有机光电学术讲座第六十二讲

报告题目1：菲啰啉衍生物的合成、结构与光电性质表征

报  告  人：吴韶光 博士
报告摘要：菲啰啉衍生物在有机光电器件的发展过程中扮演着重要角色。相较于2,9-二甲基-4,7二苯基-1,10-菲啰啉(BCP)与4,7-二苯基-1,10-菲罗啉(Bphen)，(2-(3-1,10-菲啰啉基)-6-萘基)二苯基氧化膦(Phen-NaDPO)具有更好的热稳定性及溶解性，近年来得到了持续性研究。但是，关于Phen-NaDPO的分子间的相互作用方式、配位方式等研究还未见报道。本工作通过制备Phen-NaDPO、Eu(tpip)₃Phen-NaDPO及Phen-NaDPO·CF₃SO₃H晶体，研究了Phen-NaDPO的分子间相互作用方式、配位方式及强酸对该分子的影响。另外，制备了1,10-菲啰啉的衍生物pPhen-NaDPO。相较于Phen-NaDPO，pPhen-NaDPO制备成本更低，产率更高，热稳定性更好。经n型掺杂后，将其作为叠层OLED中的CGL使用时，在蓝光与绿光器件中表现良好。

报告题目2：高分辨Micro-LED 显示驱动与补偿技术的研究
报  告  人：张立荣博士
报告摘要：微型发光二极管（Micro-LED ）显示具有更低功耗、更高分辨率、更长寿命和更快响应速度等潜在技术优势，是一种可以实现全尺寸覆盖的新型自发光显示技术，有望成为下一代显示技术。由于器件工艺不均匀以及传统PWM驱动的方式的不足：1.数据写入时间会随着分辨率的增大而增加，影响发光时间,限制了高分辨率的应用；2.需要开发新的驱动IC或者增加新的模块实现驱动，增加工艺成本；3.像素内部补偿无法满足现有的需求；4.缺少对显示色度的补偿。本文提出一种适用于高分辨Micro-LED模拟PWM驱动和外部补偿架构，该架构主要特点是采用流水线式的驱动方法，分离每一行像素的发光时间与分辨率的关系，确保每一行像素有足够的发光时间，提升了数据电压信号调制时间裕度，可增加调制精度，兼容现有的OLED驱动方案，降低工艺成本，适用于高分辨率的显示。外部补偿的方案：1. Micro-LED显示高精度Mura检测，通过搭建测试平台和图像处理算法，精确检测每个像素的亮度和色度值。2. Micro-LED显示Mura补偿，根据亮度检测结果，通过标准Gamma曲线，精准拟合亮度与灰阶的关系曲线，生成亮度补偿矩阵。通过色度校准，确定色度映射关系，生成色度校准矩阵或曲线。实现目标显示亮度均匀性达95%以上，色度补偿在±0.002（3nm）以内，满足消费级产品的技术要求。

报告题目3：短波红外OLED器件性能优化与传输性能研究
报  告  人：陈薏卉博士
报告摘要：波长范围在1-2μm的短波红外光源在光通信、夜视监控、生物传感及医疗成像等多个领域都有着重要的应用需求。有机发光二极管（OLED）以其轻质、柔性、光谱覆盖范围广、可溶液加工等优势，成为倍受研究者关注的光源技术之一。然而，受能隙定律的阻碍，在近红外、红外发光波段，随着发光能隙不断减小，激子非辐射衰减过程加剧，高亮度OLED的实现仍面临着极大的挑战。重组能和激子-声子耦合因子极小的平面刚性A-D-A型稠环小分子受体已被证实能有效抑制非辐射复合通道，极具实现高效短波红外OLED器件的潜力。本工作选取极具代表性的COTIC-4F为发光分子，选用经典的主体材料CBP通过掺杂法进行优化，实现了发光峰位于1096nm，外量子效率（EQE）可达0.059%，最大辐照出射度为1.47mW.cm-2的高性能短波红外OLED器件。本工作，我们还开展了陷阱态分布与载流子输运的相关研究，发现CBP的引入可同时降低空穴与电子陷阱的影响，从而有效抑制非辐射陷阱辅助复合，是实现优化的重要原因之一。

报告题目4：基于非富勒烯受体的有机光探测器和电致发光二极管器件及光通信性能研究
报  告  人：何轶瑜博士
报告摘要：近年来，随着移动端通讯设备的不断增长，可用的射频频谱越来越少，研究人员将目光转向可以利用紫外区域到红外区域的无线光通信。有机半导体由于其柔软性好，光电特性可调节、生产成本低、可溶液加工等众多优点开始用于可见光通信。由于可见光在非透明介质中的穿透深度较低，使得VLC的使用受到了限制，将光谱范围拓展到近红外对生物传感等方面应用十分有必要的。

在第一个工作中，我们从无线光通信系统的接收端考虑，利用有机光探测器中光生载流子的空间分布受薄膜厚度和光学性质调制这一特性，采用PBDB-T:IT-M体系，通过改变活性层厚度，实现了无需滤光片的近红外窄谱响应探测，相应的响应度峰值在760 nm达到0.24 A/W，半峰全宽(FWHM)仅为47 nm。并且基于STM32F103单片机搭建了光通信系统，实现了字符的“实时“传输，探测器对发送端不同波长光信号的接受有明显选择性响应发光波段，验证了该器件用于光信号选择性探测的功能。

