常见的有机发光器件包括有机发光二极管（OLED）和发光电化学池（LEC）。其中，OLED已在显示和照明领域得到了广泛的商业化应用，而具有低成本和高功率效率优势的LEC仍然面临诸多挑战。尤其是稳定、高效的蓝光LEC的缺乏，极大的限制了LEC的应用。针对这一问题，二十多年来，科学家们在高效蓝光新型材料的开发及器件结构设计等方面取得了极大的进展，非常有必要对此领域目前的发展情况进行总结，对其未来的发展方向提出建议。

清华大学段炼教授（点击查看介绍）课题组回顾了近年来蓝光LEC的研究进展，从蓝光LEC的材料设计和器件优化两方面，详细阐述了蓝光离子型铱配合物材料和其他新型蓝光LEC材料的设计策略，以及如何通过器件结构优化实现效率和稳定性的提升，并对这一领域在未来的发展趋势进行了全面的展望，为今后实现纯蓝光LEC的商业化提出了可能的方向。

图1. 基于离子型铱配合物的蓝光LEC器件效率总结

由于铱金属离子具有更大的d轨道裂分，离子型铱配合物可以发射更短波长的光并拥有更高的发光效率。因此，自首次报道以来，基于离子型铱配合物的LEC是近年来相关研究中的热点。作者重点介绍了目前基于离子型铱配合物的蓝光LEC研究进展，包括光色调节、效率提升和稳定性改善等三个方面。在光色调节方面，通用的分子设计策略是通过修饰主配体和辅助配体，以提高HOMO能级或降低LUMO能级，从而实现离子型铱配合物的发光蓝移。在效率提升方面，为实现降低激子浓度淬灭、控制载流子平衡，从而提高器件效率降，目前常用的两种方法包括配合物配体修饰和器件结构设计等。在器件稳定性改善方面，作者针对基于离子型铱配合物的蓝光LEC器件寿命的研究进行了总结，全面介绍了近期的长寿命蓝光器件的研究思路和材料、器件性能。近年来，提升LEC寿命的方法和思路包括引入pi-pi相互作用、选用无氟的配体、器件设计等，通过实现保护铱中心不被亲核试剂攻击或调控载流子平衡等，来改善LEC寿命。除此以外，作者还介绍了其他金属配合物（含有氮杂卡宾配体的铜配合物，银配合物）、纯有机材料（聚合物和小分子）、量子点（CdSe/CdS核壳型）等材料在LEC上的应用和进展，但与铱配合物相比，相关报道较少且器件性能较差。

图2. 基于离子型铱配合物的蓝光LEC器件寿命总结

在全文的最后，作者总结了基于蓝光铱配合物的LEC近年来的进展情况和现存的问题，针对蓝光LEC存在的光色、效率、稳定性等问题，提出了以下发展方向：

1）发展新型染料。例如：具有光色调节方便、窄带隙等优点的量子点和钙钛矿材料，和分子结构设计更灵活多样的纯有机材料（尤其是近年来广泛应用于有机发光二极管的热活化延迟荧光材料）等；

2）发展蒸镀LEC。可以有效避免湿法LEC制备过程中残余试剂对器件的不利影响；

3）设计新型器件结构。例如：发展更丰富的主客体体系，设计离子型主体；

4）研究稳定性的相关机理，加深对染料的化学和电化学降解过程的理解；

5）降低LEC器件响应时间。例如：通过添加锂盐或离子液体、交联离子对等方法加快离子移动和分布。

本文近期发表在Advanced Functional Materials 上，共同第一作者为清华大学化学系博士生张晨和刘睿环。

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）：

Progress on Light-Emitting Electrochemical Cells toward Blue Emission, High Efficiency, and Long Lifetime

Chen Zhang, Ruihuan Liu, Dongdong Zhang, Lian Duan

Adv. Funct. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adfm.201907156

段炼教授简介

段炼，清华大学化学系教授。1998年本科毕业于清华大学，2003年获得清华大学理学博士学位。长期从事有机光电材料相关领域研究，提出了热活化敏化发光的新型发光机制，发展了高迁移率的双极性传输材料和基于稳定前驱体的电子注入材料，为高效稳定的OLED技术奠定了基础。在Nat. Commun., Adv. Mater., Light. Sci. Appl., Energ. Environ. Sci.等刊物上发表了SCI论文200余篇，引用7000余次，获授权国际国内发明专利100余项，在国际国内学术会议上作大会报告和邀请报告50余次。2011年获得国家技术发明一等奖（排名第二）；2015年获国家自然科学基金委杰出青年基金资助。2015年至今担任科技部十三五“战略先进电子材料”重点专项专家。

目前段炼教授课题组研究方向集中于：

（1）有机发光材料及器件；

（2）高性能载流子注入及传输材料及其传输理论研究。

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