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華南理工唐本忠院士團隊王志明研究員課題組 CEJ:多重共振材料的“電子限域”與“結(jié)構(gòu)畸變”調(diào)控 - 實現(xiàn)高性能的超純藍光OLED
2024-01-30  來源:高分子科技

創(chuàng)新點


  華南理工大學唐本忠院士團隊王志明研究員課題組從調(diào)控“電子限域”與“結(jié)構(gòu)畸變”角度切入,系統(tǒng)地探究了有機材料發(fā)光實現(xiàn)主峰窄化和肩峰抑制的本質(zhì),以及光譜位于深藍光顯示窗口的調(diào)控策略;谏鲜稣J識,他們提出了一種可行的“柔性鎖環(huán)”分子設計策略,成功實現(xiàn)了更窄,更純,更藍的有機發(fā)光材料。制備的有機窄發(fā)射材料應用于無敏化劑的常規(guī)OLED器件中可實現(xiàn)性能優(yōu)異的深藍電致發(fā)光,展現(xiàn)了其作為高色純度藍光摻雜劑使用的價值。


  迄今為止,只有少數(shù)有機發(fā)光材料能夠在合適的藍光顯示范圍內(nèi)(主峰≥445nm,CIEy<0.08)實現(xiàn)高效的有機發(fā)光二極管(OLED)。針對這一問題,研究者們展示了一種新的“柔性鎖環(huán)”設計策略,可以成功實現(xiàn)有機材料的超純藍光發(fā)射。 


圖1. 窄譜帶發(fā)射機制與研究模型


  該文中,研究者們通過“單B雙B和“不鎖環(huán)剛性鎖環(huán)柔性鎖環(huán)”的結(jié)構(gòu)切換設計了四款具有多重共振效應的有機發(fā)光材料,并以此作為光物理研究模型,實驗結(jié)合理論計算證明了“電子限域”與“結(jié)構(gòu)畸變”調(diào)控在窄化主峰和抑制肩峰,以及調(diào)控藍光顯示窗口方面起著關(guān)鍵性作用(圖1)。此外,在前人研究的基礎上,作者們進一步根據(jù)黃-里斯因子深入分析了“電子與振動耦合”在有機光譜中的實際物理意義(圖2和3)。最終,基于這種“柔性鎖環(huán)”設計的分子SAC2MN2B在甲苯溶液中實現(xiàn)了超純藍色發(fā)射,主峰為446 nmCIE坐標為0.147,0.048,非常接近BT.2020藍光像素點標準。此外,分子SAC2MN2B在無敏化劑的常規(guī)OLED器件中實現(xiàn)了先進的電致發(fā)光性能,在主峰448 nm、半峰寬和CIE坐標分別為25 nm0.147,0.061的深藍光下,提供了19.80%的最大外量子效率(圖4)。這些結(jié)果有力地證明了這種新的“柔性鎖環(huán)”策略在實現(xiàn)發(fā)射更窄、更純的高效深藍光OLED上的可行性。 


圖2. 研究分子的電子與振動耦合模擬 


圖3. 研究分子的傅里葉紅外光譜
 

圖4. 研究分子的器件性能

  相關(guān)結(jié)果發(fā)表在Chemical Engineering Journal上。文章第一作者為華南理工大學博士生李保璽,共同第一作者為博士生婁敬麗與碩士生張柏君,通訊作者為張翰博士、王志明研究員和唐本忠院士。同時,衷心感謝其他作者對該工作的指導和幫助。該工作得到了國家自然科學基金(21975077)、廣東省杰出青年基金(2022B1515020084)和發(fā)光材料與器件國家重點實驗室項目(Skllmd-2022-01)等的支持。


  論文信息:Modulating Electronic Confinement and Structural Distortion of Multiple Resonance Emitters Enables High-Performance Ultrapure Blue OLED

  Baoxi Li, Jingli Lou, Baijun Zhang, Lu Liu, Xin He, He Xu, Xing Feng, Han Zhang*, Zhiming Wang*, and Ben Zhong Tang*

  Chemical Engineering Journal

  DOI: 10.1016/j.cej.2024.148876

  原文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894724003619#t0010

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