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華南理工唐本忠院士團(tuán)隊(duì)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(shí)現(xiàn)高性能的超純藍(lán)光OLED
2024-01-30  來(lái)源：高分子科技

創(chuàng)新點(diǎn)


  華南理工大學(xué)唐本忠院士團(tuán)隊(duì)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(jī)材料發(fā)光實(shí)現(xiàn)主峰窄化和肩峰抑制的本質(zhì)，以及光譜位于深藍(lán)光顯示窗口的調(diào)控策略；谏鲜稣J(rèn)識(shí)，他們提出了一種可行的“柔性鎖環(huán)”分子設(shè)計(jì)策略，成功實(shí)現(xiàn)了更窄，更純，更藍(lán)的有機(jī)發(fā)光材料。制備的有機(jī)窄發(fā)射材料應(yīng)用于無(wú)敏化劑的常規(guī)OLED器件中可實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)異的深藍(lán)電致發(fā)光，展現(xiàn)了其作為高色純度藍(lán)光摻雜劑使用的價(jià)值。


  迄今為止，只有少數(shù)有機(jī)發(fā)光材料能夠在合適的藍(lán)光顯示范圍內(nèi)（主峰≥445nm，CIEy<0.08）實(shí)現(xiàn)高效的有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）。針對(duì)這一問(wèn)題，研究者們展示了一種新的“柔性鎖環(huán)”設(shè)計(jì)策略，可以成功實(shí)現(xiàn)有機(jī)材料的超純藍(lán)光發(fā)射。 


圖1. 窄譜帶發(fā)射機(jī)制與研究模型


  該文中，研究者們通過(guò)“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(shè)計(jì)了四款具有多重共振效應(yīng)的有機(jī)發(fā)光材料，并以此作為光物理研究模型，實(shí)驗(yàn)結(jié)合理論計(jì)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(lán)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(chǔ)上，作者們進(jìn)一步根據(jù)黃-里斯因子深入分析了“電子與振動(dòng)耦合”在有機(jī)光譜中的實(shí)際物理意義（圖2和3）。最終，基于這種“柔性鎖環(huán)”設(shè)計(jì)的分子SAC2MN2B在甲苯溶液中實(shí)現(xiàn)了超純藍(lán)色發(fā)射，主峰為446 nm，CIE坐標(biāo)為（0.147，0.048），非常接近BT.2020藍(lán)光像素點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)。此外，分子SAC2MN2B在無(wú)敏化劑的常規(guī)OLED器件中實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)的電致發(fā)光性能，在主峰448 nm、半峰寬和CIE坐標(biāo)分別為25 nm和（0.147，0.061）的深藍(lán)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(shí)現(xiàn)發(fā)射更窄、更純的高效深藍(lán)光OLED上的可行性。 


圖2. 研究分子的電子與振動(dòng)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(xué)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(shí)，衷心感謝其他作者對(duì)該工作的指導(dǎo)和幫助。該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（21975077）、廣東省杰出青年基金（2022B1515020084）和發(fā)光材料與器件國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)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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（責(zé)任編輯：xu）
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