ONIC (Organic LED)는 차세대 디스플레이 자료가 될 것으로 예상됩니다 이들 중에서, 열적으로 활성 지연 형광 (TADF)으로 알려진 독특한 발광성을 나타내는 분자 물질은 가벼운 요소로 구성되며 100% 발광 양자 효율을 달성 할 수 있으며 차세대 OLED의 중심을 재생하는 바카라 주소로서 큰 관심을 끌고있다
TADF 바카라 주소의 방출을 지배하는 흥분된 상태 전자의 움직임입니다 전통적으로 전자 역학은 빛의 방출로 간접적으로 추론되었지만 직접 측정은 어려웠습니다 개선 된 시간 분해 광전자 현미경 (TR-PEEM)을 사용함으로써, 잘 제어 된 구조를 갖는 TADF 바카라 주소의 박막에서 TADF 방출 공정 동안 전자 역학을 직접 관찰 할 수있다 이것은 방출로 인해 여기 생성 전자에서 비활성화로 전자의 움직임을 캡처하는 데 성공했습니다 또한, 관찰은 여기 전자에 의해 생성 된 엑시톤이 자발적으로 해리되어 장기 전자를 생성하여 TADF의 빛나는 효율을 감소시키는 것으로 밝혀졌다
이 연구 결과는 TADF 발광 과정의 본질을 이해하기위한 기본 지식입니다 잘 통제 된 박막에서 여기 전자의 역학을 체계적으로 연구하면 고성능 TADF 장치의 개발을 가속화 할 것으로 예상됩니다
OLED (Organic LED)는 외부 전기 자극에 의해 흥분된 분자에서 전자가 방출 될 때 방출 된 빛을 사용하는 장치입니다 그러나 여러 유형의 흥분된 상태가 있으며, 이들 모두가 빛을 추출 할 수있는 것은 아닙니다 흥분된 상태 중에서, 여기 세련된 상태는 가장 일반적인 형태이지만 여전히 빛을 방출하지는 않으며 주요 도전은이 상태를 방출하는 방법입니다 OLED의 발광 바카라 주소 중 하나 인 2008 년에 개발 된 열적으로 활성 유형 지연 형광 (TADF) 바카라 주소는 비 조명 내성 여기 트리플렛 상태가 희귀 금속을 사용하지 않고 열적 에너지로 쉽게 불에 타오르는 자극 단일 렛 상태로 전환 될 수있는 능숙한 분자 설계를 가지고 있습니다 이는 이론적 한계 100%에 도달하는 여기 전자의 수에 대해 생성 된 광자 수에 의해 정의 된 내부 양자 효율을 초래한다
TADF 바카라 주소의 경우, 외부 양자 효율 (외부에서 추출되는 바카라 주소 내에서 생성 된 광자 비율)이 박막 구조를 제어함으로써 개선 될 것으로 예상되므로 단일 필름으로 구성된 간단한 장치가 주목을 받고 있습니다 그러나 분자 수준에서의 광학적 특성이 명확 해지지만, 현재 상황은 박막에 대한 이해가 충분히 진행되지 않았다는 것입니다 특히, 도전은 단일 필름의 흥분된 삼중 항 상태가 빛을 방출하기가 어려운 이유를 명확히하는 것이 었습니다
분자 필름의 광학적 특성을 이해하는 방법은 여기 전자 (2- 광자 광전자 분광법)를 직접 관찰하는 것입니다 그러나, 2- 광자 광전자 분광법은 무기 바카라 주소의 여기 전자를 관찰하는 데 적합하지만, 다양한 문제 (예 : 낮은 전기 전도성 및 샘플 손상)가 있기 때문에 유기 물질에 적용하기가 어려웠다
이 연구에서, 우리는 광전자 현미경을 검출기로 사용하고 TADF 분자 필름의 여기 전자 역학을 직접 관찰하려고 시도한 2- 광자 광전자 분광법을 사용하여 시간 분해 광전자 현미경 (TR-PEEM, 그림 1)을 개선했습니다 TR-PEEM은 감도가 높은 소량의 광전자조차도 감지 할 수 있으며, 과거에는 어려운 유기 박막의 2- 광자 광전자 분광법이 있음을 보여주었습니다 이번에는 TADF 바카라 주소 중 하나 인 4CZIPN (그림 2)을 사용하여 정확하게 제어 된 구조를 갖는 박막을 제조하고 관찰의 대상을 사용했습니다
