Университет Осаки: гибкие TADF-молекулы дали оранжево-красные OLED с внешним квантовым выходом до 15%

Международная группа под руководством исследователей Университета Осаки (Япония) показала, что гибкие молекулы могут служить эффективными безметалльными излучателями оранжево-красного света, сообщает ResearchSEA asiaresearchnews.comResearchSEAasiaresearchnews.comОткрыть источник ↗. Работа опубликована в Journal of the American Chemical Society; по данным авторов, OLED на основе новых молекул достигли внешнего квантового выхода до 15%.

Во многих высокоэффективных OLED используются излучатели с дорогими металлами, такими как иридий или платина. Это стимулирует интерес к безметалльным материалам на основе термически активированной задержанной флуоресценции (TADF). Безметалльные материалы, эффективно излучающие в оранжево-красной области, создавать трудно.

Перенос заряда через пространство без жёсткой фиксации

Один из перспективных типов TADF-молекул работает за счёт переноса заряда через пространство (TSCT): заряд переходит между электронодонорной и электроноакцепторной частями, расположенными лицом к лицу. Такие молекулы обычно делают жёсткими, чтобы удерживать обе части рядом. Как в этой роли поведут себя гибкие молекулы, способные перестраиваться, было неясно.

Группа, в которую входят коллеги из Европы, разработала крупные молекулы S-образной формы: два донорных фрагмента и центральный акцепторный, соединённые вращающимися связями. Эти связи позволяют молекулам принимать разные конформации, в том числе с плотно сложенными донорным и акцепторным фрагментами, благоприятными для TSCT. Теоретические расчёты показали, что молекулы сохраняют электронные характеристики, нужные для TSCT, без постоянной фиксации конформации asiaresearchnews.comResearchSEAasiaresearchnews.comОткрыть источник ↗.

Спектроскопия и характеристики устройств

Исследователи применили спектроскопию с временным разрешением и квантово-химические расчёты. По словам ведущего автора Нае Аоты, излучение определяется как набором форм, которые молекулы принимают до поглощения света, так и изменениями формы после возбуждения.

OLED на этих молекулах излучали оранжево-красный свет с внешним квантовым выходом до 15%. Старший автор Ёхэй Такэда сообщил, что лучшее устройство сохраняло эффективность и при высокой яркости, что он назвал относительно высоким уровнем для таких материалов. В сотрудничестве участвовали профессор Пшемыслав Дата (программа Horizon Europe) и профессора Марк Этерингтон и Петр де Сильва (программа JST ASPIRE).

Авторы заявляют, что концепция, использующая гибкость вместо жёсткой фиксации молекул, даёт новое понимание связи между строением молекул, их перестройками и излучением. Они ожидают, что дальнейшая работа приведёт к TADF-материалам с ещё более длинноволновым излучением, применимым в OLED-дисплеях и биологической визуализации asiaresearchnews.comResearchSEAasiaresearchnews.comОткрыть источник ↗.