在第二个工作中，我们从发射端考虑，使用了非富勒烯小分子受体Y11作为发光层，发光峰在940nm处，通过掺杂n型聚合物N2200，很好的平衡了载流子迁移率，器件发光性能得到了提升。为了研究光通信性能，我们搭建了带宽测试系统，发现掺杂之后的器件较纯Y11器件带宽也有所提高，且随着偏压的增大提升的更为明显，RC时间常数和渡越时间等因素进行研究探究提升原因。后续将会利用DCO-OFDM调制，对实际应用中的误码率、传输速率等指标进行研究。

报告题目5：基于羰基的高效蓝光材料的设计策略及在OLED中的应用
报  告  人：付  燕博士
报告摘要：自1987年邓青云博士提出三明治型有机发光二极管（OLED）器件结构以来，OLED取得了迅猛发展。激子利用率作为影响OLED器件外量子效率的一个重要因素，为了该指标的提升，发光材料经历了三次更迭：从激子利用率仅为25%的传统荧光，到激子利用率可达100%但含有重金属元素的磷光材料，再到纯有机且可以实现100%激子利用率的热激活延迟荧光材料。但是高效稳定的蓝光材料的设计是每一代材料都面临的难点，其电致发光性能整体落后于绿光及红光。本研究立足于该难点，以高效的蓝光材料设计为入手点，提出了两大设计策略：（1）兼顾拓宽分子平面及延长分子长度，以此来大幅提升分子的水平跃迁偶极取向比率，进而提升器件的光取出效率，获得高效的OLED器件；（2）在分子内的柔性基团处闭环，可同时增强分子的平面性及刚性。不仅进一步提升了光取出效率，而且刚性结构可抑制分子的振动弛豫，降低重整能，使得光色蓝移。通过更深入的研究，我们发现分子内闭环还可以通过分子骨架上原子电荷的再分布，改变羰基的吸电子能力；同时，也可以调控局域激发三线态的能级，并通过非绝热耦合效应打开高能级三线态与单线态的反向系间窜越通道。最终，基于以上策略制备的蓝光材料在OLED器件上分别在天蓝光及蓝光色域取得了外量子效率达38%及43%的成绩，这将为未来高效的蓝光材料的设计提供可行的解决方案。

报告题目6：新型膦哚衍生物的设计合成及应用研究
报 告 人：李建清 博士
报告摘要：膦杂环化合物在有机功能材料科学领域具有广泛的应用前景。氧化膦杂环戊二烯是含磷化合物中常见的结构之一。与其他杂环相比，含磷杂环显示出相对较低的LUMO能级。氧化或硫化可进一步增强吸电子能力。另外中心磷原子上的孤对电子可以很容易的进行修饰，使我们能够在广泛的范围内调节电子和结构特性。另外，通过“并环”策略形成氧化膦哚（氧化苯并膦杂环戊二烯）结构可以有效地抑制杂环核心的环内高频振动，进而改善分子的固态发光效率。氧化膦哚衍生物具有典型的聚集诱导发光性质以及合适的亲疏水性，非常适合用于制备生物诊疗试剂。目前关于这类氧化膦哚衍生物的研究还处于初级阶段，从结构设计、性质研究到功能应用，其优势均尚未得到充分发挥和利用。因此，在我们的研究工作中，基于氧化膦哚结构设计并制备了一系列安全、高效的光敏剂，其具有优异的抗肿瘤和抗菌效果。此外，我们发现部分氧化膦哚衍生物具有丰富的光化学反应活性，我们深入研究了其光化学反应机理，并探究了其在细胞内独特的光驱动自报告脂质过氧化过程。总之，这一系列工作为今后新型光敏剂的设计开发和机理研究提供了有价值的指导。

报告题目7：基于折叠六联苯空间共轭通道的电输运性质研究
报  告  人：焦韶韶博士
报告摘要：分子电子学在过去的几十年里取得了巨大的进展，并有望在下一代集成电路中发挥重要作用。单分子导线作为分子电子学的基础研究课题，是分子器件的重要组成部分，可以为单分子或分子组装中的电子传输提供基本的理解，从而引导化学、生物以及材料科学等领域的进步。监测和操纵单分子的物理和化学行为是单分子电子学的一个重要发展方向，有助于在单分子水平上理解分子世界。基于单分子连接的电检测平台可以在单分子水平上监测物理和化学过程，具有较高的时间分辨率、稳定性和信噪比。近年来，单分子结与不同多模态控制系统相结合可发挥其强大的监控能力，被广泛应用于探索重要的物理和化学现象。在以往大多数分子学电子学的研究对象中，分子都只含有价键共轭或空间共轭，对于在空间共轭通道引入价键共轭通道的混合型分子的研究较少。基于此研究背景，本课题设计了价键-空间共轭型的分子骨架，并合成了具有折叠六联苯空间共轭结构的分子，并将其应用于一系列分子器件，并探讨其中电输运机制。利用扫描隧道裂结技术，首先测试了修饰有不同供电性、吸电性基团的分子的导电性能，并将实验结果与理论计算结合分析，确定该骨架的本征性质与电输运机制；另外通过引入杂环稳定分子构象，探究稳定构象下价键共轭和空间共轭的电输运机制，进而调控分子电输运性质，拓展了空间共轭分子在分子电位计，分子介电材料以及分子晶体管等分子电子学领域中的应用。

报告时间：2023 年 10 月 08日 （周日）14:30 – 18:00

报告地点：北区科技园1号楼国重N308A报告厅