p Desde o seu nascimento no laboratório, A tecnologia de diodo orgânico emissor de luz (OLED) se desenvolveu em uma indústria que vale dezenas de bilhões de dólares nas últimas três décadas. Em aplicações industriais, os materiais fosforescentes com 100% de eficiência de utilização de excitons (EUE) foram capazes de atender às necessidades de OLEDs verdes e vermelhos de três primários para exibição. Contudo, o longo tempo de vida do estado de excitação (geralmente> 1 μs) e alta energia de estados excitados (> 2,8 eV) tornam o OLED fosforescente azul pouco estável. Portanto, os materiais emissores de luz azul atualmente usados ​​ainda são materiais fluorescentes com um EUE baixo, mas com uma vida útil curta de nanossegundos no estado excitado. p Os tradicionais complexos de terras raras de transição f-f têm as vantagens de 100% EUE e emissões vermelhas e verdes altamente puras, portanto, eles foram aplicados à pesquisa de OLED ainda antes dos materiais fosforescentes. Contudo, o tempo de vida de estado excitado intrínseco de milissegundos da transição f-f limita a melhoria do desempenho do dispositivo, fazendo progresso lento da eletroluminescência do complexo de terras raras por muitos anos.

p Recentemente, uma equipe de pesquisa da Universidade de Pequim alcançou OLEDs azul-celeste altamente eficientes, introduzindo um complexo Ce-2 de cério (III) de terra rara de transição d-f com um tempo de vida em estado excitado de nanossegundos. Os autores provaram que 100% EUE pode ser alcançado em OLEDs baseados em complexo de cério (III). Mais importante, a estabilidade do dispositivo de Ce-2 é muito melhorada em comparação com o complexo de irídio (III) tradicional com uma cor de emissão semelhante.

p Diferente de outros íons de terras raras trivalentes, o único elétron no íon Ce (III) pode produzir transição 4f-5d permitida por spin e permitida por paridade, e o tempo de vida no estado excitado é de apenas dezenas de nanossegundos. Contudo, devido ao efeito de extinção de ligantes e pequenas moléculas no ambiente, a maioria dos complexos Ce (III) não são emissivos. O ligante de Ce-2 tem capacidade de coordenação multidentada e uma estrutura relativamente rígida, que pode efetivamente proteger o íon Ce (III) central. Portanto, a eficiência de emissão de Ce-2 no filme dopado é de 95%, e o tempo de vida no estado excitado é medido como 52 ns.

p Interessantemente, O OLED baseado em Ce-2 exibe uma eficiência quântica externa máxima de 20,8%. Com base neste resultado, pode-se inferir que o EUE do dispositivo está próximo a 100%. Mais importante ainda, OLED baseado em complexo Ce (III) mostrou menor roll-off, maior luminância máxima, e maior vida útil operacional em cerca de 70 vezes, em comparação com um OLED baseado em complexo Ir (III) com uma cor de emissão semelhante. O estudo de eletroluminescência transiente mostra que o tempo de vida no estado excitado do Ce-2 em OLED é apenas 1/16 daquele do complexo de Ir (III) no dispositivo. É a principal razão para a melhoria do desempenho do dispositivo. Como os complexos Ce (III) têm 100% EUE e vida de luminescência de nanossegundos, tais emissores prometem fabricar OLEDs azuis com alta eficiência e estabilidade. Além do mais, considerando que os complexos Ce (III) têm espectros de emissão ajustáveis ​​e custos mais baixos, Espera-se que tais materiais se tornem uma nova geração de emissores para obter display e iluminação OLED em cores.