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Aug 04, 2023

分子ハイウェイ: 有機光の画期的な進歩

Max Planck Institute for Polymer Research より、2023 年 8 月 4 日 特殊な化学構造により、分子は一種の螺旋状に配置されます。 結果: 電子伝導コアは次のようになります。

Max Planck Institute for Polymer Research 2023 年 8 月 4 日

特殊な化学構造により、分子は一種の螺旋状に配置されます。 その結果、電子伝導性のコアがシールドされ、有機発光ダイオードの効率が向上します。 クレジット: MPI-P

新しい材料コンセプトにより、有機発光ダイオードにおける不純物の望ましくない影響が排除されます。

マックス プランク研究所の研究者らは、青色 OLED の効率を高める新しい分子構造を作成しました。 その画期的な進歩により、これらの OLED の設計と製造プロセスが簡素化されます。

有機発光ダイオード (OLED) は、テレビからスマートフォンに至るまで、多くの現代のデバイスで一般的な機能になっています。 画像を表示するには、OLED が赤、緑、青の 3 原色で光を投影する必要があります。 特に、青色光用の発光ダイオードの製造は、その高エネルギー物理的特性により特に困難であり、適切な材料の開発を複雑にしている。

これらの材料の性能における重要な要素は、完全に除去することが不可能な少量の不純物の存在です。 このような不純物は、酸素分子と同様、ダイオード内の電子の移動を妨げ、光生成プロセスを妨げます。 電子がこれらの不純物によってトラップされると、そのエネルギーは光ではなく熱に変換されます。 「電荷トラップ」として知られるこの現象は主に青色 OLED に影響を与え、効率の大幅な低下につながります。

マックス・プランク高分子研究所所長のポール・ブロム率いるチームは最近、新しい種類の分子を使って電荷トラップの問題に取り組んだ。 これらの分子は 2 つの化学部分で構成されています。1 つの部分は電子伝導を促進し、もう 1 つの部分は不純物の影響を受けません。 分子の化学構造を操作することにより、特別な空間配置が達成されます。いくつかの分子が結合すると、一種の「らせん」が形成されます。つまり、分子の電子伝導部分が内部を形成し、その部分がシールドされます。分子の他の部分によって外側に。 これは、分子的には、電子を伝導する内部コアとコアをシールドする外部部分を備えた同軸ケーブルに似ています。

したがって、クラッドは電子伝導コアに対して一種の「保護層」を形成し、酸素分子の侵入から保護します。 したがって、電子は、交差点や信号機、その他の障害物のない高速道路を走る車と同様に、障害物に捕らえられることなく、らせんの中心軸に沿って高速かつ自由に移動できます。

「私たちの新しい材料の特別な点の 1 つは、不純物による損失がないことと、その結果として効率的な電子輸送が可能になり、高効率を維持しながら青色 OLED の設計を大幅に簡素化できることです」と Paul Blom 氏は言います。

この革新的なアプローチにより、研究者らは青色発光ダイオードの製造を大幅に簡素化したいと考えています。 彼らの結果は Nature Materials 誌に掲載され、OLED 技術の進歩に向けた重要な進歩を示しています。

参考文献：「分子設計による電荷キャリアトラップの排除」Oskar Sachnik、Xiao Tan、Dehai Dou、Constantin Haese、Naomi Kinaret、Kun-Han Lin、Denis Andrienko、Martin Baumgarten、Robert Graf、Gert-Jan AH Wetzelaer、Jasper J. Michels と Paul WM Blom、2023 年 6 月 29 日、Nature Materials