Une équipe de recherche de l'Institut national des sciences des matériaux a développé un matériau liquide luminescent accordable en couleur avec une excellente photostabilité à base d'anthracène, qui est un colorant fluorescent organique général.

Dans le développement de moniteurs à affichage couleur, appareils mobiles, et autres appareils électroniques, les matériaux moléculaires et polymères organiques sont essentiellement importants, car ils offrent des avantages tels que la légèreté, la flexibilité, et l'imprimabilité. Cependant, dans pratiquement tous les cas, les matériaux moléculaires organiques électroluminescents développés jusqu'à présent ont eu des difficultés à démontrer leurs performances luminescentes inhérentes en raison de divers problèmes, qui incluent une faible photostabilité (durabilité pour empêcher la décoloration ou la décoloration sous photoirradiation) et l'agrégation de molécules dans le processus de revêtement. De plus, du point de vue de la production de dispositifs flexibles, les matériaux doivent être exempts de détérioration de la couche émissive continue, même lorsqu'il est soumis à une flexion et un pliage excessifs. D'autre part, développement de matériaux moléculaires organiques qui permettent des fabrication à faible coût de dispositifs de luminescence couleur, en comparaison avec la synthèse individuelle de matériaux moléculaires organiques qui présentent différentes couleurs luminescentes, est également souhaitée.

L'équipe dirigée par le Dr Nakanishi a développé un matériau liquide émettant du bleu qui est exempt d'agrégation entre les parties d'anthracène adjacentes, a un point de fusion d'environ -60 °C, et est thermiquement stable jusqu'à environ 300 °C, en attachant des chaînes alkyle ramifiées très flexibles autour d'un fragment de noyau anthracène, qui est une molécule de colorant général fluorescent. Ce matériau est un liquide à faible viscosité avec une viscosité d'environ 0,3 Pa-s à température ambiante et est un bleu émettant avec un rendement quantique de fluorescence absolu d'env. 55% et durée de vie photostable plus de 5 à 10 fois plus longue que celle des colorants anthracènes disponibles dans le commerce. Par ailleurs, car d'autres molécules de colorant luminescent peuvent être dopées de manière homogène dans ce liquide, il a été constaté que le réglage de la luminescence en couleur est disponible grâce à un transfert d'énergie de résonance de fluorescence (FRET) allant jusqu'à 96 % des colorants par une seule excitation de lumière bleue (365 nm).

Dans cette recherche, un liquide anthracène émettant du bleu avec une excellente photostabilité a été synthétisé, et un matériau liquide qui affiche une luminescence polychrome de haute qualité et un réglage précis de la luminescence par l'opération facile de dopage du liquide avec d'autres colorants a été développé. Étant donné que le matériau liquide non volatil développé dans ce travail peut être appliqué sur la surface de divers substrats, on peut s'attendre à la production de dispositifs organiques multicolores avec une excitation monocolore stable. Une couche émettrice active continue peut être maintenue, sans rupture ni interruption même pliée et pliée, ce qui est une propriété favorable pour le développement de dispositifs souples pliables.

Ces résultats de recherche ont été publiés dans l'édition en ligne de la revue scientifique Communication Nature .