삼중항-삼중항 소멸(Triplet-triplet annihilation, TTA) 업컨버전 발광 물질을 사용하여 초저전압 유기 발광 다이오드(Organic light-emitting diodes, OLED)를 제작할 수 있으며, 이는 고출력 효율 OLED 실현의 가능성을 제공합니다. 그러나 이러한 장치의 작동 메커니즘은 추가 연구가 필요합니다. 본 논문에서는 Rubrene/C70 오렌지광 및 m-MTDATA/PIAnCN 청광 OLED를 제작하고, 이들의 전기 발광(Electroluminescence, EL) 성능을 연구했습니다. 두 장치 모두 초저 점등 전압을 달성했으며, 오렌지광 장치는 1 V, 청광 장치는 2 V에 불과한 점등 전압을 나타냈습니다. 실험 결과 두 유기층 사이 큰 장벽으로 인해 EL 과정 중 먼저 계면에서 격자복합체(Exciplex)가 형성되고, 이후 격자 에너지가 Rubrene 및 PIAnCN의 삼중항 준위로 전달되어 두 분자의 TTA 업컨버전 발광으로 이어짐을 확인했습니다. 이 EL 과정은 다양한 전류 밀도에서 광도의 비선형 관계를 통해 실험적으로 검증되었습니다. 낮은 전류 밀도에서는 광도가 전류 밀도의 제곱에 비례하며, 높은 전류 밀도에서는 전류 밀도 증가에 따라 광도가 선형적으로 증가합니다. 여기서 격자 동역학 모델을 세워 이 EL 과정을 추가로 증명했으며, 초저 점등 TTA 업컨버전 OLED의 메커니즘 연구에 물리적 근거를 제공했습니다.

저점등; 유기 발광 다이오드; 삼중항-삼중항 소멸 업컨버전; 격자복합체