Een onderzoeksteam van het National Institute for Materials Science heeft een full-colour afstembaar lichtgevend vloeibaar materiaal ontwikkeld met uitstekende fotostabiliteit op basis van antraceen, wat een algemene organische fluorescerende kleurstof is.

Bij de ontwikkeling van full colour beeldschermen, mobiele toestellen, en andere elektronische apparaten, organische moleculaire en polymere materialen zijn van essentieel belang, omdat ze voordelen bieden zoals een laag gewicht, flexibiliteit, en bedrukbaarheid. Echter, in vrijwel alle gevallen de tot nu toe ontwikkelde lichtemitterende organische moleculaire materialen hebben vanwege verschillende problemen problemen gehad om hun inherente luminescente prestaties aan te tonen, waaronder lage fotostabiliteit (duurzaamheid om verkleuring of ontkleuring onder fotobestraling te voorkomen) en aggregatie van moleculen in het coatingproces. Bovendien, vanuit het oogpunt van de productie van flexibele apparaten, materialen moeten vrij zijn van aantasting van de continue emitterende laag, zelfs wanneer onderworpen aan overmatig buigen en vouwen. Anderzijds, ontwikkeling van organische moleculaire materialen die eenvoudige, goedkope fabricage van full-colour luminescentie-apparaten, in vergelijking met individuele synthese van organische moleculaire materialen die verschillende lichtgevende kleuren vertonen, is ook gewenst.

Het team onder leiding van Dr. Nakanishi ontwikkelde een blauw emitterend vloeibaar materiaal dat vrij is van aggregatie tussen aangrenzende antraceendelen, heeft een smeltpunt van ongeveer -60 °C, en is thermisch stabiel tot ongeveer 300 °C, door zeer flexibele vertakte alkylketens rond een antraceenkerngroep te bevestigen, wat een fluorescerend algemeen kleurstofmolecuul is. Dit materiaal is een vloeistof met een lage viscositeit met een viscositeit van ongeveer 0,3 Pa-s bij kamertemperatuur en is een blauw emitterende vloeistof met een absolute fluorescentie kwantumopbrengst van ca. 55% en fotostabiel, meer dan 5~10 keer langere levensduur dan die van commercieel verkrijgbare antraceenkleurstoffen. Verder, omdat andere luminescerende kleurstofmoleculen homogeen in deze vloeistof kunnen worden gedoteerd, er werd gevonden dat full-colour luminescentie-afstemming beschikbaar is, ondersteund door tot 96% fluorescentie-resonantie-energieoverdracht (FRET) van kleurstoffen door enkele excitatie met blauw licht (365 nm).

In dit onderzoek, een blauw-emitterende antraceenvloeistof met uitstekende fotostabiliteit werd gesynthetiseerd, en er werd een vloeibaar materiaal ontwikkeld dat full-colour luminescentie van hoge kwaliteit en nauwkeurige luminescentie-afstemming vertoont door de gemakkelijke dotering van de vloeistof met andere kleurstoffen. Aangezien het niet-vluchtige vloeibare materiaal dat in dit werk is ontwikkeld, kan worden gecoat op het oppervlak van verschillende substraten, productie van organische meerkleurige apparaten met stabiele eenkleurige excitatie kan worden verwacht. Een continue actieve emitterende laag kan worden gehandhaafd, zonder te breken of te onderbreken, zelfs wanneer gebogen en gevouwen, wat een gunstige eigenschap is voor de ontwikkeling van opvouwbare flexibele apparaten.

Deze onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in de online editie van het wetenschappelijke tijdschrift Natuurcommunicatie .