ブログ

Jun 15, 2023

ヘテロレプティック Ir(III)

Scientific Reports volume 13、記事番号: 1369 (2023) この記事を引用する 1371 アクセス 1 引用 メトリクスの詳細 重金属を含む近赤外有機発光ダイオード (NIR OLED) は、

Scientific Reports volume 13、記事番号: 1369 (2023) この記事を引用

1371 アクセス

1 引用

メトリクスの詳細

重金属を含む近赤外有機発光ダイオード (NIR OLED) は、ヘルスケア サービス、ベール認証、暗視ディスプレイなどのさまざまな用途に利点があるため、定期的に報告されています。 商用アプリケーションの場合は、電力消費のため、放射輝度ではなく放射容量 (RC) に注目する必要があります。 しかし、最近の論文は依然として単純な高放射性能のみを報告しており、RC の観点からデバイスを検討していません。 このハードルを克服するために、我々は 2 種類の補助配位子を備えた Ir(III) ベースのヘテロレプティック NIR 材料を設計しました。 提案されたエミッタは、短い放射寿命 (1: 386 ns、2: 323 ns) で高度に配向した水平双極子比 (Ir(mCPDTiq)2tmd、複合体 1: 80%、Ir(mCPDTiq)2acac、複合体 2: 81%) を達成します。 ）。 このデバイスは、2.2 V という極めて低いターンオン電圧 (Von) と 720 mW/sr/m2/V という高い RC も示します。 このデバイスの Von と RC に関する結果は、同様の発光ピークを持つ Ir(III) ベースの NIR OLED の中で優れた性能を示しています。

OLED は確立に成功し、従来のディスプレイおよび照明市場で重要な光源として広く使用されています1。 特に、OLED は可視スペクトル範囲を超えて新たな市場を開拓しています。 最近、NIR OLED は、光生体変調 (PBM)2、3、4、5、6 や光線力学療法 (PDT)7 などのウェアラブル ヘルスケア システムの分野だけでなく、暗視ディスプレイや光信号処理の分野でも大きな関心を集めています。 。 特に、OLEDを使用した光線療法の研究は、過去10年間に着実に発表されています。 光線療法の効果は、光受容体であるシトクロム c オキシダーゼ (CCO) の吸収がよく起こる赤色または近赤外の波長で最大になることが知られています 8。 最近では、NIR OLED2を用いることで赤色領域だけでなく創傷治癒効果があることが報告されています。 さらに、PDTよりも低いエネルギーで治癒する低レベル光線療法（LLLT）技術は、創傷治癒などのPBMに使用されています。 その結果、光線療法では低電圧領域（6V以下）で駆動することとなりましたが、実際の商品化には電池などの組み込みによる低電圧化が必要となります。 したがって、RCの観点からNIR OLEDを実現することが何よりも重要です。 NIR OLED の実装に向けて新しい NIR エミッターが継続的に設計されていますが、エネルギーギャップの法則 9,10 により、NIR OLED の性能は可視範囲のデバイスにはまだ遠く及ばないのです。 NIR OLED の固有性能のボトルネックを克服するために、熱活性化遅延蛍光 (TADF) の使用 11、12、13、14、15 や Pt(II) などの遷移重金属の使用など、多くの研究が行われてきました 16、17。 、18、19、20、Os(II)21、22、23、および Ir(III)24、25、26、27、28、29、30 を使用して高効率を実現します。 TADF を使用する方法では、非放射性三重項励起子を一重項空間に移動させることができ、100% の内部量子効率 (IQE) を得ることができます。 さらに、Pt(II) および Os(II) 錯体は、Ir(III) 錯体と比較して使用すると非常に高価です。 従来、多くの遷移金属ベースの近赤外 OLED は、高輝度という点で単純に報告されてきました 16。 しかし、最大輝度時の電圧が非常に高いため、実際の産業に適用するには消費電力の観点から制約が多い。 最近、シクロペンタジチオフェン (CPDT) ユニットは、ビチオフェンが縮合した平面性の高い構造により、効率的な電荷移動、高い電子密度、強力な電子供与能など、多くの利点を有することが報告されています 31,32,33。 したがって、その最適な特性により、有機太陽電池や量子ドット太陽電池などの電子材料の光活性層や正孔輸送層のユニットとして採用されています31、32、33、34、35。