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　　OLED材料一直是中國OLED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的短板。而規(guī)避國外技術(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廣東省半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)峰上，中國科學(xué)院院士、香港中文大學(xué)（深圳）理工學(xué)院院長唐本忠以“聚集誘導(dǎo)發(fā)光材料（AIEgens）——中國原創(chuàng)助力OLED產(chǎn)業(yè)發(fā)展”為主題，分享了聚集誘導(dǎo)發(fā)光材料在制造新型高效有機(jī)發(fā)光二極管材料與器件上的應(yīng)用。

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

　　唐本忠院士表示，“光”的研究是重大的基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)現(xiàn)，是改變生活的技術(shù)創(chuàng)新。他介紹，有機(jī)發(fā)光材料通常在固態(tài)和水相使用，主要應(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，主要應(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學(xué)常識，聚集導(dǎo)致發(fā)光猝滅 (ACQ) 效應(yīng)，即有機(jī)發(fā)光體溶液的一個普遍現(xiàn)象，濃溶液中發(fā)光體聚集導(dǎo)致發(fā)光減弱→聚集猝滅發(fā)光， 固態(tài)時發(fā)光體濃度最高。因此，聚集猝滅發(fā)光效應(yīng)最強(qiáng)。簡單來說，隨著水的加入，分子開始聚集，發(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)發(fā)光 (AIE)。AIE概念的提出顛覆了人們關(guān)于發(fā)光材料“聚集導(dǎo)致發(fā)光猝滅”的傳統(tǒng)認(rèn)識，為高效聚集態(tài)/高效發(fā)光材料的設(shè)計提供了一條新的思路，因而得到了國際上化學(xué)、材料、生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域科學(xué)家的廣泛關(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工作機(jī)理是從討厭聚集到利用聚集，采用分子結(jié)構(gòu)可設(shè)計，發(fā)光顏色覆蓋紫外-紅外波段，可調(diào)節(jié)聚集態(tài)發(fā)光量子效率。他認(rèn)為，AIE分子是新材料賽場上的“全能運動員”，可應(yīng)用于智能材料、液晶顯示、發(fā)光二極管、有機(jī)光波導(dǎo)、爆炸物探測、指紋檢測、化學(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。聚集誘導(dǎo)發(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)發(fā)光材料在半導(dǎo)體方面的應(yīng)用——有機(jī)發(fā)光二極管材料上的應(yīng)用。他表示，盡管中國在OLED器件及面板設(shè)計和工藝、OLED顯示驅(qū)動IC取得了一定的進(jìn)展，但發(fā)光及功能層材料仍然屬于“卡脖子”環(huán)節(jié)。他介紹，目前OLED主要基于復(fù)合發(fā)光機(jī)制做了探索與應(yīng)用，主要采用熱激活延遲熒光(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。而聚集誘導(dǎo)發(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)發(fā)光效率問題，有望提高OLED器件性能的“上限”。

　　他表示，基于聚集誘導(dǎo)延遲熒光(AIDF)概念可實現(xiàn)高效發(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，基于聚集誘導(dǎo)發(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)發(fā)光實現(xiàn)光色控制，短軸實現(xiàn)激子注入和類型轉(zhuǎn)化；提高AIE聚集體水平偶極取向?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團(tuán)隊在產(chǎn)業(yè)化方面做的努力，希望通過建立轉(zhuǎn)化型“高等研究院”，以AIE研究為研究主線，闖出一條真正中國特色的、世界公認(rèn)的從“原始創(chuàng)新”到“應(yīng)用轉(zhuǎn)化”的新路。以材料學(xué)研究為基礎(chǔ)，不斷向外拓展生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境學(xué)等應(yīng)用，整合設(shè)備制造、智能分析和大數(shù)據(jù)云平臺資源等，實現(xiàn)AIE的成果在廣州落地生根，并結(jié)出碩果，打造中國的“貝爾實驗室”。

　　2022廣東省半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)峰會錄播

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