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國立臺灣大學化學系

研究亮點

透過新穎分子設計開發近紅外光波段發光二極體

  • 論文全文:Tuning Ternary Deep Red Exciplex‐Forming Hosts to Achieve a Stable OLED with EL Peak Centered at 834 nm
  • 於2025年5月16日發表於《Advanced Optical Materials》:https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adom.202501258
  • 作者名單:Yi-Yun Chen, Yu-Cheng Kung, Cheng-Han Tsai, Chun-Kai Wang, Dian Luo, Yi-Sheng Chen, Shun-Wei Liu,* Allen Chu-Hsiang Hsu, Wen-Yi Hung,* and Ken-Tsung Wong*

近紅外光由於具有良好的組織穿透能力,因此在生物成像、光動力治療、感測與通訊等領域均具備高度應用潛力。然而,受制於能隙定律 (energy gap law) 與濃度導致螢光焠滅 (concentration-caused quenching),能量轉移與放光過程中的能量損耗嚴重,使放光波長超過800奈米的近紅外有機發光二極體 (NIR OLED) 的發展仍相當受限。

本系汪根欉教授團隊近期提出將三成分激發錯合物 (exciplex) 作為主體材料應用於近紅外有機發光二極體的策略,成功突破長波長OLED的瓶頸。研究中,團隊利用電子受體58p-QN及電子與體CPF組成激發錯合物,實現放光達696奈米的深紅光OLED,接著利用間隙材料TPF精準控制激發錯合物的放光,使其放光波長與近紅外螢光分子iCzPBBT的吸收完美重合,最大化能量轉移的效率以減少此過程中的能量散失。最後再將iCzPBBT以低濃度摻雜進放光層,透過福斯特共振能量轉移 (Förster resonance energy transfer, FRET) 有效傳遞激發能量,使元件放光推進至834奈米,同時達到1.72%外部量子效率 (external quantum efficiency, EQE),並在0.6 mA/cm2電流密度運作下擁有超過88小時的元件壽命 (LT90)。

此一成果不僅證明了三成分激發錯合物在能量轉移與長波長放光上的優勢,也為近紅外OLED的設計提供了新思路,藉由分子間交互作用的合理控制與能量轉移,可兼顧元件的效率與穩定性,為未來近紅外光源在生醫檢測、光電感測與夜視顯示等應用奠定基礎。

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