提高有机LED发光效率的新发现

  通过电流产生光而不需要加热或化学反应被称为电致发光。因此，电致发光灯可靠且非常有效;它们的用途从数字手表到阿波罗航天飞机制导计算机的显示器。

电致发光测量实验装置。通过方波偏置驱动的发光电化学电池（LEC），使用分光光度法观察信号吸收。电致发光（EL）在电子与电子空穴复合时产生光，以光子的形式释放多余的能量。图片来源：大阪都市大学

  通过电致发光产生光的发光电化学电池（LECs）已经看到了类似于OLED的重大技术发展。详细研究导致发光的机制对于提高发光效率至关重要;然而，还没有直接分析这些过程的实验方法。

  通过测量它们的光吸收通过灯光照射，由大阪都立大学理学研究科和南部洋一郎理论与实验物理研究所的Katsuichi Kanemoto教授领导的研究小组成功地观察了LECs在场发射过程中随时间变化的电子状态。

  他们的研究发表在Nature Communications上，并被选为编辑亮点。由纳流体装置开创的关于溶液中单分子反应动力学的评论文章由研究人员发表在 2023 年 1 月的《TrAC 分析化学趋势》上。

  概述提供了一个鸟瞰图，包括研发的最前沿、迫在眉睫的障碍以及这些新发现可能导致的方向。

  将电子与电子空穴（可以容纳电子但没有电子的区域）重新组合会导致电致发光。当电子进入空穴时，能量光子被释放出来。分析结果表明，LECs具有两步发光机制。

1. 一旦施加电压，LEC中的空穴就会立即产生，容纳这些空穴的层在与电子侧电极的界面附近扩展，然后与几个电子重新结合以产生电致发光。

2. 随着可以容忍电子的层随着时间的推移以与空穴层缩回的速度相同的速度膨胀，电致发光量稳定下来。

  本研究中使用的光谱观察方法不仅适用于LEC，而且适用于所有发光器件，包括OLED。使用这种技术，我们希望揭示电致发光过程的细节，此外，它将导致早期检测干扰设备操作的过程。未来，我们将努力缩短我们系统的测量时间，以创建一个快速的设备诊断系统。

 金本胜一，大阪都立大学研究生院理学研究科教授

大阪市立大学（OCU）基础研究2017年战略研究补助金和JSPS KAKENHI资助（17H03135）都为这项研究提供了资金。

期刊参考文献：

Yasuji， K.， et al. （2023） 发光电化学电池中的电致发光过程可视化。自然通讯.DOI：10.1038/s41467-023-36472-6