客观日本

大阪大学等开发出不使用稀有金属的有机EL磷光发光材料

2021年02月02日 化学材料

本文根据大阪大学成果发布编译整理而成

日本大阪大学研究生院工学研究科应用化学专业的武田洋平副教授和南方圣司教授等人,与澳大利亚斯威本科技大学、丹麦科技大学和波兰西里西亚工业大学开展国际联合研究,成功开发出了仅由碳(C)、氢(H)、氮(N)和硅(Si)等通用元素构成,而且在室温下发磷光(RTP)的有机EL(OEL)发光材料(图1,SiAz)。

title

图1:此次开发的室温磷光材料(SiAz)的构造及概略说明图

RTP材料最大能以100%的内部转换效率把激发电流产生的激子转换为光能,因此已作为高效率有机EL元件的发光材料投入实用。目前使用的RTP材料只有含铱(Ir)和铂(Pt)的重金属络合物。不过,这些材料中含有面临枯竭风险的稀有金属元素,因此从元素战略的角度来看,亟需开发仅由资源丰富、通用性高的轻元素构成的RTP材料。

此次,研究团队着眼于含有资源丰富的硅(Si)元素的电子供体“Dihydrophenazasiline”的分子结构刚性和电子供体特性,设计并合成了在此前自主开发的电子受体“二苯并吩嗪”(Dibenzo Phenazine)上连接两个Dihydrophenazasiline的供体-受体-供体分子(图1,SiAz),发现会显示以热激活引起的激发三重态之间的转换(图2,逆向内部转换)为关键进程的RTP。尤其是利用此次开发的SiAz分子作为发光材料制作的有机EL元件,最高外部量子效率(EQE)达到4.0%,这是目前报告的由轻元素构成的RTP材料中的全球最高值。这样便有望开发不依赖稀有元素的有机EL产品及高灵敏度的生物成像技术等。

title

图2:a)以往的RTP材料及b)此次开发的RTP材料

论文信息
题目:Heavy-Atom-Free Room-Temperature Phosphorescent Organic Light-Emitting Diodes Enabled by Excited States Engineering
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces
DOI:10.1021/acsami.0c17295
URL:pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsami.0c17295

日语发布资料
编译:JST客观日本编辑部

专题网页