第三代發光顯示材料研究取得新進展

新聞網訊（通訊員何劍超）化學與材料領域頂尖期刊Advanced Materials（《先進材料》，IF=18.96）近日在線發表了化學與分子科學學院教授楊楚羅研究團隊的最新成果，利用「側鏈工程」構築熱激活延遲熒光聚合物，實現了首個基於TADF（熱激活延遲熒光）小分子材料敏化的TADF聚合物原型器件。

論文題為「Inheriting the Characteristics of TADF Small Molecule by Side-Chain Engineering Strategy to Enable Bluish-Green Polymers with High PLQYs up to 74% and External Quantum Efficiency over 16% in Light-Emitting Diodes」（《利用「側鏈工程」構築藍綠光熱激活延遲熒光聚合物及其高效電致發光器件》），謝國華副研究員和博士生羅佳佳為本文的共同第一作者，楊楚羅為通訊作者。

隨著蘋果公司將在iPhone 8首次配備有機電致發光顯示屏（OLED屏），有機電致發光材料的研究變得十分熱門。熱激活延遲熒光材料被認為是繼傳統的熒光、磷光材料后的第三代發光材料，已成為近兩年有機電致發光材料研究的熱點。

楊楚羅團隊利用「側鏈工程」的策略，在前期設計非對稱型D1-A-D2高熒光量子效率的小分子研究工作基礎上，合成了一系列含有熱激活延遲熒光小分子側鏈的聚合物發光材料。這類材料的分子軌道分佈與其所用的熱激活延遲熒光小分子側鏈幾乎一致，小分子的特性幾乎完全「遺傳」到了聚合物上。這些聚合物熒光材料在甲苯溶液中最高熒光量子效率可達74%，反向隙間竄越速率高達8.6 × 105 s-1，這兩項指標都打破了目前熱激活延遲熒光聚合物的記錄。

為了進一步提高電致發光效率，該團隊巧妙地採用具有接近100%熒光量子效率的熱激活延遲熒光性質的小分子材料作為敏化劑，使聚合物薄膜的熒光量子效率進一步提升至95%，首次實現了TADF小分子高效敏化TADF聚合物的電致熒光器件。這類器件在100 cd/m2的實用亮度下外量子效率（EQE）達16.1%，大幅超過迄今已知藍綠光TADF聚合物發光器件在同等亮度下的最高記錄。該研究工作得到了國家戰略性先進電子材料重點項目、國家重點基礎研究發展計劃和國家自然科學基金重點項目的資助。