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南科大材料系王湘麟课题组在有机全光谱发光材料研究中取得重要进展
2019年05月08日 新知 浏览量 : 返回

近日,南方科技大学材料科学与工程系讲席教授王湘麟课题组在有机发光材料领域取得最新研究进展,制备了一种新型温度敏感的单一小分子全光谱(包含白光)发光材料,在调控有机分子自组装分级结构和电子结构这一课题上提供了新的研究方向。该研究成果发表在材料领域顶级期刊《Advanced Materials》上。

图1. 有机小分子TPEPA在不同温度下有三种构型、三种发光颜色,不同构型同时存在于同一个薄膜,产生白光

有机光电材料是有机发光二极管(OLED)的核心材料。基于该技术研制的有机发光二极管器件,具有功耗低、响应速度快、对人眼友好、重量轻以及柔性基板兼容等优点,因此在高性能平板显示屏(手机屏幕、电视机、高清VR/AR)等领域有重要应用。近年来,OLED发光器中的有机光电材料成为人们追逐的热点。

经过二十多年的研究发展,OLED屏幕已经在智能手机、高清电视等领域有着成熟的应用。然而,相比于显示器,OLED技术在照明领域的竞争力一直有待提高。白光OLED技术因其在下一代固体发光光源中的潜在应用吸引了众人的关注,但是大部分已报道的白光OLED器件需要混合红、绿、蓝三种,或者至少混合蓝和橘黄两种发光单元,才能得到白光。相比单一颜色的OLED器件,这种叠层白光OLED器件存在制备成本较高、制备工艺复杂、由能量转移引起的白光色坐标不稳定等缺点,在一定程度上制约了OLED技术在照明领域的应用。

图2.有机小分子TPEPA在不同温度下产生荧光改变及不同颜色的OLED器件

王湘麟课题组所报道的这种新型温度敏感的小分子有机发光材料(TPETA,图1),在室温至300℃的温度范围内具有发光峰可调的特性(几乎包含整个可见光区域)。基于这种温度敏感特性,通过精准控制基板加热温度与时间,可以得到基于单一材料的白光发光。王湘麟课题组成功制备了单一发光层的白光OLED器件,外量子效率达到3.4%,这是基于单一发光层白光OLED器件达到的最高效率,是有机小分子光电材料领域的重大突破。相比现有技术,其大大节约了原料成本和制作工艺成本,同时为白光有机发光二极管的使用提供了新的思路和策略。

这项研究对于未来人们继续寻找性能更为优异的白光发光材料具有重要的指导意义。另外,此有机小分子材料制备简单,大幅度地简化了白光LED的制程,降低了发光OLED及白光照明器件的成本,在发光和照明装置领域具有广阔的应用前景。

香港中文大学(深圳)理工学院副教授张昭宇,南科大物理系副教授徐虎等与课题组联合进行了该项目的研究。项目得到了国家重点专项基金、广东省领军人才专项基金和深圳市科创委基础研究(学科布局)项目基金等经费支持。

论文链接:

https://doi.org/10.1002/adma.201900613

供稿:材料科学与工程系

编辑:刘馨

主图:丘妍

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