ИСТИНА

Хорошо известно, что люминесценция лантанидов является узкополосной, что приводит к почти монохроматическому излучению и высокой чистоте цвета по сравнению с остальные классами эмиссионных материалов. Однако в данный момент эффективность и яркость OLED на основе КС лантанидов существенно уступает аналогам на основе КС иридия и материалам TADF. В нашей научной группе было выявлено, что определяющим фактором, ограничивающим максимальные характеристики в OLED, являются большие времена жизни возбуждённого состояния ионов лантанидов в КС.[1] Использование наночастиц в технологии OLED является перспективным подходом для получения производительных OLED-дисплеев, так как они могут повысить эффективность и стабильность OLED за счет улучшения инжекции и транспорта носителей заряда, повышения эффективности выхода света из устройства за счет улучшения рассеяния света и за счет эффекта локализованного поверхностного плазмонного резонанса (LSPR). В нескольких работах было продемонстрировано, что введение наночастиц золота в дырочно-инжектирующий слой PEDOT:PSS позволяет снизить время жизни и улучшить характеристики светодиода. Целью данной работы стало изучение влияния эффекта плазмонного резонанса на время жизни возбуждённого состояния и электролюминесцентные свойства координационных соединений тербия. В качестве материалов эмиссионного слоя были выбраны координационные соединения Tb(czb)3 и Tb(czb)3TDZP (рис. 1а). Анионный лиганд был выбран из-за содержания электрон-донорного атома азота с неподелённой электронной парой для увеличения дырочно-транспортных свойств, который ранее показал лучшие характеристики среди ароматических карбоксилатов. Нейтральный лиганд содержит электрон-акцепторный тиодиазольный фрагмент для увеличения электрон-транспортных свойств. Данный нейтральный лиганд показал рекордные характеристики для OLED на основе комплекса тербия.[2] Комплексы Tb(czb)3 и Tb(czb)3TDZP были получены по обменной методике. Состав полученных соединений был подтвержден порошковой рентгеновской дифракцией, 1Н ЯМР-спектроскопией, ИК-спектроскопией и термическим анализом. На основании данных рентгеновской дифракции порошка было получено индивидуальное соединение, индексируемое в пространственной группе C2. Изучение фотолюминесцентных свойств показало, что оба полученных комплекса обладают эффективной фотолюминесценцией, характерной иону тербия. Квантовый выход фотолюминесценции комплекса Tb(czb)3 составил 37%, а время жизни – 0,73 мс, в то время как для Tb(czb)3TDZP – 16% и 0,49 мс соответственно. Наночастицы золота (GNP) были синтезированы методом Френса. Был получен коллоидный раствор GNP с концентрацией 3·10-4 M. Размер GNP оценивали по данным поглощения коллоидного раствора наночастиц, максимум поглощения которого имеет составляет 525 нм, что соответствует размеру 10-20 нм и удовлетворяет для использования их в OLED на основе комплексов тербия (максимум люминесценции 545 нм). Также GNP были охарактеризованы при помощи динамического рассеивания света (ДРС) и просвечивающей электронной микроскопией (ПЭМ). По данным ПЭМ средний размер наночастиц составляет 13,5±2 нм (рис. 1б). Кроме того, на основе данных ПЭМ была определена морфология наночастиц: GNP, которые имеют сферическую форму и образуют цепные агломераты (рис. 1б). Полученные комплексы тербия были протестированы в качестве эмиссионного слоя в OLED. Максимальная яркость OLED на основе комплекса Tb(czb)3 достигла 140 кд/м2, а для Tb(czb)3TDZP – 420 кд/м2. Для изучения влияния плазмонного резонанса синтезированные наночастицы золота вводили в слой PEDOT:PSS. Введение наночастиц золота позволяет увеличить максимальную яркость светодиода на основе Tb(czb)3 до 220 кд/м2, а на основе Tb(czb)3TDZP – до 480 кд/м2. Комплекс Tb(czb)3TDZP с наночастицами золота в смеси с PEDOT:PSS продемонстрировал рекордную яркость для OLED на основе комплексов тербия, эмиссионный слой которого нанесён из раствора. [1] Utochnikova V V, Aslandukov A N, Vashchenko A A, Goloveshkin A S, Alexandrov A A, Grzibovskis R and Bünzli J-C G 2021 Identifying lifetime as one of the key parameters responsible for the low brightness of lanthanide-based OLEDs Dalt. Trans. 50 12806–13