中国教育在线 中国教育网 加入收藏 设为首页

高效双极蓝光热激发延迟荧光主体材料——破解低成本有机电致发光器件的应用瓶颈

  中国教育在线    2018-07-13    

  中国教育在线 讯 有机电致发光器件(Organic light-emitting devices, OLED)作为新一代显示和照明设备,已经广泛应用于手机、平板、手环等电子产品,包括苹果、三星、华为等世界主流的电子设备供应商均已使用OLED显示屏。OLED设备不仅超薄、超轻和画面艳丽,而且具有耐寒耐候、可弯曲折叠、容易与可穿戴电子设备整合等特点,因此,在军民用领域均具有广阔的应用前景。目前,OLED器件所采用的贵金属配合物类磷光染料不仅成本高而且污染环境。新一代热激发延迟荧光(Thermally activated delayed fluorescence, TADF)OLED在保留上一代磷光OLED高效率的同时,采用纯有机分子发光材料,从而解决了上述问题。但TADF材料往往具有更高的极性,从而引起更为严重的发光猝灭现象,必须采用主体基质加以分散以抑制这种猝灭效应。因此,高性能TADF主体材料的开发对热激发延迟荧光OLED的实际应用具有决定性的意义。其中,蓝光TADF主体材料的研究尤为关键。

  图1 蓝光TADF器件的最大外量子效率与主体激发态偶极矩之间的关系。下侧示意图给出了在高激发态偶极主体和低激发态偶极主体中主客体之间的相互作用和能量及电荷传递过程。

  2018年7月5日,黑龙江大学许辉教授领导的磷基光电功能材料科研团队在国际顶级学术刊物《细胞》(Cell)的自然科学类子刊《Chem》上发表了题为“偶极-偶极作用操控实现高效蓝光热激发延迟荧光器件”(Dipole-Dipole Interaction Management for Efficient Blue Thermally Activated Delayed Fluorescence Diodes)的研究论文。

  相对于其他颜色的TADF材料,蓝光TADF材料的极性较低,大大限制了蓝光TADF主体材料的选择余地和优化空间。这也成为蓝光TADF体系设计中亟待解决的关键科学问题之一。在此项研究中,黑龙江大学许辉教授领导的磷基光电功能材料课题组通过比较11种具有不同极性的双极主体材料的光电和器件性能,首次证明了主体激发态偶极场能够明显恶化蓝光TADF发光体的发光猝灭现象,最高能导致多达75%的效率衰减,从而揭开了蓝光TADF双极主体材料难以实现的谜团。通过在分子中引入隔离基团,研究团队成功将双极主体分子的激发态极性降低至蓝光TADF发光体极性的五分之一,从而首次将双极性和低激发态极性这两个相互矛盾的性质成功整合在一起。其中一种主体材料DBTDPOFCz的蓝光TADF器件的最大外量子效率达到21.6%,是目前基于双极主体材料的蓝光TADF器件所实现的最好结果。特别是,在1000尼特的照明亮度下,DBTDPOFCz将其器件的效率滚降控制在创纪录的9%,充分体现了双极主体材料在提高效率稳定性等方面的优势。

  这一工作凸显了主体材料实现高效稳定TADF器件的重要性,必将进一步推动TADF技术真正走向实际应用,为我国在OLED研究领域又争得了一席之地。

  这一研究成果的第一作者为韩春苗教授,张珍硕士为共同一作,黑龙江大学为独立完成单位。这也是《Chem》首次发表以黑龙江省高校和科研院所为第一完成单位的研究成果。

  Cite this: https://doi.org/10.1016/j.chempr.2018.06.005

  原文标题:Dipole-Dipole Interaction Management for Efficient Blue Thermally Activated Delayed Fluorescence Diodes

推荐给好友    我要收藏    我要纠错    我要打印

免责声明:

① 凡本站注明“稿件来源:中国教育在线”的所有文字、图片和音视频稿件,版权均属本网所有,任何媒体、网站或个人未经本网协议授权不得转载、链接、转贴或以其他方式复制发表。已经本站协议授权的媒体、网站,在下载使用时必须注明“稿件来源:中国教育在线”,违者本站将依法追究责任。

② 本站注明稿件来源为其他媒体的文/图等稿件均为转载稿,本站转载出于非商业性的教育和科研之目的,并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。如转载稿涉及版权等问题,请作者在两周内速来电或来函联系。

热点资讯
重庆能源职业学院高招
eol.cn简介 | 联系方式 | 网站声明 | 招聘信息 | 京ICP证140769号 | 京ICP备12045350号 | 京网文[2017]10376-1180号 | 京公网安备 11010802020236号
版权所有 赛尔互联(北京)教育科技有限公司 CERNET Corporation
Mail to: webmaster@cernet.com