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德科学家创造新分子结构 可提高OLED生产效率

2023年08月10日 16:56 PDF版 分享转发
由于特殊的化学结构,分子排列成螺旋状。 结果:电子传导核心被屏蔽,从而提高有机发光二极管的效率。 (图片来源:MPI-P)
由于特殊的化学结构,分子排列成螺旋状。 结果:电子传导核心被屏蔽,从而提高有机发光二极管的效率。 (图片来源:MPI-P)

2023年8月10日】(希望之声记者启术综合编译) 近日,德国马克斯•研究所的研究人员创造了一种新的分子结构,可以提高蓝光「有机发光二极管」(OLED)的生产效率、简化OLED的设计和生产过程。

他们的研究成果论文发表在《自然材料》杂志上,标志着OLED技术的重要进步。

目前,OLED已成为从电视到等许多现代设备的常见显示材料。为了显示图像,OLED需要投射红、绿、蓝三基色的光。值得注意的是,蓝光OLED的制造,由于其高能物理特性而特别具有挑战性。这使得该材料的开发变得复杂。

论文中说,影响这些材料性能的一个重要因素,是其存在少量无法完全去除的杂质。这些杂质(如氧分子)会阻碍二极管内电子的运动,从而干扰发光过程。当电子被这些杂质捕获时,其能量会转化为热,而不是光。这种现象被称为「电荷捕获」,主要影响蓝光OLED,导致其效率大幅降低。

马克斯•普朗克聚合物研究所所长Paul Blom领导的团队通过使用一类新型分子,解决了电荷捕获问题。这些分子包含两个化学部分:一部分促进电子传导,而另一部分对杂质不敏感。

通过操纵分子的化学结构,Blom的团队实现了一种特殊的空间排列:当多个分子连接在一起时,它们形成一种「螺旋」。这意味着,分子的电子传导部分形成了被屏蔽的内核,而外面是分子的另一部分。从分子角度来看,这类似于具有电子传导内芯和屏蔽该芯的外部结构组成的同轴电缆。

因此,该外包层就成了电子传导核芯的一种「保护层」,保护其免受氧分子的侵入。这样,电子就可沿着螺旋的中心轴快速、自由地移动,而不会被障碍物困住,类似于行驶在没有十字路口、或其它障碍物的上的汽车。

Paul Blom表示:「我们的新材料的一个特别之处在于,其不存在因杂质造成的损失,从而实现高效的电子传输,可以极大地简化蓝光OLED的设计,同时保持高效率。」

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