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Jul 08, 2023

Scientific Reports volume 5, Artigo número: 12487 (2015) Citar este artigo

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Para realizar diodos emissores de luz orgânicos fosforescentes processados ​​​​com solução eficiente de energia (s-PhOLEDs), o problema de alta tensão de acionamento correspondente deve ser bem resolvido. Para resolvê-lo, esforços têm sido dedicados à exploração de novos materiais hospedeiros ou interfaciais. No entanto, os problemas de retenção de carga do fósforo e/ou barreira de injeção de carga ainda são sérios, restringindo em grande parte os níveis de eficiência energética (PE). Neste documento, com a utilização de um par formador de exciplex 4, 4′, 4″ -tris[3-metilfenil(fenil)amino]trifenilamina (m-MTDATA) e 1,3,5-tri(m-pirid-3- il-fenil) benzeno (TmPyPB), a eficiente injeção e transporte de carga, recombinação de elétrons-buraco sem barreiras para a formação do exciplex interfacial e eliminação de armadilhas de carga de fósforos na camada emissiva são realizadas simultaneamente, resultando em uma mudança na tensão de 2,36 V, um PE recorde de 97,2 lm W-1, bem como tensão de acionamento extremamente baixa de 2,60 V a 100 cd m-2, 3,03 V a 1.000 cd m-2 e 4,08 V a 10.000 cd m-2 2. Este relatório é a primeira vez que o desempenho PE do s-PhOLED se aproxima do alto nível de 100 lm W-1, ainda superior ao desempenho de última geração correspondente do PhOLED depositado a vácuo da mesma cor (v-PhOLED). . Prevemos que este relatório abre um novo caminho para obter s-PhOLEDs monocromáticos e brancos com eficiência energética e estruturas simples.

Os diodos emissores de luz orgânicos fosforescentes (PhOLEDs)1 têm atraído muita atenção, uma vez que podem coletar excitons singleto e tripleto para obter uma eficiência quântica interna de quase 100%. Com a exploração de estruturas avançadas de dispositivos multicamadas2,3,4,5, novos mecanismos eletroluminescentes (EL)6,7,8,9,10 e técnicas de acoplamento externo11,12, um tremendo progresso foi feito para PhOLEDs depositados a vácuo (v- PhOLEDs) baseados em metalofosforosos moleculares pequenos, cuja eficiência energética (PE) já ultrapassou 100 lm W-1 para dispositivos monocromáticos e brancos . Em comparação com v-PhOLEDs, os PhOLEDs processados ​​em solução (s-PhOLEDs) parecem ser mais atraentes tanto para pesquisas acadêmicas quanto para aplicações industriais porque têm muitas vantagens exclusivas 15,16,17,18,19,20,21,22,23, 24, como arquiteturas de dispositivos simples, padronização conveniente de alta resolução em substratos de grandes áreas e fabricação de baixo custo por meio de impressão a jato de tinta ou revestimento rolo a rolo. No entanto, o desempenho dos s-PhOLEDs25,26,27,28,29,30, especialmente do PE, é muito inferior ao dos v-PhOLEDs, limitando as suas aplicações práticas em displays e iluminações de poupança de energia.

O principal problema responsável pelo pobre PE em s-PhOLEDs são suas altas tensões de acionamento, que podem resultar da grande barreira de injeção de carga , baixa mobilidade de carga 32,33, barreira de heterojunção necessária para a geração de exciton em massa 34,35 e intenso aprisionamento de carga comportamento de um fósforo na camada emissiva (EML) 36,37 etc. Para resolver essas limitações, muitas estratégias foram desenvolvidas em v-PhOLEDs, como a estrutura de pinos , multicamadas de injeção/transporte de carga em cascata e co-host formador de exciplex . . Infelizmente, devido ao obstáculo intrínseco à mistura durante a deposição da solução camada por camada, bem como a outras razões subjacentes, incluindo a segregação de fases , continua a ser um grande desafio estendê-los de v-PhOLEDs para s-PhOLEDs. Por exemplo, com um hospedeiro misto composto de poli(N-vinilcarbazol) (PVK) e 1,3-bis[(4-tertbutilfenil)-1,3,4-oxadiazolil]fenileno (OXD-7), amarelo- Foi relatado que a emissão de s-PhOLEDs fornece uma eficiência de corrente promissora de 41,7 cd A-1 41. Mas a eficiência de energia foi de apenas 12,5 lm W-1 por causa da alta tensão de acionamento, muito inferior aos v-PhOLEDs baseados em co-host ( tensão de ativação: 2,4 V; PE: 62,1 lm W−1)42. Portanto, muito esforço deve ser feito para o design de nova da estrutura do dispositivo e seu mecanismo correspondente, a fim de diminuir a tensão de acionamento e melhorar o PE dos s-PhOLEDs.