결과적으로, 우리는 발광 및 농도 담금질 (비 방사 비활성화 과정)으로 알려진 단수 현상으로 인한 비활성화의 역학을 관찰하는 데 성공했으며, 흥분에 의해 생성 된 Excitons는 오랫동안 전자의 효율성을 감소시키는 것으로 나타났습니다 특히, 방사선이없는 비활성화 공정에서 TR-PEEM을 사용하여 상세한 지식을 얻을 수 있었는데, 이는 TADF 바카라 주소의 발광 효율을 감소시키는 요인입니다 TR-PEEM을 사용하여 흥분된 전자의 역학을 관찰하는 것은 시간 분해 된 발광 측정 (TR-PL)으로 얻은 광 방출 역학의 결과와 모순 될뿐만 아니라, 우리는 또한 석방 측정에 의해 포획 될 수없는 "비-발광"전자의 존재를 발견 할 수있었습니다 (그림 3) 이들 전자는 여기 전자에 의해 형성된 엑시톤의 상태로부터 전자 만 분리하여 생성되며, 흥분성 해리라고한다 프로세스의 발생률 및 엑시톤 해리의 양은 TADF 막을 사용한 미래의 장치 개발에 매우 유용한 결과입니다
그림 1 시간 분해 광전자 현미경 (TR-PEEM)의 개략도
TR-PEEM 장치의 외부 사진 및 도식 다이어그램은 고 에너지 가속기 연구 (KEK)의 바카라 주소 구조 과학 연구소에서 개발 및 개선되었습니다 광전자 현미경의 여기 광원으로 조정 가능한 펨토초 펄스 광원을 사용함으로써, 고효율로 전자 동적 관찰이 가능해졌다 (국제 특허 응용 : PCT/JP2018/004734)
그림 2 : 4CZIPN 및 미세한 이미지의 분자 구조
Kyushu University에서 개발 된 4Czipn 분자의 미세한 이미지와 Tsukuba 대학에서 생산 한 순서 대상 막 (참조 : Y Hasegawa, et al, J Phys Chem Lett, (2018), 9, pp853-867)
그림 3 시간 분해 된 광전자 현미경 (TR-PEEM, 오른쪽, kek) 및 시간 분해 된 발광 측정 (TR-PL, 오른쪽, AIST로 측정)의 비교 TR-PL에서, TADF 바카라 주소의 순간 형광 (노란색 선) 및 지연 형광 (파란색 선 및 연한 파란색 선) 특성이 관찰되었으며, TR-PEEM에서는 이들 외에도 엑시톤 분리에 해당하는 매우 긴 수명 성분 (핑크 라인)이 관찰되었다
이 연구 팀이 개발 한 관찰 방법은 TADF 박막의 광학적 특성을 체계적으로 설명하는 데 기여합니다 이것은 아직 완전히 이해되지 않은 TADF 발광 공정의 세부 사항을 보여줄 것이며, TADF 박막 바카라 주소를 사용한 초고 효율 OLED의 개발이 촉진 될 것으로 예상된다
Tsukuba University of Tsukuba 수학적 바카라 주소
Yamada Yoichi 부교수
고 에너지 가속기 연구소, 바카라 주소 구조 과학 연구소
Fukumoto Eki, 특별히 임명 된 부교수
고대 산업 기술 연구소, 바카라 주소 측정 표준 연구 부서
Hosogai Takuya 최고 연구원
Kyushu University 응용 화학과 공학 대학원
Nakanotani Kazu, 부교수
이 연구는 교육, 문화, 스포츠, 과학 및 기술의 광학 및 양자 도약 플래그십 프로그램 (Q-LEAP)의 보조금으로 수행되었습니다
이 연구의 일부는 국립 고급 산업 과학 및 기술 연구소의 미세 구조 분석 플랫폼 미세 구조 분석 플랫폼 (ANCF) (문제 번호 JPMXP09A20AT0015)의 지원 (문제 번호 JPMXP09A20AT0015)에 대한 응답으로 수행되었습니다
[제목] 시간 분해 광전자 방출 현미경을 통해 열적으로 활성화 된 지연 형광을 나타내는 유기 고체에서 광범위한 전자 역학의 직접 관찰
(시간 분해 된 광전자 현미경에 의한 TADF 분자 고체의 광전문 전자 역학의 직접 측정)
[저자 이름] Yusuke Fukami, Masato Iwasawa, Masahiro Sasaki, Takuya Hosokai, Hajime Nakanotani, Chihaya Adachi, Keiki Fukumoto 및 Yoichi Yamada
[게시 된 잡지]고급 광학 바카라 주소
[게시 날짜] 2021 년 6 월 25 일
[doi] 101002/adom202100619