Triplet-triplet annihilation induced up-converted delayed luminescence in solid state organic composite

Herein we will present results of our studies on photoactive layers of solution-processed organic composites that could be potentially utilized as solid-state photon up-converting layers. Different methodologies for increasing the luminescence intensity of the triplet-fusion induced photon up-conversion process in solid state layers of organic thin films will be discussed. In this work, low-energy photon up-conversion via charge transfer (CT-UC) and via energy transfer (ET-UC) in thin films will be probed as two possible mechanisms of low-energy photon up-conversion via triplet-triplet annihilation (TTA-UC). Regarding the ET-UC process, a comprehensive temperature-dependent spectroscopic study will be carried out on a binary composites consisting of the organometallic complex (2,3,7,8,12,13,17,18-octaethyl porphyrinato) platinum(II) (PtOEP) mixed with the blue emitter 9,10 diphenylanthracene (DPA). Time-integrated and time-gated (on the ns-μs time scale) photoluminescence (PL) measurements will be employed for probing the generation of the photon up-converted DPA delayed luminescence via TTA-UC, after the laser photoexcitation of DPA:PtOEP at 532 nm. In the light of these data as well as atomic force microscopy (AFM) imaging, it will be demonstrated that the up-converted blue emission will be significantly enhanced, if the binary model is dispersed in the photophysically inert matrix of poly (styrene) (PS). The ternary structure PS:DPA:PtOEP will experimentally prove that the presence of PS tunes DPA and PtOEP aggregation and consequently gives rise to an increased up-converted luminescence emission. Concerning the CT-UP process, the same photophysical characterisation will be accomplished on the blend films comprising PtOEP as the sensitizer and either PF2/6 or PF8 as the blue emitter. The experimental observation from the comparative room-temperature PL measurements will confirm that the up-converted TTA-induced blue emission intensity will be enhanced in PF8:PtOEP thin film in respect to PF2/6:PtOEP. Moreover, the effect of β-phase formation in the film of PF8:PtOEP will be addressed. The time-integrated and time-gated PL measurements will rationalized that the presence of β-phase in the up-converting composites affects the intensity and the lifetime of the up-converted blue emission. The temperature-dependent PL measurements on the aforementioned up-converting composites will help us to gain insight about the influence of temperature on the CT-UC and ET-UC processes. According the time-integrated PL studies in the range of temperature between 100 K and 290 K, it will be verified that lowering the temperature enhances the TTA-induced up-converted blue emission intensity in the up-converting composites working with either CT-UC process or ET-UC process.

Qui presenteremo i risultati dei nostri studi su strati fotoattivi di composti organici soluzione trasformati che potrebbero essere potenzialmente utilizzati come fotoni a stato solido up-conversione strati. Saranno discusse diverse metodologie per aumentare l'intensità di luminescenza del fotone indotta processo di up-conversione tripletto-fusione in strati stato solido di film organici sottili. In questo lavoro, di fotoni a bassa energia up-conversione tramite trasferimento di carica (CT-UC) e tramite il trasferimento di energia (ET-UC) in film sottili sarà sondato come due possibili meccanismi di fotoni a bassa energia up-conversion via tripletta-tripletta annientamento (TTA-UC). Per quanto riguarda il processo di ET-UC, uno studio approfondito dipendente dalla temperatura spettroscopica verrà effettuata su un binario compositi costituiti dal complesso organometallico (2,3,7,8,12,13,17,18-octaethyl porphyrinato) platino (II ) (PtOEP) mescolato con il blu emettitore 9,10 diphenylanthracene (DPA). Tempo integrati e fotoluminescenza (PL) misurazioni in tempo gated (sulla scala temporale ns-microsiemens) saranno impiegati per sondare la generazione del fotone up-convertito DPA ritardata luminescenza tramite TTA-UC, dopo la fotoeccitazione laser DPA: PtOEP a 532 nm. Alla luce di questi dati e microscopia a forza atomica (AFM) di imaging, verrà dimostrato che l'emissione del blu-convertito sarà notevolmente migliorata, se il modello binario è disperso nel photophysically matrice inerte di poli (stirene) (PS). Il ternario struttura PS: DPA: PtOEP sarà sperimentalmente dimostrare che la presenza di PS sintonizza DPA e PtOEP aggregazione e dà quindi luogo ad un aumento delle emissioni up-convertito luminescenza. Per quanto riguarda il processo di CT-UP, la stessa caratterizzazione fotofisiche sarà realizzato sulle pellicole di fusione comprendenti PtOEP come sensibilizzante e sia PF2 / 6 o PF8 come emettitore blu. L'osservazione sperimentale dei camera-temperatura comparativi misure di PL confermerà che la TTA-indotta intensità di emissione blu up-convertito sarà rafforzata in PF8: PtOEP film sottile rispetto al PF2 / 6: PtOEP. Inoltre, l'effetto della formazione di β-fase nel film di PF8: verrà affrontato PtOEP. Il tempo-integrati e in tempo gated misure di PL saranno razionalizzato che la presenza di β-fase compositi up-conversione colpisce l'intensità e la durata dell'emissione blu convertiti verso l'alto. I dipendenti dalla temperatura misure di PL sulle suddette compositi up-conversione ci aiuteranno a ottenere informazioni circa l'influenza della temperatura sui processi CT-UC e ET-UC. Secondo gli studi PL-time integrato nell'intervallo di temperatura tra 100 K e 290 K, si verificherà che abbassando la temperatura aumenta la TTA-indotta up-convertito intensità di blu di emissione nei compositi up-conversione lavorano sia con CT-UC processo o processo ET-UC.