臺大特色研究系列報導—生科院生化科技系助理教授鄭梅君探討光照如何調節植物的逆境反應
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。
