作者：韓揚(yáng)眉 來源：中國科學(xué)報

基于新原理的高性能有機(jī)發(fā)光材料研發(fā)成功

有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）是新一代信息顯示技術(shù)，具有低能耗、柔性輕薄、超強(qiáng)感官體驗(yàn)等優(yōu)勢，可滿足豐富的場景化應(yīng)用，為可穿戴、車載、教育、醫(yī)療等智能終端提供了新的可能。

在國家自然科學(xué)基金重大研究計劃“面向能源的光電轉(zhuǎn)換材料”支持下，科學(xué)家提出了突破現(xiàn)有發(fā)光理論框架的新發(fā)光機(jī)制，制備出大面積柔性白光OLED照明器件，在國際上首次實(shí)現(xiàn)了晶圓級有機(jī)半導(dǎo)體單晶制備。

高效率OLED是提升能源利用效率、實(shí)現(xiàn)綠色低碳及實(shí)施“雙碳”戰(zhàn)略的重要助力。當(dāng)前，在有機(jī)半導(dǎo)體發(fā)光材料體系發(fā)展中，第二代磷光材料和第三代TADF材料的核心技術(shù)專利均被日本、美國、德國等外國公司所掌握，關(guān)鍵的OLED發(fā)光材料及器件制備設(shè)備的國產(chǎn)化程度還很低。

中國科學(xué)院院士、華南理工大學(xué)教授馬於光表示，應(yīng)當(dāng)首先探尋新發(fā)光原理、發(fā)展新研究方法，并基于此開發(fā)系列新發(fā)光材料，從源頭上創(chuàng)新，突破國外核心專利壁壘。

科研人員突破現(xiàn)有光物理理論框架，利用“高能反系間竄越”的原理，實(shí)現(xiàn)100%單線態(tài)激子發(fā)光的“熱激子”機(jī)制，研制出擁有獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)的有機(jī)發(fā)光材料新體系，為新一代低成本光材料的設(shè)計制備提供了全新路徑。

基礎(chǔ)研究促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展?；谠摍C(jī)制的熱激子藍(lán)光材料在主要性能上優(yōu)于現(xiàn)有產(chǎn)線材料，已開始在京東方、華星光電等企業(yè)開展產(chǎn)線上驗(yàn)證，并成立東莞伏安光電科技有限公司推進(jìn)量產(chǎn)應(yīng)用。

同時，他們發(fā)現(xiàn)一類全新的高穩(wěn)定性、高發(fā)光效率自由基發(fā)光材料體系。其具有雙線態(tài)特征，從而在源頭上規(guī)避了暗態(tài)（T）的形成，并由此提出了“自由基雙線態(tài)發(fā)光”這一全新原理。基于此類材料設(shè)計的新器件在性能上取得重大突破，是當(dāng)時報道中效率最高的紅光材料。

科研人員發(fā)現(xiàn)了激活T的聚集體結(jié)構(gòu)及室溫磷光材料，建立和發(fā)展了室溫磷光的理論模型，引領(lǐng)了純有機(jī)室溫磷光研究方向。

此外，科研人員還提出了“H聚集穩(wěn)態(tài)三線態(tài)激子”的分子設(shè)計策略，實(shí)現(xiàn)純有機(jī)分子三線態(tài)激子的高效利用，開發(fā)出單一有機(jī)晶體材料下的多彩長余輝顯示，創(chuàng)制出首例多彩有機(jī)“夜明珠”。

白光OLED作為新一代固體照明光源，具有高能效、綠色環(huán)保、面光源、發(fā)光均勻、光線柔和、色溫可調(diào)、低成本、大面積、可實(shí)現(xiàn)柔性化等優(yōu)點(diǎn)。然而，高效率、大面積、柔性白光OLED照明器件集成是發(fā)展白光OLED照明器件面臨的挑戰(zhàn)。

對此，科學(xué)人員通過合作攻關(guān)，研制出大面積、高導(dǎo)電率、高透光性的銀柔性透明電極，實(shí)現(xiàn)了納米尺度的光學(xué)耦合調(diào)控，最終將柔性透明電極與光學(xué)器件耦合集成，獲得了創(chuàng)紀(jì)錄的高效柔性白光照明器件。

馬於光（左一）在指導(dǎo)學(xué)生。受訪者供圖