本文重點:
平面定向的發光偶極必須在時域和能量域上都展現延伸的各向異性動力學,這是研發高效OLEDs的必要條件。
通過在平面定向的Exitplex雜合體中引入Ir(ppy)2(acac),可以抑制主賓體散射,使發光偶極的各向異性動力學延伸至微秒量級。
采用延伸各向異性動力學的Ir(ppy)2(acac):雜合體系統成功實現了高達34.01%的外量子效率。
明志科技大學有機電子研究中心主任兼工程學院副院長劉舜維教授、中國臺灣大學化學系汪根欉教授以及美國田納西大學先進材料與制造工程研究所材料科學系胡斌教授三方研究團隊,近日共同在《先進光學材料》(Advanced Optical Materials)期刊發表研究報告。該研究基于平面定向的Exitplex雜合體[BCzPh:CN-T2T]主體,使用包括時間解析和穩態兩種光聚合物各向異性度量方法,全面研究了發光偶極在時間和能量兩個維度的各向異性動力學特征。
研究結果發現,相較于隨機定向的發光偶極,設計能夠形成平面定向的發光偶極是研發高效OLEDs的關鍵方法之一,這可以顯著提高光的提取效率。但是,平面定向的發光偶極必須同時在時域和能量域都展現足夠的偏振記憶效應,使各向異性動力學延伸至整個發光壽命時間范圍,這才能大程度地增強OLED的光提取率。該研究充分證明,這種延伸的各向異性動力學是研發高效OLEDs的必要條件。
研究團隊將平面配置的紅色磷光體Ir(ppy)2(acac)以很低的摩爾濃度分散于平面定向的Exitplex雜合體[BCzPh:CN-T2T]主體之中,構建了發光層。結果發現,平面定向的雜合體主體可以通過抑制主賓體之間的庫侖散射,顯著延長磷光體發光偶極的各向異性動力學,使其從納秒量級延伸到微秒量級,與磷光壽命時間范圍相當。這滿足了采用Ir(ppy)2(acac):雜合體系統來提高OLED光提取效率的必要時域條件。
更重要的是,研究還發現,在抑制主賓體庫侖散射的情況下,高能態的發光偶極也可在雜合體主體的作用下維持延伸的各向異性動力學,而不會隨著熱電子從高能態松弛至LUMO而隨機化。這是由于雜合體主體的偏振記憶效應不僅影響低能態,也可維持高能態發光偶極的平面定向分布。
綜合時域和能量域兩個維度的研究結果可以看出,發光偶極延伸的各向異性動力學是研發高效OLEDs的必要條件。最終,采用延伸各向異性動力學的Ir(ppy)2(acac):雜合體系統成功實現了高達34.01%的外量子效率。該成果為進一步提升OLED性能提供了有力指導,將促進高效OLED顯示技術的進一步研發。
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