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高分子學院薛善鋒教授團隊在有機電致藍光材料與器件方面取得新進展
作者:高分子學院  來源:高分子學院  編輯:臧傳永   點擊:[] 日期:2020年05月07日

藍光材料作為有機電致發光二極管(OLED)顯示中的三基色材料之一,既可以作為本體發光也可以作為主體材料通過能量轉移實現高效綠光、紅光、白光及全色顯示器件,在OELD顯示中起着非常重要的作用。目前利用三線態激子T1態反系間竄躍轉化到單線態S1態的熱活化延遲熒光材料(TADF),雖然提高了藍光器件的發光效率和激子利用率,但在高電流密度下,由於大量三線態T1激子累積導致效率快速滾降,同時採用摻雜的複雜技術,導致製備成本較高。因此,開發具有高效率、低滾降、非摻雜的性能優異的新型純有機藍光發光材料與器件仍具有挑戰性。

近日,青科大高分子學院山東省高校青創人才引育計劃團隊負責人薛善鋒教授在有機電致熒光藍光材料與器件方面取得新進展,團隊相關工作在英國皇家化學會(RSC)旗艦期刊Chemical Science上發表了題為Highly efficient non-doped blue fluorescent OLEDs with low efficiency roll-off based on hybridized local and charge transfer excited state emitters”(Chem. Sci.,2020, DOI:10.1039/D0SC01341B.),青島科技大學為第一通訊單位,薛善鋒教授為獨立通訊作者。高分子學院碩士生呂顯浩和孫米珍為共同第一作者。(Chemical Science是英國皇家化學會(RSC)綜合性旗艦期刊,發表化學領域最前沿、最重要、最具挑戰性的高影響力研究成果,影響因子為9.556,中科院一區TOP期刊。Chemical Science也是化學領域中影響力最大的開放獲取(open access)期刊之一。)

團隊成員通過巧妙的分子設計合成了一種新型的D-π-A結構純有機藍光分子(TPAAnPI),進一步通過調控不同的器件結構獲得了最大電致發射峯470 nm,最大電流效率18.90cd/A,最大功率效率12.35 cd/A,最大發光亮度29900 cd/cm2的非摻雜電致藍光器件,而最大外量子效率高達11.47%,相應的激子利用率近100%,突破了有機熒光分子最大外量子效率理論值25%的上限。同時,當發光亮度在1000 cd/m2時,器件的外量子效率仍然高達近10%,顯示出非常低的效率滾降和器件穩定性,是目前文獻報道的同類器件中最好性能。同時,通過光物理實驗和理論計算模擬研究表明,由於該分子形成了一種特殊的激發態(雜化局域電荷轉移態:HLCT)以及高能三線態激子(T12)的利用,解決了其T1激子積累導致器件效率滾降的問題,使其獲得了高效率、低滾降、非摻雜的純有機電致藍光器件。該研究為探索HLCT態機制下的三線態到單線態激子上轉化的藍光分子設計和器件優化提供了新的分子設計思路,併為顯示和照明等應用領域提供了新型OLED材料體系。

文章鏈接://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2020/SC/D0SC01341B#!divAbstract

本工作得到了國家自然科學基金面上項目、山東省高等學校青創人才引育計劃項目、山東省教育廳高校科研發展計劃重點項目等項目的資助。

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