我校苗艳勤副教授在《Materials Today》发表有机发光二极管领域最新研究成果

近日，我校新材料界面科学与工程教育部重点实验室有机光电课题组苗艳勤副教授在国际顶级学术期刊《Materials Today》（IF = 24.2）发表了题为“A new strategy to develop simple and efficient monochrome and white organic light-emitting diodes”的研究论文。论文第一署名单位为平特一肖免费大公开，新材料界面科学与工程教育部重点实验室苗艳勤副教授为论文通讯作者，其指导的在读硕士研究生卢璐为论文第一作者。该研究也是我校作为第一单位在《Materials Today》上发表的首篇论文。

形成激基复合的给体和受体材料传输不同的电荷载流子，使得同一器件中引入多个界面激基复合物成为难题。针对此，该论文提出给、受体层垂直方向交替排列的方式将多个给/受体界面引入同一器件中，详细研究交替排列的给、受体层厚度对器件电荷载流子分布及激基复合物形成的影响，首次系统地揭示了多界面激基复合物形成的物理机制与临界条件，证明了多界面激基复合物在增强激基发射的有效性和可行性。

图1 mCP/PO-T2T TADF多界面激基复合物器件结构及激基发射示意图

磷光超薄层不涉及复杂的掺杂工艺，在简化器件结构和制备工艺方面展现出显著优势。结合界面激基复合物和磷光超薄层，在开发超简单、低功耗单色及白光OLED方面展现出极大潜力。但磷光超薄层引入器件中的存在形式及对器件性能影响的微观机制一直困惑着研究人员。本论文采用原子力显微镜（AFM）等分析对磷光超薄层的演变做了详细研究，系统阐明了超薄发光层的微观形貌和存在形式，为磷光超薄层OLED的内在机理分析提供有力支撑。

图2 石英/MoO₃(3nm)/TAPC(45 nm)/mCP(10 nm)/FIrpic(x nm, x = 0, 0.4, 0.7和1)样品的AFM图

在上述基础上，该论文提出采用TADF多界面激基复合物敏化磷光超薄层构建单色及白光OLED，详细研究了磷光超薄层厚度、不同颜色磷光超薄层引入器件中的排列顺序对器件发光光谱及性能的影响，揭示了器件的工作机制。开发的蓝、绿、黄及红所有单色光OLED的EQE达到20%以上，多界面激基复合物结构将激子分摊到各个激基复合物界面，有效抑制了器件的效率滚降、提高了器件的稳定性。白光OLED的最大EQE达到24.15%，且通过简单地改变磷光超薄层的嵌入顺序或厚度便可实现对白光OLED发光光谱调节。

图3 TADF多界面激基复合物敏化磷光超薄层单色光/白光OLED的示意的器件结构与性能概括（a）及双色与三色白光OLED的能量传递机理图（b）

该研究证实了采用TADF多界面激基复合物敏化磷光超薄层在开发超简单、高效率及低滚降单色及白光OLED方面的显著优势，为后续开发超简单、高性能OLED提供了新的思路与策略。

新材料界面科学与工程教育部重点实验室王华教授、赵波副教授及新型传感器与智能控制教育部重点实验室郭园园副教授参与了研究工作。该项研究工作得到山西省创新人才团队项目（202204051001013）、山西省留学人员科技活动择优资助项目（20230007）及山西浙大新材料与化工研究院项目（2021SX-FR007）等项目的支持。

全文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S136970212400049X