Forskere foreslår dybblåt OLED-design, der udviser BT.2020 farveskala

Et forskerhold foreslår et nyt design i dybblå organisk lysemitterende diode (OLED), som realiserer en række højeffektive selvlysende forbindelser, der er tæt på linje med BT.2020-standarden for blåt lys. Undersøgelsen blev offentliggjort i Advanced Materials.

OLED-teknologi, kendetegnet ved dens enestående funktioner, finder udbredt anvendelse i smartphone-skærme. Selvlysende materialer spiller en central rolle i OLED-enheder og påvirker deres effektivitet, farverenhed og levetid. Jagten på materialer med blåt lys er særligt vigtigt, da de ikke kun giver essentielt blåt lys til visning og belysning, men også letter genereringen af ​​rødt og grønt lys.

Det nuværende mål inden for skærmteknologi er at opnå BT.2020 ultra-high definition (UHD) farveskalastandard, der specificerer standard farvekoordinater (CIE) for blåt lys som (0.131, 0.046) for at opfylde kravene til UHD 4K/8K-skærme . Dette giver nye udfordringer i design af blåt lysemitterende materiale.

Forskere introducerede en innovativ strategi ved at inkorporere flere carbazoldonorgrupper i elektronacceptorenhederne af multipel resonans (MR). Designet gav ikke kun snæverbåndede kortrækkende ladningsoverførsel exciterede tilstande til blåt lysmolekylerne, men reducerede også energiniveauforskellen mellem molekylets singlet- og triplettilstande.

Effektiviteten af ​​dette design blev yderligere bekræftet gennem teoretiske beregninger, der demonstrerer karakteristikaene af exciterede tilstande for kortrækkende ladningsoverførsel for MR-type elektronacceptorenheder og dannelsen af ​​exciterede ladningsoverførselstilstande over lang afstand. Strukturel afslapning i den exciterede tilstand blev effektivt undertrykt af den exciterede ladningsoverførselstilstand over kort afstand, hvilket opnåede smalbåndet emission af dybt blåt lys.

I mellemtiden reducerede forskere energiniveauforskellen mellem molekylets singlet- og triplettilstand gennem den exciterede ladningsoverførselstilstand over lang rækkevidde, hvilket forbedrede spin-orbit-kobling og signifikant øgede molekylets omvendte krydsningshastighed mellem systemet.

Desuden forhindrede de steriske hindringseffekter induceret af introduktionen af ​​flere carbazoldonorgrupper effektivt aggregeringen af ​​MR-acceptorenheder, hvilket tillod molekylet at opretholde smalbåndet emission af dybblåt lys.

OLED-enheder baseret på 5Cz-BO-molekylet opnåede en maksimal ekstern kvanteeffektivitet på 22,8 % og en CIE-værdi på (0,163, 0,046), hvilket nøje matchede den nuværende BT.2020-standard for blåt lys. Ydermere muliggjorde den høje omvendte intersystem-krydsningshastighed af 5Cz-BO dets brug som en sensibilisator, hvilket resulterede i en maksimal ekstern kvanteeffektivitet på 33,1 % for sensibiliserede enheder.

Undersøgelsen er klar til at overvinde flaskehalsen i at opnå optimal farverenhed og effektivitet for dybblå OLED-enheder, afgørende for fremtidige UHD 4K/8K-skærmteknologier.

Forskerholdet blev ledet af prof. Cui Linsong fra University of Science and Technology of China (USTC) i samarbejde med andre forskere fra University of Cambridge og Beijing Information Science and Technology University.

Flere oplysninger: Rui-Zhi An et al., Excited-state Engineering muliggør effektive dybblå lysemitterende dioder, der udviser BT.2020-farveskala, avancerede materialer (2024). DOI:10.1002/adma.202313602

Journaloplysninger: Avanceret materiale

Leveret af University of Science and Technology i Kina