【百家大講堂】清華大學(xué)段煉教授講述“有機(jī)發(fā)光二極管中的激子與載流子調(diào)控”

發(fā)布日期：2018-11-22 供稿：常帥攝影：常帥

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　　2018年11月16日，由北京理工大學(xué)研究生院主辦、北京理工大學(xué)材料學(xué)院承辦的北理工“百家大講堂”第129期——“有機(jī)發(fā)光二極管中的激子與載流子調(diào)控”在北京理工大學(xué)研究生院305智慧教室舉行。主講嘉賓為清華大學(xué)科技部 “戰(zhàn)略先進(jìn)電子材料”重點(diǎn)專項(xiàng)專家段煉教授。材料學(xué)院副院長張加濤主持講座，材料學(xué)院黨委書記張青山為段煉教授頒發(fā)了北理工“百家大講堂”講座證書。

　　有機(jī)發(fā)光二極管（OLED），具有超薄、耐低溫、快速響應(yīng)、柔性彎曲等特性，是顯示領(lǐng)域的核心技術(shù)之一。段煉教授表示，OLED是利用有機(jī)半導(dǎo)體材料在電場作用下發(fā)光的技術(shù)，因此材料是影響OLED性能的重要因素之一。他介紹，熱活化延遲熒光（TADF）材料是第三代發(fā)光材料，其作為磷光主體，具有材料設(shè)計(jì)更簡單、低驅(qū)動(dòng)電壓、效率高、效率滾降小、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，可以制備低電壓的磷光OLED。段煉教授也指出，TADF材料三線態(tài)激子可通過反向系竄越（RISC）回到單線態(tài)并發(fā)光，得到內(nèi)量子效率接近100%的熒光OLED，但高的三線態(tài)激子的上轉(zhuǎn)換效率和高的輻射躍遷速率難以同時(shí)獲得。

　　為了解決上述矛盾，段煉教授提出了熱活化敏化發(fā)光的新型發(fā)光機(jī)制，將TADF材料用作主體，摻雜TADF燃料，可以改善載流子平衡，促進(jìn)能量傳遞，實(shí)現(xiàn)低電壓、高效率、低效率滾降、長壽命的OLED器件；同時(shí)發(fā)展了具有高遷移率的雙極性傳輸材料，突破了電子傳輸材料高遷移率和高穩(wěn)定性不可得兼的矛盾。他介紹，通過引入了“敏化”發(fā)光機(jī)制，利用TADF材料作為主體，摻雜高發(fā)光效率的磷光或熒光染料，TADF材料中的單線態(tài)激子通過高效的Forster傳遞將能量傳給燃料，并由后者發(fā)光。這樣，上轉(zhuǎn)換過程和發(fā)光過程分別在不同的材料上完成，器件的發(fā)光效率取決于TADF材料的三線態(tài)上轉(zhuǎn)換效率和染料的發(fā)光效率，從而可獲得高性能的OLED。

　　講座結(jié)束后，由鐘海政教授陪同，段煉教授參觀了材料學(xué)院納米光子學(xué)實(shí)驗(yàn)室，了解了該實(shí)驗(yàn)室在量子點(diǎn)顯示技術(shù)方面的研究進(jìn)展,特別重點(diǎn)關(guān)注了該實(shí)驗(yàn)室鈣鈦礦量子點(diǎn)光學(xué)膜技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，并給出了建設(shè)性意見。

【主講人簡介】

　　段煉，清華大學(xué)化學(xué)系教授。2003年畢業(yè)于清華大學(xué)化學(xué)系，獲理學(xué)博士學(xué)位。畢業(yè)后在韓國三星SDI中央研究所從事新型有機(jī)發(fā)光顯示(OLED)及激光圖案化研究。2006年-2010年在清華大學(xué)從事OLED器件及機(jī)理的博士后研究，出站后留校工作。長期從事有機(jī)光電材料相關(guān)領(lǐng)域研究，提出了熱活化敏化發(fā)光的新型發(fā)光機(jī)制，將熱活化延遲熒光材料用作主體，實(shí)現(xiàn)了低電壓、高效率、低效率滾降、長壽命的OLED器件；發(fā)展了具有高遷移率的雙極性傳輸材料，突破了電子傳輸材料高遷移率和高穩(wěn)定性不可得兼的矛盾。在Adv. Mater., Light: Sci. Appl.Energ., Environ. Sci.等刊物上發(fā)表SCI論文200余篇，他引5000余次；獲授權(quán)國際國內(nèi)發(fā)明專利70余件；在SID、FPD China等國際國內(nèi)學(xué)術(shù)會議上作大會報(bào)告和邀請報(bào)告30余次。2011年獲國家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)（排名第二）。2015年獲國家自然科學(xué)基金委杰出青年基金資助。2015至今擔(dān)任科技部十三五“戰(zhàn)略先進(jìn)電子材料”重點(diǎn)專項(xiàng)專家。