2019年度报告

2019年度重点室考核报告.doc

本年度，实验室围绕4个既定研究方向开展研究工作，主要进展如下，具体内容详见报告：实验室设计合成了新型高效的有机半导体材料，并应用于包括有机发光二极管，太阳能电池，光电探测器等的器件中，实现了性能的大幅提升。寻求新一代的纯有机发光体系是促进OLED技术进一步发展的关键，也是该领域当前研究热点。段炼团队首次提出的热活化敏化荧光（TSF）发光新机制利用热活化延迟荧光材料（TADF）作为传统荧光染料的敏化主体，可实现高效稳定的全荧光OLED，有望成为新一代的发光体系。通过分析宽带隙主体类型（TADF或non-TADF）和载流子复合位置（在宽带隙主体或TADF敏化剂上），系统地研究了主体与TADF敏化剂相互作用对器件性能的影响，发现在宽带隙主体具有TADF性质且载流子复合物发生在该主体上时，可以形成多通道敏化途径。该途径可增强体系中Förster能量传递的敏化途径，并抑制Dexter能量传递减小激子损失，从而提升器件效率。基于多通道敏化的器件实现了24.2%和89.5 lm/W的最大外部量子效率（EQEmax）和功率效率（PEmax），同时器件半衰期在2000 cd/m2起始亮度下超过了400小时。该工作系统地揭示了多通道敏化途径的形成条件和优势，为设计更高效的TSF器件开辟了新途径，并推动了该技术的产业化进程。结果发表在Adv. Mater., 2019, 31, 1901923上。此外，TSF-OLED采用窄光谱得染料能够实现高色纯度得发光，这对于高分辨率显示器至关重要。基于多重共振（multiple resonance, MR）效应的TADF（MR-TADF）材料能够显著降低分子弛豫，获得窄光谱得发光。通过B原子对位引入小的吸电子基团，调整了分子前线轨道得分布，形成了独特得共振跃迁式（MR-CT）发光，能够增强化合物的ICT特性，同时保持较小FWHM。通过该策略首次报道了MR-TADF绿光材料，光致发光效率高于90%，半峰宽小于25 nm。采用TADF材料作为敏化主体，获得了窄光谱绿光OLED器件，最大外量子效率、功率效率和CIEy分别为22.0％，69.8 lm/W和0.60，具有良好的稳定性。该工作为高色纯度、高效率、全光谱覆盖的MR-TADF材料提供了一种新的设计思路。结果发表在Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 131, 17068上。