記者從黑龍江大學(xué)獲悉，近日，該校許輝教授領(lǐng)銜的磷基光電功能材料科研團(tuán)隊(duì)對(duì)雙極藍(lán)光熱激發(fā)延遲熒光主體材料研究取得突破性進(jìn)展，研究證明可以用雙極主體材料改善器件性能，從而解決現(xiàn)有有機(jī)電致發(fā)光器件成本高、污染環(huán)境、發(fā)光猝滅的難題。相關(guān)成果7月5日發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)刊物《細(xì)胞》（Cell）的自然科學(xué)類(lèi)子刊《Chem》上。

最新研究實(shí)現(xiàn)顯示屏成本污染雙降

三代“成員”的變革

破解顯示屏高成本難題的關(guān)鍵角色藍(lán)光熱激發(fā)延遲熒光主體材料，也就是熱激發(fā)延遲熒光主體材料，是作為發(fā)光體來(lái)構(gòu)建有機(jī)電致發(fā)光器件。有機(jī)電致發(fā)光器件經(jīng)歷了三代“成員”的變革，目前有機(jī)電致發(fā)光器件器件所采用的貴金屬配合物類(lèi)磷光染料不僅成本高而且污染環(huán)境。新一代熱激發(fā)延遲熒光有機(jī)電致發(fā)光器件在保留上一代磷光有機(jī)電致發(fā)光器件高效率的同時(shí)，采用純有機(jī)分子發(fā)光材料，從而解決了上述問(wèn)題。但熱激發(fā)延遲熒光材料往往具有更高的極性，從而引起更為嚴(yán)重的發(fā)光猝滅現(xiàn)象，必須采用主體基質(zhì)加以分散以抑制這種猝滅效應(yīng)。許輝團(tuán)隊(duì)認(rèn)為高性能熱激發(fā)延遲熒光主體材料的開(kāi)發(fā)對(duì)熱激發(fā)延遲熒光有機(jī)電致發(fā)光器件的實(shí)際應(yīng)用具有決定性的意義，因而尋找藍(lán)光熱激發(fā)延遲熒光的主體材料成為許輝教授和團(tuán)隊(duì)攻克的重點(diǎn)。

最新研究實(shí)現(xiàn)顯示屏成本污染雙降

打破主體材料三大問(wèn)題屏障

“藍(lán)光熱激發(fā)延遲熒光的主體材料選擇少，我們通過(guò)比較11種具有不同極性的雙極主體材料的光電和器件性能，首次證明了主體激發(fā)態(tài)偶極場(chǎng)能夠明顯惡化藍(lán)光熱激發(fā)延遲熒光發(fā)光體的發(fā)光猝滅現(xiàn)象，最高能導(dǎo)致多達(dá)75％的效率衰減。從而為突破雙極性藍(lán)光熱激發(fā)延遲熒光主體材料開(kāi)發(fā)的瓶頸指明了方向。”許輝介紹說(shuō)。

通過(guò)在分子中引入隔離基團(tuán)，研究團(tuán)隊(duì)成功將雙極主體分子的激發(fā)態(tài)極性降低至藍(lán)光熱激發(fā)延遲熒光發(fā)光體極性的五分之一，從而首次將雙極性和低激發(fā)態(tài)極性這兩個(gè)相互矛盾的性質(zhì)成功整合在一起，解決了發(fā)光猝滅的難題。“處于激發(fā)態(tài)的分子間相互碰撞導(dǎo)致原本可用以發(fā)光的能量耗散，也就是“激子猝滅”現(xiàn)象。假設(shè)100個(gè)可以發(fā)光的激子中有50個(gè)被猝滅，那么發(fā)光效率和亮度都會(huì)降低50％，從而明顯影響器件的性能。”許輝打比方說(shuō)。

成本污染雙降低軍民兩用兩相宜

有機(jī)電致發(fā)光器件作為新一代顯示和照明設(shè)備廣泛應(yīng)用于手機(jī)、平板、手環(huán)等電子產(chǎn)品，包括蘋(píng)果、三星、華為等世界主流的電子設(shè)備供應(yīng)商均已使用有機(jī)電致發(fā)光器件顯示屏。它不僅超薄、超輕、畫(huà)面艷麗，而且具有耐寒耐候、可彎曲折疊、容易與可穿戴電子設(shè)備整合等特點(diǎn)，在軍民兩用領(lǐng)域均具有廣闊的應(yīng)用前景。“宇航員在外太空作業(yè)時(shí)，他們身穿的宇航服顯示板依賴(lài)于有機(jī)電致發(fā)光器件主動(dòng)發(fā)光。外太空工作環(huán)境惡劣，液晶顯示屏無(wú)法工作，而有機(jī)電致發(fā)光器件具有耐寒耐厚、純固態(tài)發(fā)光、不怕風(fēng)沙和水的優(yōu)點(diǎn)，因此能在惡劣條件下使用，適宜軍用，現(xiàn)在我國(guó)宇航員使用的就是我國(guó)維信諾公司生產(chǎn)的有機(jī)電致發(fā)光顯示屏。”

談及雙極藍(lán)光熱激發(fā)延遲熒光主體材料之于行業(yè)的意義，許輝說(shuō)：“信息時(shí)代幾乎所有的電子設(shè)備都需要使用顯示屏進(jìn)行信息交互，顯示器件的成本越低越有利于信息可視化，對(duì)于提高信息傳遞過(guò)程中準(zhǔn)確性乃至用戶體驗(yàn)都非常重要。長(zhǎng)期以來(lái)材料是制約顯示器成本的因素之一。對(duì)于大尺寸面板而言，其成本控制尤為重要，因此，我們需要解決材料成本的難題。目前國(guó)家也在有機(jī)電致發(fā)光行業(yè)做出了全面的布局，未來(lái)有機(jī)電致發(fā)光器件設(shè)備必將取代液晶顯示屏成為最主流的顯示技術(shù)。這方面的探索對(duì)整個(gè)行業(yè)降低成本、提高效率都有重要意義。”