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科技工作者之家 2020-12-25
来源:研之成理
背景介绍
在过去的三十年中,由于学术界和工业界的广泛研究,有机发光二极管(OLED)的开发取得了实质性进展,这使OLED成为先进显示器及下一代固态照明等最新技术的主要组成部分。随着这项技术的进步,迫切需要开发具有更高亮度、稳定高效的OLED,以与高分辨率显示器和更具成本效益的照明产品兼容。当前,电气照明约占全球功耗的15%,因此采用高效、低成本的节能照明技术非常重要。
通常,在高亮度范围内运行的OLED效率会急剧下降,被称为效率滚降。大量文献证明,三重态-三重态湮灭(TTA)和三重态-极化子猝灭(TPQ)是引起磷光发射体效率滚降的两个主要机制。此外,大量研究表明器件的工作稳定性与发射层(EML)中的TTA或TPQ工艺密切相关:它们会产生热的(倍增激发的)激子或极化子,进而引起化学键解离,从而加快器件的降解过程,尤其是在高亮度工作条件下。
因此,开发在高亮度下、稳定且有效工作的OLED器件在未来高分辨率显示器和照明产品应用中至关重要。
本文亮点
1、作者设计合成了一种被称为Pd3O8-P的四齿Pd(II)配合物,其特有的聚集发射性质使得激发态寿命τ降低了100倍,室温下为0.62μs。
2、由Pd3O8-P构建的无宿主结构OLED器件实现了34.8%的外部量子效率(EQE),在10,000 cd m-2下仍保持29.5%的高EQE,半衰期LT50高达959万小时。
3、作者认为,磷光分子聚集体可成为未来显示和照明应用可行的候选发射体,为在竞争激烈且利润丰厚的商业领域开辟了材料开发的新途径。
图文解析
图1. 溶液和薄膜中Pd3O8-P的光物理研究
要点:
1、作者通过设计合成并命名为Pd3O8-P的四齿Pd(II)配合物——Pd(II)7-(3-(吡啶-2-yl-κN)苯氧基-κC)(苯并[4, 5]咪唑-κN)([1, 2-f]菲啶-κC),构建并展示了其在高亮度下高效稳定运行的OLED。
2、设计和合成的Pd3O8-P具有刚性分子结构,可增强其化学稳定性,并具有平面几何结构,以实现有利的分子间相互作用并产生聚集体发射,实现了OLED效率滚降的大幅降低。
3、其τ值至少比先前报道的Pd(II)配合物发射体小一个数量级,且可与最快的Ir和Pt配合物竞争,因此Pd3O8-P具有商业化应用的可行性。
图2. Pd3O8-P及其聚集体的定性分子轨道示意图、Pd3O8-P聚集体的水平发射偶极子取向比分析
要点:
1、在无宿主环境中,Pd3O8-P聚集体的发光寿命相对于其单体形式,接近100%的PLQY和室温下主要的水平发射偶极子,其发光寿命τ降低了100倍,为0.62μs。
2、基于Pd3O8-P聚集体的OLED表现出的出色电化学稳定性,以及Pd3O8-P等四齿金属络合物在蓝光发射区具有三重态的事实还可能有助于将来开发高效且长寿命的蓝色OLED。
图3. OLED的性能
图4. OLED的工作稳定性
要点:
1、无宿主结构的Pd3O8-P橙黄色OLED的发光峰值为588 nm,半峰宽为84 nm,CIE坐标为(0.52,0.47),且在没有任何外耦合增强的情况下达到了34.8%峰值EQE。
2、16650 cd m-2的亮度下具有低效率滚降,测得的LT95(达到初始亮度95%的时间)为170.7 h,在1000 cd m-2的情况下评估获得的半衰期LT50高达959万小时。
3、上述出色的器件性能表明,磷光分子聚集体可能是未来照明和显示应用中可行的发射极候选物。
来源:rationalscience 研之成理
原文链接:http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzUxMDMzODg2Ng==&mid=2247550336&idx=2&sn=ae7bd7a78f7c06d953c16261f11979b8
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