有机自由基材料可以防止下一代显示器随着时间的推移而变暗

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来源:©郭浩清等/施普林格Nature Limited 2019

用于制造新型OLED的有机自由基违反了aufbau原理

一个国际研究团队开发了一种新型有机发光二极管(OLED),基于违反aufbau原理的有机自由基,1即电子从最低能量到最高能量填满原子轨道。这一发现可能会使oled的发光时间更长。

oled是下一代显示器的主要候选产品,具有灵活的设计、更低的功耗和更好的对比度。然而,成本很高;商用OLED电视的一般起价在1000英镑左右。为了降低价格,科学家们需要降低制造成本和提高效率。

一种方法是使用纯粹基于有机自由基的材料。通过避免所谓的“黑暗”三重自旋态——在这种状态下,激发的电子自旋禁止通过磷光发光——自由基的未配对电子突破了传统oled的效率限制。最重要的是,通过允许制造商放弃用于当今oled的昂贵的铱,基于自由基的技术可以帮助降低成本。

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来源:©郭浩清等/施普林格Nature Limited 2019

研究了一些自由基的化学结构

然而,有有限数量的发光自由基是稳定的,足以分离。他说:“我们面临的挑战是没有任何好的设计规则。Emrys埃文斯来自剑桥大学。去年,他和他的团队在这一领域取得了进展,他们设计了一种使用自由基的纯有机OLED,这种OLED能以迄今为止最好的效率发射红光和近红外光。2现在,中国吉林大学的研究人员创造了一组新的发光自由基,这个国际团队将他们的发现又向前推进了一步。通过开发一种设计策略来制造不符合aufbau原理的发光自由基,该团队能够将荧光半衰期提高4个数量级,这意味着oled将保持更长的亮度。

埃文斯解释说:“如果你有一个非常富电子的供体基团和一个非常缺电子的自由基,你就可以进入这种情况,即自由基轨道的能量比另一个双填轨道的能量低。”“这种非aufbau行为给了我们一定的稳定性,也许我们可以利用它来破坏未来的有机电子产品。”

埃文斯说,该团队的下一个短期目标是完善纯红色自由基发射器,这对典型的红绿蓝显示至关重要。

“(这种方法)看起来是一条很有前途的制造oled的新路线,”他说Gert-Jan Wetzelaer他是德国马克斯·普朗克聚合物研究所的研究员,没有参与这项研究。“这是一个相当新的发现,可能会有更多的化学结构被设计来产生绿色和蓝色的排放。”

更正:文章于2019年8月15日更新,以澄清所报告工作的责任