Soluzione

Jul 08, 2023

Scientific Reports volume 5, numero articolo: 12487 (2015) Citare questo articolo

7498 accessi

117 citazioni

Dettagli sulle metriche

Per realizzare diodi emettitori di luce organici fosforescenti elaborati in soluzione (s-PhOLED) efficienti dal punto di vista energetico, il corrispondente problema dell'alta tensione di pilotaggio dovrebbe essere ben risolto. Per risolverlo, gli sforzi sono stati dedicati allo sfruttamento di nuovi materiali ospiti o interfacciali. Tuttavia, i problemi di intrappolamento della carica del fosforo e/o della barriera all’iniezione di carica sono ancora seri e limitano ampiamente i livelli di efficienza energetica (PE). Qui, con l'utilizzo di una coppia che forma ecciplex 4, 4′, 4″ -tris[3-metilfenil(fenil)ammino]trifenilammina (m-MTDATA) e 1,3,5-tri(m-pirid-3- dell'il-fenil)benzene (TmPyPB), l'efficiente iniezione e trasporto di carica, la ricombinazione lacuna-elettrone senza barriere per la formazione dell'ecciplex interfacciale e l'eliminazione delle trappole di carica dei fosfori nello strato emissivo vengono realizzati simultaneamente, risultando in una svolta con una tensione di 2,36 V, un PE record di 97,2 lm W−1, nonché una tensione di pilotaggio estremamente bassa di 2,60 V a 100 cd m−2, 3,03 V a 1000 cd m−2 e 4,08 V a 10000 cd m− 2. Questo rapporto è la prima volta che le prestazioni PE di s-PhOLED si avvicinano al livello elevato di 100 lm W−1, addirittura superiore alle corrispondenti prestazioni all'avanguardia della stessa controparte PhOLED depositata sotto vuoto a colori (v-PhOLED) . Prevediamo che questo rapporto apra una nuova strada per ottenere s-PhOLED monocromatici e bianchi efficienti dal punto di vista energetico con strutture semplici.

I diodi organici fosforescenti a emissione di luce (PhOLED)1 hanno attirato molta attenzione poiché possono raccogliere eccitoni sia singoletti che tripletti per realizzare un'efficienza quantistica interna quasi del 100%. Con lo sfruttamento di strutture avanzate di dispositivi multistrato2,3,4,5, nuovi meccanismi elettroluminescenti (EL)6,7,8,9,10 e tecniche di out-coupling11,12, sono stati compiuti enormi progressi per i PhOLED depositati sotto vuoto (v- PhOLED) basati su piccoli metallofosfori molecolari, la cui efficienza energetica (PE) ha già superato i 100 lm W−1 sia per i dispositivi monocromatici che per quelli bianchi11,12,13,14. Rispetto ai v-PhOLED, i PhOLED elaborati in soluzione (s-PhOLED) sembrano essere più attraenti sia per la ricerca accademica che per le applicazioni industriali perché presentano molti vantaggi unici15,16,17,18,19,20,21,22,23, 24, come architetture di dispositivi semplici, convenienti modelli ad alta risoluzione su substrati di grandi dimensioni e produzione a basso costo tramite stampa a getto d'inchiostro o rivestimento roll-to-roll. Tuttavia, le prestazioni dei s-PhOLED25,26,27,28,29,30, in particolare del PE, sono molto inferiori a quelle dei v-PhOLED, limitando le loro applicazioni pratiche nei display e nell'illuminazione a risparmio energetico.

Il problema principale responsabile dello scarso PE negli s-PhOLED sono le loro elevate tensioni di pilotaggio, che possono derivare dalla grande barriera di iniezione di carica31, dalla bassa mobilità di carica32,33, dalla barriera di eterogiunzione necessaria per la generazione di eccitoni di massa34,35 e dall'intenso intrappolamento di carica comportamento di un fosforo nello strato emissivo (EML)36,37 ecc. Per affrontare queste limitazioni, molte strategie sono state sviluppate nei v-PhOLED, come la struttura dei pin38, i multistrati di iniezione/trasporto di carica in cascata2 e il co-ospite che forma ecciplex14 . Sfortunatamente, a causa dell'ostacolo intrinseco della miscelazione durante la deposizione della soluzione strato per strato e di altri motivi sottostanti tra cui la segregazione di fase39,40, rimane una grande sfida estenderli dai v-PhOLED agli s-PhOLED. Ad esempio, con un ospite misto composto da poli(N-vinilcarbazolo) (PVK) e 1,3-bis[(4-tertbutilfenil)-1,3,4-ossadiazolil]fenilene (OXD-7), giallo- È stato riportato che gli s-PhOLED che emettono forniscono una promettente efficienza di corrente di 41,7 cd A−1 41. Ma l'efficienza energetica era solo di 12,5 lm W−1 a causa dell'elevata tensione di pilotaggio, di gran lunga inferiore ai v-PhOLED basati sul co-host ( tensione di accensione: 2,4 V; PE: 62,1 lm W−1)42. Pertanto, dovrebbero essere fatti molti sforzi per la progettazione de nova della struttura del dispositivo e del suo meccanismo corrispondente al fine di abbassare la tensione di pilotaggio e migliorare il PE degli s-PhOLED.