일본 FUKUOKA, 2021 년 1 월 5 일 — 큐슈 대학의 연구원들이보다 효율적인 OLED 디스플레이를 구현하는 동시에 빛의 품질이나 순도를 손상시키지 않고 청색광을 방출 할 수있는 청색 광원을 도입했습니다. 광원은 에너지 변환과 방출 과정을 분리하는 이미 터 분자의 조합을 기반으로하여 과학자들이 고효율로 순수한 청색 방출을 생성하고 밝기를 유지하는 장치를 구현할 수 있도록합니다.

또한이 접근법은 값 비싼 금속 원자를 사용할 필요가 없습니다.

OLED는 얇고 유연한 디스플레이에 배치 할 수 있고 개별 픽셀을 끌 수있어 전력 효율성을 높일 수 있기 때문에 더 깊은 검정색을 생성 할 수 있다는 점에서 다른 기술에 비해 특정 이점을 제공합니다. 그러나 순수한 색상의 효율적인 OLED 디스플레이를 추구하는 과정에서 파란색은 문제가있는 것으로 입증되었습니다.

“뛰어난 성능을 가진 적색 및 녹색 OLED에 대한 옵션이 증가하고 있지만, 고 에너지 청색광을 방출하는 장치는 거의 항상 효율성, 색 순도, 비용 및 수명간에 절충안이 발생하기 때문에 문제가 더 많습니다.”라고 Chin은 말했습니다. -Yiu Chan, Kysuhu University의 OPERA (유기 광전자 연구 센터) 연구원이자이 연구의 저자.

현재, 형광을 기반으로 한 안정된 청색 이미 터는 최대 효율이 낮지 만 시판중인 디스플레이에 사용됩니다. 소위 인광 방출기는 100 %의 이상적인 양자 효율을 달성 할 수 있지만 작동 수명이 더 짧고 이리듐 및 백금과 같은 값 비싼 재료가 필요한 경향이 있습니다.

대안을 찾기 위해 OPERA의 연구원들은 TADF (열 활성화 지연 형광)를 통해 빛을 방출하는 분자를 연구했습니다. 분자는 원하는 것보다 더 넓은 범위의 색상을 방출하는 경향이 있지만 값 비싼 금속 없이도 뛰어난 효율성을 달성합니다.

“디스플레이가 생성 할 수있는 색상의 범위는 적색, 녹색 및 청색 픽셀의 순도와 직접적으로 관련이 있습니다.”라고 OPERA의 이사 인 Chihaya Adachi가 말했습니다. “청색 방출이 좁은 스펙트럼 내에서 순수하지 않으면 색 순도를 개선하기 위해 필터가 필요하지만 이는 방출 된 에너지를 낭비합니다.”

순도 문제를 극복하기 위해 Kwansei Gakuin University의 Takuji Hatakeyama 그룹은 고효율 순청색 TADF 이미 터를위한 유망한 디자인을 개발했습니다. 그러나 v-DABNA라고하는 디자인의 분자는 작동 중에 빠르게 분해됩니다.

Hatakeyama와 공동으로 OPERA 연구원들은 v-DABNA 분자를 중간 고속 에너지 변환기로 OPERA에서 개발 된 추가 TADF 분자와 결합하여 좁은 방출을 얻는 동시에 수명을 크게 향상시킬 수 있음을 발견했습니다.

“전하의 4 분의 3이 결합하여 OLEDS에서 삼중 선이라고하는 에너지 상태를 형성하고 TADF 분자는 이러한 비 방출 삼중 선을 발광 단일 선으로 변환 할 수 있습니다.”라고 Chan과 긴밀히 협력 한 OPERA 연구원 인 Masaki Tanaka는 말했습니다. “그러나 v-DABNA는 종종 분해에 중요한 역할을하는 고 에너지 삼중 체를 변환하는 데 다소 느립니다. 위험한 삼중 항을 더 빨리 제거하기 위해 우리는 삼중 항을 단일 항으로 더 빠르게 변환 할 수있는 중간 TADF 분자를 포함 시켰습니다.”

중간 분자는 3 중 분자를 빠르게 변환 할 수 있지만 넓은 방출 스펙트럼을 자랑하며 하늘색 방출을 생성합니다. 그러나 빠르고 순수한 청색 방출을 위해 고 에너지 상태의 많은 단일 선을 v-DABNA로 전송할 수 있습니다.

“대부분의 이미 터에 비해 v-DABNA가 흡수 할 수있는 파장은 방출하는 색상에 매우 가깝습니다. 이 독특한 속성은 광폭 방출 매개체로부터 많은 에너지를받을 수있게하면서도 여전히 순수한 파란색을 방출합니다.”라고 Chan은 말했습니다.

과 형광이라고하는이 방법을 통해 연구원들은 유사한 색 순도를 가진 고효율 OLED에 대해 이전에보고 된 것보다 높은 밝기에서 더 긴 작동 수명을 달성 할 수있었습니다.

두 장치를 기본적으로 쌓아 동일한 전류에 대해 두 배로 방출하는이 직렬 구조 설계를 적용함으로써 연구원들은 거의 두 배의 수명 (고휘도에서)을 입증했습니다.

연구자들은 궁극적으로 장치가 더 적당한 강도에서 10,000 시간 이상 밝기의 50 %를 유지할 수 있다고 추정했습니다.

“실제 적용에는 아직 너무 짧지 만 제조 조건을 더 엄격하게 제어하면 수명이 더 길어지는 경우가 많으므로 이러한 초기 결과는이 접근 방식이 마침내 효율적이고 안정적인 퓨어 블루 OLED를 얻을 수있는 매우 유망한 미래를 가리 킵니다.”라고 Adachi는 말했습니다. .

이 연구는 Nature Photonics (www.doi.org/10.1038/s41566-020-00745-z)에 게재되었습니다.

출처 : Photonics.com

OLED 중간체 및 소재를 양산하는 R& D를 전문으로합니다. 당사의 장점 제품에는 아래와 같은 유사한 관련 화합물이 포함됩니다.