
近日,我校轻工化工学院霍延平教授课题组在国际顶级学术期刊《Advanced Materials》上发表了题为“Rationally Designed Multi-Resonance Emitters Achieving >42% EQE in Ultra-Green OLEDs”的重要研究论文。广东工业大学为第一完成单位。我校轻工化工学院陈文铖副教授、霍延平教授以及澳门科技大学唐建新教授为共同通讯作者。第一作者为2024届硕士优秀毕业生陈国威(目前在澳门科技大学攻读博士学位)。
随着超高清显示技术的快速迭代,人们对屏幕色彩的真实性、细腻度要求越来越高,而实现符合超高清标准的超高纯度绿发光材料,一直是有机电子领域的重大挑战——既要让发光光谱足够狭窄以保证色纯,又要兼顾高效的激子利用和高光提取效率,三者之间的相互制约,成为了阻碍有机发光二极管(OLED)显示技术向更高分辨率升级的关键技术瓶颈。
针对上述核心瓶颈,研究团队提出了“芴桥刚性锁定-近平行给体取向”的分子设计策略,通过刚性约束硼系多重共振发光核心基团并精准调控给体的空间排列,实现了发光颜色、激子利率与光提取效率的协同优化。该设计利用芴桥刚性锁定硼氮多重共振发光核心区域,显著增强了结构的刚性与平面性;同时引入平面的富电子基团,实现了给体平面与发光核心平面的近乎平行堆积。这种精细的空间结构不仅能有效抑制聚集猝灭,还实现了高达94%的优异水平偶极取向因子,大幅提升了光提取效率。此外,紧密堆积引发的空间电荷转移效应有效加速了反向系间窜跃过程,实现了极高效率的激子捕获与利用。
得益于上述多维度协同优化,该材料在OLED器件中展现出突破性的性能。其非敏化器件的最大外量子效率达到39.6%,发光峰位于516 nm,半峰全宽仅为27 nm,其色纯度符合国际电信联盟(ITU)制定的BT.2020超纯绿光标准。通过引入敏化剂构建的超荧光器件,更是刷新了目前已知绿光多共振材料器件的效率纪录,最大外量子效率高达42.2%,且在高亮度下表现出良好的效率稳定性。
该研究成功打破了传统有机电致发光材料在发光色纯度、激子利用与光提取效率之间的多重制约,为下一代超高清高色纯度显示材料的理性设计提供了新思路。
致谢:本研究得到了国家自然科学基金委区域创新发展联合基金重点项目等基金的资助,以及广东工业大学分析测试中心的技术支持。
论文链接:https://doi.org/10.1002/adma.73132