劉舜維、汪根欉、胡斌:延伸發(fā)光偶極各向異性動力學實現(xiàn)34.01%外量子效率

本文重點:

1. 平面定向的發(fā)光偶極必須在時域和能量域上都展現(xiàn)延伸的各向異性動力學,這是研發(fā)高效OLEDs的必要條件。

2. 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(fā)光偶極的各向異性動力學延伸至微秒量級。

3. 采用延伸各向異性動力學的Ir(ppy)2(acac):雜合體系統(tǒng)成功實現(xiàn)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(fā)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(wěn)態(tài)兩種光聚合物各向異性度量方法,全面研究了發(fā)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(fā)現(xiàn),相較于隨機定向的發(fā)光偶極,設計能夠形成平面定向的發(fā)光偶極是研發(fā)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(fā)光偶極必須同時在時域和能量域都展現(xiàn)足夠的偏振記憶效應,使各向異性動力學延伸至整個發(fā)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(fā)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(fā)光層。結果發(fā)現(xiàn),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(fā)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(tǒng)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(fā)現(xiàn),在抑制主賓體庫侖散射的情況下,高能態(tài)的發(fā)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(tài)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(tài),也可維持高能態(tài)發(fā)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(fā)光偶極延伸的各向異性動力學是研發(fā)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(tǒng)成功實現(xiàn)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(fā)。

本次研究,團隊采用了光焱科技Enlitech所設計生產的超低光源光致發(fā)光量子產率高校量測設備LQ-100X-PL,Enlitech所設計的LQ-100X-PL采整合型設計,精心嚴選高檔用料材質,設備壽命長,且擁有軟、硬件整合與調校,憑借光焱科技多年量測PLQY經驗,出場即校正完成,即裝即用,可大幅免除自行搭建設備的難度與光強不足等擾人問題。

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