En forskargrupp från National Institute for Materials Science har utvecklat ett fullfärgs avstämbart självlysande vätskematerial med utmärkt fotostabilitet baserat på antracen, som är ett allmänt organiskt fluorescerande färgämne.

I utvecklingen av bildskärmar i fullfärg, Mobil enheter, och andra elektroniska apparater, organiska molekylära och polymera material är väsentligt viktiga, eftersom de erbjuder fördelar som lätt vikt, flexibilitet, och tryckbarhet. Dock, i praktiskt taget alla fall, de ljusemitterande organiska molekylära materialen som utvecklats hittills har haft svårigheter att visa sin inneboende luminescerande prestanda på grund av olika problem, som inkluderar låg fotostabilitet (hållbarhet för att förhindra missfärgning eller avfärgning under fotobestrålning) och aggregering av molekyler i beläggningsprocessen. Dessutom, ur synvinkel av produktion av flexibla enheter, material bör vara fria från försämring av det kontinuerliga emissionsskiktet, även när den utsätts för överdriven böjning och vikning. Å andra sidan, utveckling av organiska molekylära material som möjliggör enkla, lågkostnadstillverkning av luminescensanordningar i full färg, i jämförelse med individuell syntes av organiska molekylära material som uppvisar olika självlysande färger, önskas också.

Teamet under ledning av Dr. Nakanishi utvecklade ett blåemitterande flytande material som är fritt från aggregering bland angränsande antracendelar, har en smältpunkt på cirka -60 °C, och är termiskt stabil upp till cirka 300 °C, genom att fästa mycket flexibla grenade alkylkedjor runt en antracenkärndel, som är en fluorescerande allmän färgämnesmolekyl. Detta material är en lågviskös vätska med en viskositet på cirka 0,3 Pa-s vid rumstemperatur och är en blåemitterande vätska med ett absolut fluorescenskvantutbyte på ca. 55% och fotostabil mer än 5~10 gånger längre livslängd än för kommersiellt tillgängliga antracenfärgämnen. Vidare, eftersom andra självlysande färgämnesmolekyler kan dopas homogent i denna vätska, det visade sig att fullfärgsluminescensjustering är tillgänglig assisterad av upp till 96 % fluorescensresonansenergiöverföring (FRET) av färgämnen genom enkel blåljus (365nm) excitation.

I denna forskning, en blåemitterande antracenvätska med utmärkt fotostabilitet syntetiserades, och ett flytande material som uppvisar högkvalitativ fullfärgsluminescens och exakt luminescensavstämning genom den lätta operationen att dopa vätskan med andra färgämnen. Eftersom det icke-flyktiga flytande materialet som utvecklats i detta arbete kan beläggas på ytan av olika substrat, produktion av organiska flerfärgsenheter med stabil enfärgsexcitation kan förväntas. Ett kontinuerligt aktivt emitterande skikt kan upprätthållas, utan att gå sönder eller avbrytas även när den är böjd och vikt, vilket är en gynnsam egenskap för utveckling av hopfällbara flexibla enheter.

Dessa forskningsresultat publicerades i onlineupplagan av den vetenskapliga tidskriften Naturkommunikation .