美国国家物理实验室的科学家与三星高级技术研究所合作开展了一项新研究，以更好地了解蓝色有机发光二极管的退化。该研究已发表在《自然通讯》上。
导致蓝色OLED失效的降解机制仍未完全了解。这限制了蓝色OLED的稳定性，并进一步限制了OLED技术在全彩显示屏和照明中的使用寿命。
第一个聚合物发光二极管于 1975 年在 NPL 创建。它使用了厚达2.2微米的聚合物薄膜，位于两个电荷注入电极之间。从那时起，红色和绿色OLED技术的发展使这些彩色OLED现在可以与传统LED相媲美。
了解蓝色OLED的降解机理对于提高其性能和稳定性至关重要。然而，OLED是由非常薄的有机分子层形成的，对纳米级有机层和界面进行化学采样具有足够的分析信息是具有挑战性的。
为了解决这个长期存在的问题，NPL / SAIT团队使用了OrbiSIMS，这是NPL于2017年发明的一种创新质谱成像技术。该团队使用OrbiSIMS的纳米级质谱法首次以前所未有的灵敏度鉴定了蓝色OLED的降解分子，并以7纳米深度分辨率将其定位在OLED多层架构中。
研究小组发现，化学降解主要与发射层和电子传输层界面处分子中的氧损失有关。OrbiSIMS的结果还显示，使用略有不同的主机材料的OLED设备的寿命大约增加了一个数量级。
该研究中描述的结果和方法可以为未来提高新型蓝色OLED架构性能的努力提供信息，并帮助显示技术制造商开发质量更好、产品寿命更长的显示器。该方法已经用于三星和韩国科学技术院领导的另一项研究，该研究也发表在《自然通讯》上。
该研究的主要作者之一Gustavo Trindade博士说：“我们的研究被选为'器件'主题的编辑选择，使我们能够识别降解分子，这些分子是位于发射层和电子传输层之间界面的反应产物。 “这些降解分子的存在与蓝色OLED的寿命呈负相关。此外，我们发现，具有微妙修饰的主体材料的器件的界面降解产物强度大大降低，并表现出更长的使用寿命。
该研究的NPL通讯作者Ian Gilmore教授说：“OrbiSIMS可以高度自信地识别具有attomole灵敏度的复杂分子，并同时定位到小于7纳米的层。使用需要溶解器件的传统高性能LC-MS方法无法实现这一点。
OrbiSIMS作为OLED降解的诊断工具，在为未来的材料和器件架构开发提供见解方面发挥着至关重要的作用。
该研究的主要作者Soohwan Sul博士和Joonghyuk Kim博士说：“我们很高兴与Ian Gilmore教授的NPL团队合作，首次应用OrbiSIMS来研究有机发光二极管的退化，这是目前OLED行业的主要障碍之一。 “得益于OrbiSIMS的开发，其前所未有的深度/质量分辨率和对有机分子的完整分析能力，我们现在可以诊断和回答有机电子设备中的各种悬而未决的问题。”
