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高效自由基发光二极管研制成功

2018-11-29 11:49:40 点击数:

近日,吉林大学教授李峰团队和剑桥大学教授Richard H. Friend团队合作,研制出一种新型发光二极管,利用自由基大大提高了发光二极管的发光效率。相关论文于11月22日在《自然》杂志发表。

有机发光二极管(OLED)中生成比例达75%的三线态激子通常因跃迁禁阻而不发光。因此,如何利用三线态激子实现100%的内量子效率(IQE)已成为OLED领域近30年来的研究热点。

李峰在认识到三线态激子跃迁禁阻的本质后,提出了双线态激子发光OLED发光新原理,利用自由基发光材料在OLED发光区中只形成双线态激子,双线态激子没有跃迁过程中的自旋禁阻问题,器件的IQE理论上是100%,从而避开了长久以来的三线态激子利用问题。

基于此,他带领团队于2015年首次将有机发光自由基TTM-1Cz应用于OLED发光层制成红光器件,并证实器件的发光来源于双线态激子。

在前期研究的基础上,李峰团队以一种自由基作为核心,以两个咔唑衍生物作为给体,得到了两个高效的电荷转移态红光自由基TTM-3NCz、TTM-3PCz。这种结构的分子设计大幅提高了发光自由基分子的稳定性以及发光效率。

日前,他们通过与Richard H.Friend团队合作,以TTM-3NCz、TTM-3PCz掺杂薄膜为发光层制备的OLED已接近100% IQE的理论极限值,是目前为止已报道的深红光/近红外光发光二极管中的最高值。该研究成果展现了发光自由基在有机光电领域的应用前景,为OLED的研究开辟了新方向。