청색 유기발광 다이오드 개발

• 내부 양자 효율(IQE)이 100%인 형광체를 사용한 녹색 및 빨간색 방출 영역의 유기발광다이오드(OLED)의 상용화가 이미 실현된 반면, 파란색 인광재료는 여전히 OLED의 효율이 낮고, 밴드갭 에너지가 높고 안정성이 좋지 않아 수명이 짧은 편.
• Adachi와 동료들에 의해 개발된 재료들은 열활성화지연형광(thermally activated delayed fluorescence, TADF) 도입으로 RISC(Reverse Intersystem Crossing)를 통해 최대 100%의 IQE를 제공.
• 그러나 이러한 재료는 넓은 전체 폭(FWHM은 60-100 nm)을 가지며, 낮은 색상 순도를 나타냄.
• 이러한 문제를 해결하기 위해 Hatakeyama와 동료들은 최고점유분자궤도(HOMO)와 최저비점유분자궤도(LUMO)가 서로 다른 원자들에 국부화시켜서, ΔE_ST를 감소시키는 다중공명 TADF(MR-TADF) 개념을 도입.
• MR-TADF 재료는 ~20 nm의 좁은 FWHM과 90%를 초과하는 광발광양자수율(PLQY)을 보임.
• 기존 MR-TADF 장치들은 호스트 재료의 특성과 호스트 재료와 도펀트의 특성 사이의 상관 관계와 관련되어 효율성의 심각한 롤오프 거동을 보임.
  • 이러한 행동은 단지 삼중항 여기자 감소와, 호스트에서 도펀트로 효과적이고 빠른 에너지 전달과 관련있음.
  • 호스트의 과도한 삼중항 엑시톤들이 빠르게 도펀트로 전달되면 강한 전기장이 생성.
• 본 연구의 목적은 1000 cd/m²에서 30% 고효율 달성 가능한 호스트 소재 개발.

- Nature Communications, 2023, 14 5589에서 일부 발췌