臺大公布首屆百大貢獻事蹟 承先啟後再創輝煌
利用轉印技術實現界面能量轉移 實現925 nm與1022 nm放光的高效率有機發光二極體
更新日期：113年8月14日
界面能量轉移機制示意圖。
a)排列一致的Pt(II)錯合物薄膜。b)經過溶劑破壞後的Pt(II)錯合物薄膜。c) 若直接將能量受體旋轉塗布時會導致薄膜嚴重損壞。d)若經轉印技術則可以避免Pt(II)錯合物被破壞，實現完美的界面能量轉移，並達到高效率的NIR-OLED。
臺大化學系教授周必泰實驗室團隊近年來致力於研究近紅外(NIR)有機發光二極體 (OLEDs)，將理論付諸實驗，突破能隙定律(energy gap law)而屢屢打破NIR有機發光體世界紀錄，從2017年開發出740nm轉換效率(EQE)高達24%的材料；2018年則開發出800nm EQE達10%的分子；2020與2022年則透過理論的導証以及氘取代，成功開發出1000nm達外在量子產率(EQE) ~4%的空前NIR OLEDs。然而新尖端材料的開發是艱難的，所以在元件工程方面，研究團隊也一直在思考如何突破新技術，用現有的材料做進一步的提升效率。這篇發表於Nature Communication 的論文，就是在國際上首次利用轉印技術，藉由能量傳遞的方式突破能隙定律，達到有機分子OLED在NIR破紀錄的效率提升。
研究團隊提出，只要遵守3項原則，則可以實現界面能量轉移：
- 能量給體的光致發光必須與能量受體的吸收光譜重疊；前者需要強大的光致發光量子產率 (PLQY)，後者則需要高吸收係數。
- 為了讓供能體和受能體有效發揮作用，它們能級之間必須有足夠的差異。如果重疊，就會導致電荷均勻分佈，而非局部集中在介面上，造成不良的影響。
- OLED 中，裝置必須最佳化，使界面區域附近的電子-電洞重組在有效能量轉移距離內，以便能量傳輸。
最後，研究團隊成功實現2個案例。第一個案例是透過740nm強放光的Pt(fprpz)2同時轉印上740nm有強吸收與925nm有放光的有機分子BTP-eC9，其EQE由0.18%提升至2.24%而輻射亮度則由原本的18.81 W sr-1m-2提升至39.97 W sr-1m-2。第二個案例則是則藉由800nm強放光的Pt(II) 錯合物 ，配合上800nm有強吸收並會在1022nm會有放光的BTPV-eC9，EQE由0.08%提升至0.66%而輻射亮度則由原本的9.69 W sr-1m-2提升至18.67 W sr-1m-2。研究團隊相信，藉由此界面技術將為NIR-OLED帶來前所未有的突破發展。
