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    我校冶金工程學院童碧海教授團隊在國際權威期刊發表有機電致發光材料最新研究成果

    發布時間:2023-03-17   文章來源:冶金學院   瀏覽:

    近日,我校冶金工程學院童碧海教授團隊在國際權威期刊《Inorganic Chemistry Frontiers》以封面論文形式發表高效有機電致發光材料的最新研究成果?!禝norganic Chemistry Frontiers》是中科院一區Top期刊,影響因子7.779,是無機化學交叉學科研究領域的權威期刊。我校為論文第一單位,2021級碩士研究生陶正煜為論文第一作者,童碧海教授為論文通訊作者,孔輝教授為共同通訊作者。研究工作得到了國家自然科學基金等項目的支持。

    (論文封面)

    (設計思路圖)

    當前,有機發光二極管(OLED)是無背光源、無液晶的自發光顯示,具有優異的色彩飽和度、對比度和反應速度,其發展帶來了顯示器技術的快速變革,已在手機、電視等電子產品中實現了商業應用,產業價值數百億美元。環金屬銥配合物由于其效率高和穩定性強的特點成為目前OLED發光材料的首選。但是其激發態壽命較長(通常在微秒級),導致其容易發生濃度淬滅,器件的穩定性不佳。為克服濃度淬滅的問題,團隊在前期工作基礎上,將三維剛性的三蝶烯位阻基團與銥配合物融合在一起,以克服分子間的π-π堆積作用。

    研究制備了三蝶烯基團與噠嗪銥配合物融合的綠光銥配合物Ir1,與酞嗪銥配合物融合的紅光銥配合物Ir2-Ir5,其中Ir5在分子外圍進一步修飾了烷基基團以減少分子間作用力。結果表明這些配合物的熱穩定性大大提高,相對于母體配合物其熱失重溫度最多提高了114oC。修飾后這些配合物的分子間作用力大大降低,其中三蝶烯與酞嗪銥配合物融合的產物完全沒有分子間π-π堆積作用,因而提高了材料的光致發光效率,發光效率超過70%,大幅度高于母體化合物。

    (配合物的分子結構、熱重曲線和發光光譜)

    為了評價材料實際應用的潛力,以這些材料為發光材料制備了OLED器件,結果表明Ir2的紅光器件D2效率最高,最大亮度為19067 cd m?2,最大電流效率(CE)和外部量子效率(EQE)分別為46.4 cd A?1和27.5%,是目前文獻報道的基于酞嗪銥配合物磷光器件的最高值。同時,在1000 cd m?2的實用亮度下,器件D2的EQE保持其最大效率的91.3%,即使在非摻雜濃度下,Ir2的EQE依然高達5.4%,展現了極低的濃度淬滅率和較大的實用化潛力。

    (配合物的電致發光器件性能)

    考慮到三蝶烯結構為非共軛結構,與銥配合物融合后對母體的發光顏色影響較小,且能顯著提升銥配合物的熱穩定性和發光性能,降低濃度淬滅率,這些工作對于提高銥配合物的實用性能,發展具有自主知識產權的OLED發光材料具有重大意義。相關工作已經申請專利“一種紅光有機電致磷光材料及其制備方法、應用”并獲得授權(專利號:202110817298.5)。

    論文鏈接:https://doi.org/10.1039/D2QI01786E

    (撰稿:姚永林 審核:王海川 張苒 杜飛)

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