Pesquisadores propõem design OLED azul profundo exibindo gama de cores BT.2020

a) Representação de bola e bastão de 5Cz-BO. b) Padrão de embalagem de 5Cz-BO. Crédito:Materiais Avançados (2024). DOI:10.1002/adma.202313602

Uma equipe de pesquisa propõe um novo design em diodo orgânico emissor de luz (OLED) azul profundo que realiza uma série de compostos luminescentes altamente eficientes estreitamente alinhados com o padrão de luz azul BT.2020. O estudo foi publicado em Advanced Materials.

A tecnologia OLED, caracterizada por seus excelentes recursos, encontra ampla aplicação em telas de smartphones. Os materiais luminescentes desempenham um papel fundamental nos dispositivos OLED, influenciando a sua eficiência, pureza da cor e vida útil. A busca por materiais de luz azul é particularmente vital, pois eles não apenas fornecem luz azul essencial para exibição e iluminação, mas também facilitam a geração de luz vermelha e verde.

O objetivo atual na tecnologia de exibição é atingir o padrão de gama de cores de ultra-alta definição (UHD) BT.2020, especificando coordenadas de cores padrão (CIE) para luz azul como (0,131, 0,046) para atender às demandas de monitores UHD 4K/8K . Isso representa novos desafios no design de materiais emissores de luz azul.

Os pesquisadores introduziram uma estratégia inovadora ao incorporar vários grupos doadores de carbazol nas unidades aceitadoras de elétrons do tipo ressonância múltipla (MR). O projeto não apenas conferiu estados excitados de transferência de carga de curto alcance de banda estreita às moléculas de luz azul, mas também reduziu a diferença de nível de energia entre os estados singleto e tripleto da molécula.

A eficácia deste projeto foi ainda confirmada através de cálculos teóricos, demonstrando as características dos estados excitados de transferência de carga de curto alcance para unidades aceitadoras de elétrons do tipo MR e a formação de estados excitados de transferência de carga de longo alcance. O relaxamento estrutural no estado excitado foi efetivamente suprimido pelo estado excitado de transferência de carga de curto alcance, alcançando a emissão de luz azul profunda em banda estreita.

Enquanto isso, os pesquisadores reduziram a diferença de nível de energia entre os estados singleto e tripleto da molécula através do estado excitado de transferência de carga de longo alcance, melhorando o acoplamento spin-órbita e aumentando significativamente a taxa de cruzamento intersistema reverso da molécula.

Além disso, os efeitos de impedimento estérico induzidos pela introdução de múltiplos grupos doadores de carbazol impediram efetivamente a agregação de unidades aceitadoras de MR, permitindo que a molécula mantivesse a emissão de luz azul profunda em banda estreita.

Os dispositivos OLED baseados na molécula 5Cz-BO alcançaram uma eficiência quântica externa máxima de 22,8% e um valor CIE de (0,163, 0,046), correspondendo de perto ao atual padrão de luz azul BT.2020. Além disso, a alta taxa de cruzamento intersistema reverso do 5Cz-BO permitiu seu uso como sensibilizador, resultando em uma eficiência quântica externa máxima de 33,1% para dispositivos sensibilizados.

O estudo está preparado para superar o gargalo na obtenção de pureza e eficiência de cores ideais para dispositivos OLED azuis profundos, cruciais para futuras tecnologias de exibição UHD 4K/8K.

A equipe de pesquisa foi liderada pelo Prof. Cui Linsong da Universidade de Ciência e Tecnologia da China (USTC), em colaboração com outros pesquisadores da Universidade de Cambridge e da Universidade de Ciência e Tecnologia da Informação de Pequim.

Mais informações: Rui-Zhi An et al, Engenharia de estado excitado permite diodos emissores de luz azul profundo eficientes exibindo gama de cores BT.2020, Materiais avançados (2024). DOI:10.1002/adma.202313602
Informações do diário: Materiais Avançados

Fornecido pela Universidade de Ciência e Tecnologia da China

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