宁波材料所在窄发射绿光OLED材料与器件研究中取得突破
全球数字经济的迅猛发展推动了高清显示(UHD)技术的快速进步。作为UHD技术的关键组成部分,有机电致发光显示(OLED)技术也得到了蓬勃的发展。高性能、高色纯度的窄谱带OLED材料是发展OLED技术的核心要素,必须满足特定的发光光谱和极窄的半峰宽要求,以符合UHD显示的BT.2020标准。值得注意的是,当前商业化的荧光和磷光发光体系由于半峰宽值较大,始终未能突破高清显示技术对色纯度的严苛要求。相比之下,基于多重共振原理的窄带OLED材料能够有效实现窄发光光谱,成为目前解决这一问题的有效途径。
近期,中国科学院宁波材料技术与工程研究所有机光电材料与器件团队葛子义研究员、李伟副研究员,联合华南理工大学苏仕健教授开发了一系列新型的多重共振绿色电致发光材料。他们提出了一种协同调控的“双功能基团”调节方法,实现了对发射波长和半峰全宽(FWHM)值的精确控制。在经典的蓝光窄谱带骨架DABNA中首次引入功能性二苯并[b, d]噻吩单元,显著降低了分子骨架的单重态和三重态能量,使其在约511 nm波长下发射。第二个功能基团分别为1,1':3',1"-三苯基、1,3-二氟苯和苯甲腈,可以微调材料的前线轨道能级,加深HOMO和LUMO能级,进一步降低该系列分子的能带,在甲苯稀溶液中,三个目标分子实现了518.5±0.5 nm绿光发射,并保持FWHM值在18 nm左右(图1)。在稀释的甲苯溶液中,DBNDS-TPh、DBNDS-DFPh 和 DBNDS-CNPh 的 CIE 坐标分别为(0.13,0.77)(0.14,0.77)和(0.14,0.76),这是首次在稀释的甲苯溶液中实现CIEy值为0.77。更重要的是,基于DBNDS-DFPh的非敏化纯绿色OLED在掺杂浓度为1 wt.%时,在底发射器件中CIEy值首次达到0.76,刷新了底发射绿光OLED的色纯度世界纪录;同时,基于这三个材料的OLED在CIEy 0.72-0.75范围内均刷新了目前底发射绿光OLED效率的世界纪录。
该工作以“Bifunctional Group Modulation Strategy Enables MR‐TADF Electroluminescence Toward BT.2020 Green Light Standard”为题发表在国际顶级期刊Advanced Materials上(Adv. Mater., 2025, 2416224),宁波材料所吴林博士、浙江理工大学硕士研究生莘子如和华南理工大学博士研究生刘邓辉为本文共同第一作者,宁波材料所李伟副研究员为本文的通讯作者。
该研究得到了国家杰出青年科学基金(21925506)、国家自然科学基金(22375212、U21A20331、51773212和81903743)、浙江省重大项目(2024C01261)和宁波市重点研发计划(2022Z124、2022Z119、2022Z120)等的支持。
图1 高性能窄谱带绿光材料结构及其关键的性能参数
(光电信息材料与器件实验室 李伟)