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TADF材料研发


OLED即有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode)又称为有机电激光显示、有机发光半导体(Organic Electroluminescence Display, OLED)。与液晶显示(Liquid Crystal Display, LCD)是不同类型的发光原理。


其是香港美籍华裔教授邓青云(Ching W. Tang)于1983年在实验室中发现的,由此展开了对OLED的研究。OLED显示技术具有自发光、广视角、响应快、高对比度、低能耗、高柔韧性等优点。被誉为代替液晶技术理想的下一代显示技术。


如图所示,OLED多层结构包括玻璃基板(TFT)、阳极(Anode)、空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、有机发光层(EL)、电子传输层(ETL)、电子注入层(EIL)、及金属阴极(Cathode)



来源:百度百科


OLED发光原理不同”,是我们说得最多的。那它到底是如何发光的呢?


套用《科普:OLED材料的发光原理》一文中非常形象的说明(部分改):


空穴和电子在发光层中相遇,然后复合,就像久未相见的恋人,一见面便紧紧抱在一起。电子空穴复合时会产生能量,释放出光子,就像情侣头上冒出的心一样。

光的颜色由光子的能量决定,如果能量的高低用情侣的亲密程度比喻的话(材料为取决于亲密程度的感情基础):特别亲密的发出蓝色(能量高发出蓝光),比较亲密的发出绿色(能量适中的发出绿光),一般亲密的发出红色(能量低的发出红光)。


图源:OLED新技术公众号


OLED能发出怎样的光,关键取决于材料。 按发明的时间来排列,目前一共有三代材料:


第一代:荧光材料。利用单重态激子发光,具有寿命长、性能稳定等优势。但其只利用了25%,单重态激子使得荧光材料的量子产率较低,因此其诱发的蓝光效率也很低,无法达到深蓝;


第二代:磷光材料。利用IrPt等贵金属的重原子效应,能同时利用单重态和三重态激子发光,内部量子产率可以达到100%,效率远远优于荧光材料,但寿命及稳定性不如荧光材料,且因含贵金属而十分昂贵。目前红光和绿光磷光材料已经商业化。


第三代:热激活延迟材料(TADF)。热活化延迟荧光材料从分子设计角度入手,不依靠贵重金属元素,同时兼具热活化延迟荧光特性(TADF)的纯有机化合物发光材料,实现低成本、环境友好、高效率、以及化学结构稳定性的潜能。


图源:yesky.com


TADF材料的研发是当前OLED领域的热点,也成为实现全有机高效率功能发光层最有潜力的研究方向之一。


该类材料诞生于有机电子领域的先驱研究者之一——九州大学安达千波矢教授所领导的课题组。研发过程中,有两个评价其发光性能的重要指标,是课题组至始至终都要牢牢把握的:量子产率和荧光寿命。(无论哪一代OLED材料研究,这两个参数都是十分必要的)

 

安达千波矢教授课题组TADF材料研究


而辅助其完成测量任务的,就是滨松绝对量子产率测量系统Quantaurus-QY,外量子效率测量系统c9920-12/-11和荧光寿命测量系统Quantaurus-Tau。正是通过分别对光致发光和电致发光参数进行测试并得到了准确的结果,凭借这些指标,课题组才对有机分子设计做到了精准把握,推进了TADF材料的发展。


滨松荧光寿命测量系统Quantaurus-Tao\绝对量子产率测量系统Quantaurus-QY


滨松外量子效率测量系统C9920-12/-11


在发布会中呈现出的科技进步,也许大多只是成为人们谈资和新闻热点。但在其身后,却凝聚了无数科研、科技工作者们的汗水。不知多少实验的成败往复才会换来屏幕一寸的延展,也不知多少数据的积累分析才成就最后机身一毫米的变薄。在这一场时代性的OLED浪潮中,滨松也将继续坚守其中,推动并见证这每一次的改变。



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