Jump to content

Фосфоресцентный органический светодиод

Фосфоресцентные органические светодиоды ( PHOLED ) представляют собой тип органических светодиодов (OLED), в которых используется принцип фосфоресценции для получения более высокой внутренней эффективности, чем у флуоресцентных OLED. Эта технология в настоящее время разрабатывается многими промышленными и академическими исследовательскими группами.

Метод работы

[ редактировать ]
Ir(mppy) 3 , пример фосфоресцирующей добавки, излучающей зеленый свет. [1]

Как и все типы OLED, фосфоресцирующие OLED излучают свет за счет электролюминесценции слоя органического полупроводника в электрическом токе. Электроны и дырки инжектируются в органический слой на электродах и образуют экситоны — связанное состояние электрона и дырки.

Электроны и дырки являются фермионами с полуцелым спином . Экситон образуется в результате кулоновского притяжения между электроном и дыркой и может находиться либо в синглетном , либо в триплетном состоянии , в зависимости от спиновых состояний этих двух связанных частиц. По статистике существует 25% вероятность образования синглетного состояния и 75% вероятность образования триплетного состояния. [2] [3] Распад экситонов приводит к образованию света за счет спонтанного излучения .

В органических светодиодах, использующих только флуоресцентные органические молекулы, распад триплетных экситонов квантово-механически запрещен правилами отбора , а это означает, что время жизни триплетных экситонов велико, а фосфоресценцию наблюдать нелегко. Следовательно, можно было бы ожидать, что во флуоресцентных органических светодиодах только образование синглетных экситонов приводит к излучению полезного излучения, что устанавливает теоретический предел внутренней квантовой эффективности (процент образованных экситонов, которые приводят к испусканию фотона) в 25%. [4]

Однако фосфоресцирующие OLED генерируют свет как из триплетных, так и из синглетных экситонов, что позволяет внутренней квантовой эффективности таких устройств достигать почти 100%. [5]

Обычно этого достигают путем допирования молекулы-хозяина металлоорганическим комплексом . Они содержат атом тяжелого металла в центре молекулы, например платины. [6] которого или иридий, зеленый излучающий комплекс Ir(mppy) 3 является лишь одним из многих примеров. [1] Сильное спин-орбитальное взаимодействие, испытываемое молекулой из-за этого атома тяжелого металла, облегчает межкомбинационное пересечение - процесс, который смешивает синглетный и триплетный характер возбужденных состояний. Это уменьшает время жизни триплетного состояния, [7] [8] поэтому фосфоресценция легко наблюдается.

Приложения

[ редактировать ]

Из-за потенциально высокого уровня энергоэффективности, даже по сравнению с другими OLED, PHOLED изучаются на предмет потенциального использования в дисплеях с большим экраном, таких как компьютерные мониторы или телевизионные экраны, а также для общего освещения. Одним из потенциальных вариантов использования PHOLED в качестве осветительных устройств является покрытие стен световыми панелями PHOLED большой площади. Это позволит всем комнатам светиться равномерно, а не требовать использования лампочек, которые неравномерно распределяют свет по комнате. Министерство энергетики США осознало потенциал огромной экономии энергии за счет использования этой технологии и поэтому заключило контракты на сумму 200 000 долларов США на разработку продуктов PHOLED для общего освещения. [9]

Проблемы

[ редактировать ]

Одна из проблем, которая в настоящее время препятствует широкому внедрению этой высокоэнергоэффективной технологии, заключается в том, что средний срок службы красных и зеленых PHOLED часто на десятки тысяч часов больше, чем у синих PHOLED. Это может привести к тому, что дисплеи станут визуально искаженными гораздо раньше, чем это было бы приемлемо для коммерчески жизнеспособного устройства. [10]

