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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“結構畸變”調控 - 實現高性能的超純藍光OLED

2024-01-30 來源：高分子科技

創新點

華南理工大學唐本忠院士團隊王志明研究員課題組從調控“電子限域”與“結構畸變”角度切入，系統地探究了有機材料發光實現主峰窄化和肩峰抑制的本質，以及光譜位于深藍光顯示窗口的調控策略。基于上述認識，他們提出了一種可行的“柔性鎖環”分子設計策略，成功實現了更窄，更純，更藍的有機發光材料。制備的有機窄發射材料應用于無敏化劑的常規OLED器件中可實現性能優異的深藍電致發光，展現了其作為高色純度藍光摻雜劑使用的價值。

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

圖1. 窄譜帶發射機制與研究模型

該文中，研究者們通過“單B→雙B”和“不鎖環→剛性鎖環→柔性鎖環”的結構切換設計了四款具有多重共振效應的有機發光材料，并以此作為光物理研究模型，實驗結合理論計算證明了“電子限域”與“結構畸變”調控在窄化主峰和抑制肩峰，以及調控藍光顯示窗口方面起著關鍵性作用（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”設計的分子SAC2MN2B在甲苯溶液中實現了超純藍色發射，主峰為446 nm，CIE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OLED器件中實現了先進的電致發光性能，在主峰448 nm、半峰寬和CIE坐標分別為25 nm和（0.147，0.061）的深藍光下，提供了19.80%的最大外量子效率（圖4）。這些結果有力地證明了這種新的“柔性鎖環”策略在實現發射更窄、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

相關結果發表在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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（責任編輯：xu）

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