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耐侯型长余辉聚合物应用于低闪烁发光二极管

交流发光二极管由于其制作成本低、工作寿命长等优点而获得了广泛的研究兴趣。然而,即使是最先进的交流发光二极管也会存在不可避免的闪烁问题,这对使用者的人眼健康造成了严重的危害。


有机室温长余辉发光材料具备优异的长余辉性能,能够有效弥补交流发光二极管的闪烁。然而,它们不稳定结构以及较差的耐候性引起的发射猝灭,极大地限制了它们在交流发光二极管领域应用的实用性和可靠性。


近日,昆明理工大学徐旭辉教授和西湖大学姚远助理研究员合作,通过改性自由基聚合和热退火的策略,设计出一种无金属非共轭的长余辉共聚物(聚乙烯亚胺-聚丙烯酸)。该聚合物凭借其优异的长余辉性能和高耐候性,显著降低了交流发光二极管的闪烁频率,极大地促进了高质量低频闪的交流发光二极管的设计与研发。

图1. 聚乙烯亚胺-聚丙烯酸的合成以及结构表征。图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.


作者对聚乙烯亚胺-聚丙烯酸的基本光学性能进行了考察。结果表明,合成的聚乙烯亚胺-聚丙烯酸具备良好的长余辉性能,可在室温条件下肉眼观察到至少15 s的长余辉发射。并且其长余辉发光在紫外光、白光、飞秒激光等不同波段的激发光源填充后均可有效地触发。


同时,作者对聚乙烯亚胺-聚丙烯酸的光学性能的耐候性进行了探究。结果表明,聚乙烯亚胺-聚丙烯酸在高温和高湿度条件下都保持稳定的光致发光特性。此外,其长余辉发光在80 ℃高温下仍然可以观察到3 s以上,且具备优异的湿度回复性。因此推断,聚乙烯亚胺-聚丙烯酸具备良好的耐候性,这更利于其封装后的交流发光二极管可以维持长期使用。


最终凭借聚乙烯亚胺-聚丙烯酸超快的余辉填充速度和超高的长余辉亮度特性。采用聚乙烯亚胺-聚丙烯酸封装的白光交流发光二极管,其由于调光周期导致的发光强度损失得到了显著的改善,闪烁频率由100%显著降低到63.3%,为使用者的人眼健康提供了安全保障。

图2. 聚乙烯亚胺-聚丙烯酸应用于低闪烁的交流发光二极管。图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.


这一研究成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition 上,文章的通讯作者是徐旭辉姚远,第一作者是昆明理工大学硕士研究生吕鸿宇


原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):

Highly Stable Metal-Free Long-Persistent Luminescent Copolymer for Low Flicker AC-LEDs

Hongyu Lv, Haitao Tang, Yiyu Cai, Tao Wu, Dongliang Peng, Yuan Yao, Xuhui Xu

Angew. Chem. Int. Ed., 2022, DOI: 10.1002/anie.202204209


徐旭辉教授简介


徐旭辉,昆明理工大学材料系教授。2012年于兰州大学取得博士学位,2015年至2017年于香港理工大学进行博士后研究,2017年起就职于昆明理工大学。


研究领域是面向微晶玻璃材料在高能探索和成像的研究。以第一/通讯作者在Adv. Mater., Adv. Funct. Mater., ACS Nano., Adv. Sci.等期刊发表学术论文50余篇,H因子31,论文他引2300余次等。获授权发明专利10项,担任《发光学报》、J. Rare Earths等期刊青年编委,担任Nat. Commun、Adv. Mater.等期刊特邀审稿人。曾入选“香江学者计划”以及“云南省万人计划青年拔尖人才专项”。


https://www.x-mol.com/university/faculty/38340 


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