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半導(dǎo)體產(chǎn)�(yè)技�(shù)峰會 | 中國科學(xué)院院士、香港中文大�(xué)(深圳)理工�(xué)院院長唐本忠:以AIE為研究主線,打造中�“貝爾實驗�”

編輯:chinafpd 2022-06-01 17:33:17 瀏覽�1864  來源�

  OLED材料一直是中國OLED�(chǎn)�(yè)�(fā)展的短板。而規(guī)避國外技�(shù)專利封鎖,探索新的發(fā)光材料是可行的發(fā)展路徑。在2022廣東省半�(dǎo)體產(chǎn)�(yè)技�(shù)峰上,中國科�(xué)院院士、香港中文大�(xué)(深圳)理工�(xué)院院長唐本忠�“聚集誘導(dǎo)�(fā)光材料(AIEgens�——中國原創(chuàng)助力OLED�(chǎn)�(yè)�(fā)�”為主題,分享了聚集誘�(dǎo)�(fā)光材料在制造新型高效有�(jī)�(fā)光二極管材料與器件上的應(yīng)用�

  中國科學(xué)院院士、香港中文大�(xué)(深圳)理工�(xué)院院長唐本忠

  唐本忠院士表示,“�”的研究是重大的基�(chǔ)科學(xué)�(fā)�(xiàn),是改變生活的技�(shù)�(chuàng)新。他介紹,有�(jī)�(fā)光材料通常在固�(tài)和水相使用,主要�(yīng)用于大型屏幕、柔性顯示、節(jié)能照明;而疏水共軛分子在固態(tài)和水相自然聚集,主要�(yīng)用于成像示蹤、健康診療、疾病防治等�

  分子聚集如何影響有機(jī)材料的發(fā)光過程(顏色和效率等)?唐本忠院士表示,作為一個寫入教科書的光物理�(xué)常識,聚集導(dǎo)致發(fā)光猝� (ACQ) 效應(yīng),即有機(jī)�(fā)光體溶液的一個普遍現(xiàn)象,濃溶液中�(fā)光體聚集�(dǎo)致發(fā)光減�→聚集猝滅�(fā)光, 固態(tài)時發(fā)光體濃度最高。因此,聚集猝滅�(fā)光效�(yīng)最�(qiáng)。簡單來說,隨著水的加入,分子開始聚集,�(fā)光逐漸減弱,直至徹底消失�

  然而,唐本忠院士介紹,其研究團(tuán)隊提出了中國原創(chuàng)概念——聚集誘導(dǎo)�(fā)� (AIE)。AIE概念的提出顛覆了人們關(guān)于發(fā)光材�“聚集�(dǎo)致發(fā)光猝�”的傳�(tǒng)�(rèn)識,為高效聚集態(tài)/高效�(fā)光材料的�(shè)計提供了一條新的思路,因而得到了國際上化�(xué)、材料、生物、醫(yī)�(xué)等領(lǐng)域科�(xué)家的廣泛�(guān)注。即:隨著水的加入,分子開始聚集,發(fā)光逐漸增強(qiáng),直至閃閃發(fā)光�

  他介紹,AIE工作�(jī)理是從討厭聚集到利用聚集,采用分子結(jié)�(gòu)可設(shè)計,�(fā)光顏色覆蓋紫�-紅外波段,可�(diào)節(jié)聚集�(tài)�(fā)光量子效率。他�(rèn)為,AIE分子是新材料賽場上的“全能運動�”,可�(yīng)用于智能材料、液晶顯示、發(fā)光二極管、有�(jī)光波�(dǎo)、爆炸物探測、指紋檢測、化�(xué)傳感器、食品質(zhì)量監(jiān)測、細(xì)菌甄別、細(xì)胞追蹤、細(xì)胞器影像、血管成像等。聚集誘�(dǎo)�(fā)光的研究榮獲2017年度國家自然科學(xué)獎一等獎�

  唐本忠院士重點介紹了聚集誘導(dǎo)�(fā)光材料在半導(dǎo)體方面的�(yīng)�——有機(jī)�(fā)光二極管材料上的�(yīng)用。他表示,盡管中國在OLED器件及面板設(shè)計和工藝、OLED顯示�(qū)動IC取得了一定的�(jìn)展,但發(fā)光及功能層材料仍然屬�“卡脖�”�(huán)節(jié)。他介紹,目前OLED主要基于�(fù)合發(fā)光機(jī)制做了探索與�(yīng)用,主要采用熱激活延遲熒�(TADF)材料,但此類有機(jī)材料非常貴,也不太穩(wěn)定,比如TADF一旦溫度過高效率就降下來了。而聚集誘�(dǎo)�(fā)光材料即使溫度很高,效率和亮度都很高。因此,AIE材料解決固態(tài)�(fā)光效率問題,有望提高OLED器件性能�“上限”�

  他表示,基于聚集誘導(dǎo)延遲熒光(AIDF)概念可實�(xiàn)高效�(fā)光,提高材料激子利用率;抑制高電壓下激子湮滅;高效率低滾降OLED器件。其中,效率最高的黃光OLED材料,非摻雜器件效率�73 cd/A, 81 lm/W, 22.6%;@1000 cd/m2:效率滾降幾乎為零;器件亮度�100,000 cd/m2以上;激子利用率:~100%�

  效率最高的天藍(lán)光OLED材料,摻雜器件效率:73 cd/A, 68 lm/W, 38.6%;@1000 cd/m2:效率滾降幾乎為零;器件亮度�10,000 cd/m2以上;激子利用率:~100%�

  他還介紹,基于聚集誘�(dǎo)�(fā)光交叉長短軸策略實現(xiàn)高效深藍(lán)及藍(lán)紫光,其中長軸構(gòu)筑穩(wěn)定局域態(tài)�(fā)光實�(xiàn)光色控制,短軸實�(xiàn)激子注入和類型�(zhuǎn)化;提高AIE聚集體水平偶極取�?qū)崿F(xiàn)高效光取出;AIE聚集體高能級反隙間穿越提高激子利用率;AIE聚集體層間敏化機(jī)制構(gòu)建高性能白光OLED�

  唐本忠院士也分享了其�(tuán)隊在�(chǎn)�(yè)化方面做的努力,希望通過建立�(zhuǎn)化型“高等研究�”,以AIE研究為研究主線,闖出一條真正中國特色的、世界公�(rèn)的從“原始�(chuàng)�”�“�(yīng)用轉(zhuǎn)�”的新路。以材料�(xué)研究為基�(chǔ),不斷向外拓展生物學(xué)、醫(yī)�(xué)、環(huán)境學(xué)等應(yīng)用,整合�(shè)備制造、智能分析和大數(shù)�(jù)云平臺資源等,實�(xiàn)AIE的成果在廣州落地生根,并�(jié)出碩果,打造中國的“貝爾實驗�”�

  2022廣東省半�(dǎo)體產(chǎn)�(yè)技�(shù)峰會錄播

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