  1. ^ Jump up to: а б Ян, X.; Неер, Д.; Хертель, Д.; Даублер, Т. (2004). «Высокоэффективные однослойные полимерные электрофосфоресцентные устройства» . Продвинутые материалы . 16 (2): 161. Бибкод : 2004АдМ....16..161Г . дои : 10.1002/adma.200305621 . S2CID   97006074 .
  2. ^ Браун, Арканзас; Пихлер, К.; Гринхэм, Северная Каролина; Брэдли, доктор медицинских наук; Друг, Р.Х.; Холмс, AB (1993). «Оптическая спектроскопия триплетных экситонов и заряженных возбуждений в поли(п-фениленвиниленовых) светодиодах». Письма по химической физике . 210 (1–3): 61–66. Бибкод : 1993CPL...210...61B . дои : 10.1016/0009-2614(93)89100-В .
  3. ^ Бальдо, Массачусетс; О'Брайен, DF; Томпсон, Мэн; Форрест, СР (1999). «Экситонное синглет-триплетное соотношение в полупроводниковой органической тонкой пленке». Физический обзор B . 60 (20): 14422–14428. Бибкод : 1999PhRvB..6014422B . дои : 10.1103/PhysRevB.60.14422 .
  4. ^ Цуцуи, Т.; Ян, М.-Дж.; Яхиро, М.; Накамура, К.; Ватанабэ, Т.; Цудзи, Т.; Фукуда, Ю.; Вакимото, Т.; Миягути, С. (1999). «Высокая квантовая эффективность в органических светоизлучающих устройствах с комплексом иридия в качестве триплетного излучательного центра». Японский журнал прикладной физики . 38 (12Б): Л1502–Л1504. Бибкод : 1999JaJAP..38L1502T . дои : 10.1143/JJAP.38.L1502 . S2CID   96936906 .
  5. ^ Адачи, К.; Бальдо, Массачусетс; Томпсон, Мэн; Форрест, СР (2001). «Почти 100% эффективность внутренней фосфоресценции в органическом светоизлучающем устройстве». Журнал прикладной физики . 90 (10): 5048. Бибкод : 2001JAP....90.5048A . дои : 10.1063/1.1409582 .
  6. ^ Бальдо, Массачусетс; О'Брайен, DF; Ты, Ю.; Шустиков А.; Сибли, С.; Томпсон, Мэн; Форрест, СР (1998). «Высокоэффективное фосфоресцентное излучение органических электролюминесцентных устройств». Природа . 395 (6698): 151. Бибкод : 1998Natur.395..151B . дои : 10.1038/25954 . S2CID   4393960 .
  7. ^ Бальдо, Массачусетс; Ламанский, С.; Берроуз, ЧП; Томпсон, Мэн; Форрест, СР (1999). «Очень высокоэффективные зеленые органические светоизлучающие устройства на основе электрофосфоресценции». Письма по прикладной физике . 75 (1): 4–6. Бибкод : 1999ApPhL..75....4B . дои : 10.1063/1.124258 .
  8. ^ О'Брайен, DF; Бальдо, Массачусетс; Томпсон, Мэн; Форрест, СР (1999). «Улучшенная передача энергии в электрофосфоресцентных устройствах». Письма по прикладной физике . 74 (3): 442. Бибкод : 1999ApPhL..74..442O . дои : 10.1063/1.123055 .
  9. ^ «UDC получила два гранта Министерства энергетики на исследования белых OLED» . Общество отображения информации. Архивировано из оригинала 28 июля 2011 года . Проверено 28 июля 2010 г.
  10. ^ Антти, Лаапери (18 июня 2012 г.). «Проблемы срока службы OLED с точки зрения индустрии мобильных телефонов» . Журнал Общества отображения информации . 16 (11): 1125–1130. дои : 10.1889/JSID16.11.1125 . S2CID   62234019 . Проверено 20 апреля 2021 г.
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: d5fb6cbf4ea463034ffa1048beb7762d__1717604760
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/d5/2d/d5fb6cbf4ea463034ffa1048beb7762d.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Phosphorescent organic light-emitting diode - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)