Organiska ljusemitterande dioder (OLED) har dykt upp som en ny generation av displayteknik. Organiska kristallina material har överlägsen termisk stabilitet, kemisk stabilitet och hög bärarrörlighet, vilket gör dem till ett idealiskt val för att utveckla självlysande enheter.

Forskare i Kina uppfann en kristallin vit OLED, som har en snabb rampning av luminans och uppnår ett lågt seriemotstånd Joule-värmeförlustförhållande och förbättrad fotonutgång, vilket visar sin betydande potential för att utveckla nästa generations OLED.

I samband med den kontinuerliga utvecklingen av informationsteknik växer människors efterfrågan på displayteknik och belysningsutrustning dag för dag. Organiska ljusemitterande dioder (OLED) har blivit framträdande tack vare deras självemitterande natur, höga kontrast, breda färgomfång, breda betraktningsvinklar, bländfria egenskaper, snabba svar och flexibilitet.

I den kommersiella produktionen av OLED:er används amorfa organiska halvledarmaterial i stor utsträckning på grund av deras utmärkta filmbildande förmåga och lämplighet för bearbetning av stora ytor. Jämfört med amorfa material har organiska kristallina material överlägsen termisk stabilitet, kemisk stabilitet och hög bärarmobilitet, vilket gör dem till ytterligare ett lovande val för att utveckla högpresterande självlysande enheter.

I en ny artikel publicerad i Light:Science &Applications , ett team av forskare, ledda av professor Donghang Yan från Changchun Institute of Applied Chemistry, Chinese Academy of Sciences, har rapporterat kristallin värdmatris (CHM) med inbäddad nanoaggregat (NA) struktur för att utveckla högpresterande kristallina vita OLED:er genom att använda en termiskt aktiverat fördröjd fluorescens (TADF) material och orange fosforescerande dopmedel (Phos.-D).

Genom att tillämpa CHM-NA-D-strukturen är det möjligt att kontrollera luminescensbeteendet på ett nytt sätt och olika enheter kan skapas genom att modulera komponenterna i strukturen.

Detta papper utökar materialsystemet för kristallina OLED:er till termiskt aktiverad fördröjd fluorescens (TADF). Genom noggrant val av materialenerginivå och design av enhetsstruktur, den kontrollerade inbäddningen av nanoaggregat och forskningen om positionen för fosforescerande gäster i CHM-TADFNA-D-enheten optimerar excitonbildningsregionen effektivt. Denna justering av excitonutnyttjandeprocessen i enheten maximerar excitonutnyttjandegraden, vilket är avgörande för att förbättra enhetens prestanda.

Dessutom resulterar kontakten mellan den kristallina värden och nanoaggregaten i en organisk heterojunction-effekt som effektivt kan minska enhetens konduktivitet, skapa högkonduktiva kanaler och i slutändan minska enhetens drivspänning.

Dra nytta av den kristallina värden som säkerställer effektiva laddningsbärartransportkanaler i enheten; den organiska heteroövergångseffekten mellan den kristallina värden och nanoaggregat som effektivt minskar enhetens konduktivitet; effektivt utnyttjande av excitoner av TADF nanoaggregat och fosforescerande gäster; och den utmärkta enhetsstrukturen och energinivåkonstruktionen, uppnådde WOLED en maximal ljusstyrka på 29173 cd m- ² och en extern kvanteffektivitet (EQE) på 12,8 %, vilket sätter ett nytt rekord i effektivitet för WOLEDs baserade på kristallina material.

Jämfört med traditionella amorfa WOLED:er, uppvisar den kristallina WOLED i detta dokument högre ljusstyrka, lägre joule värmeförlust och högre fotonuteffekt vid låga drivspänningar, vilket visar den stora potentialen med detta tillvägagångssätt vid tillverkning av vita OLED:er.

Den kristallina WOLED framställd med WEG-metoden har framgångsrikt uppnått högeffektiv luminescens, vilket visar den stora potentialen hos kristallina tunnfilms organiska lysdioder. Kombinationen av ett kristallint ramverk med hög rörlighet och gäst med hög excitonutnyttjande kan bredda designstilarna för enhetsstrukturer samtidigt som man säkerställer fördelarna med den kristallina strukturen, vilket visar den stora potentialen hos organiska kristallina material för att utveckla nästa generations WOLED.

För närvarande begränsar värdens energinivåbegränsningar användningen av mer högeffektiva material. Därefter kommer ytterligare utveckling av kristallina värdar att fortsätta för att bättre expandera materialsystemet och förbättra mångsidigheten hos kristallina system.

Mer information: Yijun Liu et al, Högeffektiva kristallina vita organiska lysdioder, Light:Science &Applications (2024). DOI:10.1038/s41377-024-01428-y

Journalinformation: Ljus:Vetenskap och tillämpningar

Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences