분자 고속도로: 유기광의 획기적인 발전

작성자 Max Planck Institute for Polymer Research2023년 8월 4일

특별한 화학 구조로 인해 분자는 일종의 나선형으로 배열됩니다. 결과: 전자 전도성 코어가 차폐되어 유기발광다이오드의 효율이 높아집니다. 크레딧: MPI-P

새로운 소재 개념은 유기발광다이오드의 불순물로 인한 원치 않는 영향을 제거합니다.

막스플랑크연구소 연구진이 청색 OLED의 효율을 높이는 새로운 분자 구조를 개발했다. 이들의 혁신은 이러한 OLED의 설계 및 생산 공정을 단순화할 수 있습니다.

유기발광다이오드(OLED)는 TV부터 스마트폰까지 많은 현대 기기에서 공통적으로 사용되는 기능이 되었습니다. 이미지를 표시하려면 OLED가 빨간색, 녹색, 파란색의 세 가지 기본 색상으로 빛을 투사해야 합니다. 특히, 청색광용 발광 다이오드의 제조는 고에너지 물리적 특성으로 인해 특히 어렵고 적합한 재료 개발을 복잡하게 만듭니다.

이러한 재료의 성능에 있어 중요한 요소는 완전히 제거할 수 없는 소량의 불순물이 존재한다는 것입니다. 산소 분자와 같은 불순물은 다이오드 내 전자의 이동을 방해하여 광 생성 과정을 방해합니다. 전자가 이러한 불순물에 갇히면 전자의 에너지가 빛 대신 열로 변환됩니다. '전하 트래핑'으로 알려진 이 현상은 주로 청색 OLED에 영향을 미쳐 효율성이 크게 저하됩니다.

Max Planck Institute for Polymer Research 소장인 Paul Blom이 이끄는 팀은 최근 새로운 종류의 분자를 사용하여 전하 트래핑 문제를 해결했습니다. 이 분자는 두 가지 화학 부분으로 구성됩니다. 한 부분은 전자 전도를 촉진하고 다른 부분은 불순물에 민감하지 않습니다. 분자의 화학 구조를 조작함으로써 특별한 공간 배열이 달성됩니다. 여러 분자가 결합되면 일종의 "나선형"을 형성합니다. 즉, 분자의 전자 전도성 부분이 내부 부분을 형성한다는 의미입니다. 분자의 다른 부분에 의한 외부. 이는 분자 방식으로 전자 전도성 내부 코어와 코어를 보호하는 외부 부분이 있는 동축 케이블과 유사합니다.

따라서 클래딩은 전자 전도성 코어를 위한 일종의 "보호층"을 형성하여 산소 분자의 침입으로부터 이를 보호합니다. 따라서 전자는 교차점, 신호등 또는 기타 장애물이 없는 고속도로의 자동차와 유사하게 장애물에 갇히지 않고 나선의 중심축을 따라 빠르고 자유롭게 이동할 수 있습니다.

Paul Blom은 "우리가 개발한 신소재의 특별한 점 중 하나는 불순물로 인한 손실이 없어 효율적인 전자 전달이 가능해 청색 OLED의 설계를 크게 단순화하는 동시에 높은 효율을 유지할 수 있다는 점입니다."라고 말했습니다.

이 혁신적인 접근 방식을 통해 연구원들은 청색 발광 다이오드의 생산을 크게 단순화할 수 있기를 희망합니다. 그들의 결과는 Nature Materials 저널에 게재되었으며, 이는 OLED 기술 발전을 향한 중요한 진전을 의미합니다.

참고: Oskar Sachnik, Xiao Tan, Dehai Dou, Constantin Haese, Naomi Kinaret, Kun-Han Lin, Denis Andrienko, Martin Baumgarten, Robert Graf, Gert-Jan AH Wetzelaer, Jasper의 "분자 설계에 의한 전하 운반체 트래핑 제거" J. Michels 및 Paul WM Blom, 2023년 6월 29일, Nature Materials