedre enhedens ydeevne.

Derudover resulterer kontakten mellem den krystallinske vært og nanoaggregater i en organisk heterojunction-effekt, der effektivt kan reducere enhedens ledningsevne, skabe højkonduktivitetskanaler og i sidste ende reducere enhedens drivspænding.

Drage fordel af den krystallinske vært, der sikrer effektive ladningsbærertransportkanaler i enheden; den organiske heterojunction-effekt mellem den krystallinske vært og nanoaggregater, der effektivt reducerer enhedens ledningsevne; den effektive udnyttelse af excitoner af TADF nanoaggregater og fosforescerende gæster; og det fremragende design af enhedsstrukturen og energiniveaukonstruktionen opnåede WOLED en maksimal lysstyrke på 29173 cd m- ² og en ekstern kvanteeffektivitet (EQE) på 12,8 %, hvilket sætter en ny rekord i effektivitet for WOLED'er baseret på krystallinske materialer.

Sammenlignet med traditionelle amorfe WOLED'er udviser den krystallinske WOLED i dette papir højere lysstyrke, lavere joule-varmetab og højere fotonoutputeffektivitet ved lave drivspændinger, hvilket demonstrerer det store potentiale ved denne tilgang i fremstillingen af ​​hvide OLED'er.

Den krystallinske WOLED fremstillet ved WEG-metoden har med succes opnået højeffektiv luminescens, hvilket demonstrerer det store potentiale af krystallinske tyndfilms organiske lysemitterende dioder. Kombinationen af ​​en krystallinsk ramme med høj mobilitet og gæst med høj excitonudnyttelse kan udvide designstilene for enhedsstrukturer, samtidig med at den sikrer fordelene ved den krystallinske struktur, hvilket demonstrerer det store potentiale af organiske krystallinske materialer til udvikling af næste generations WOLED'er.

I øjeblikket begrænser værtens energiniveaubegrænsninger brugen af ​​mere højeffektive materialer. Efterfølgende vil yderligere udvikling af krystallinske værter blive forfulgt for bedre at udvide materialesystemet og øge alsidigheden af ​​krystallinske systemer.

Flere oplysninger: Yijun Liu et al., Højeffektive krystallinske hvide organiske lysdioder, Light:Science &Applications (2024). DOI:10.1038/s41377-024-01428-y

Journaloplysninger: Lys:Videnskab og applikationer

Leveret af Chinese Academy of Sciences