邱勇   院士

技术职称:教授、博导

国家杰出青年基金获得者、教育部“长江学者奖励计划”特聘教授

清华大学校长  

 联系方式 : 清华大学化学系 100084

Tel:010-62771964     Fax:010-62795137

E-mail:qiuy@mail.tsinghua.edu.cn

教育背景

1988年7月   清华大学化学系,获理学学士学位

1994年7月   清华大学化学系,获理学博士学位

工作履历

1994.8-1996.7   清华大学化学系,讲师

1996.8-2000.7   清华大学化学系,副教授

2000.8-至今     清华大学化学系,教授

学术兼职

中国材料研究会 副理事长

国际信息显示学会中国分会 副理事长

中国电子学会第九届理事会 副理事长

研究领域

有机光电材料基本问题研究

 

与无机光电材料相比,有机光电材料还存在许多基本问题有待解决,包括:如何通过分子设计来改善材料的性能,导致材料性能下降的环境因素是什么,如何设计薄膜结构以提升光电性能等。这些基本材料与结构问题的解决是发展高性能有机光电器件的重要基础。

研究了分子结构对发光性质和溶解性的影响,发展了具有高发光效率、良好溶解性的双核金属化合物等新型材料和多种可溶解的新型离子型磷光化合物。应邀在J. Mater. Chem.上撰写了评述文章(Journal of Materials Chemistry 2010, 20, 6392.2012, 22, 4206.),系统阐述了相关领域的进展。

研究了有机薄膜结构对发光性能、传输性能的影响。提出采用两种不同有机材料交替形成多层膜的方法构建复合空穴传输层,实现了对空穴传输过程的调控。成功采用两种蒽类衍生物的同分异构体构建了有机复合发光层,既改善了材料成膜性,又使发光效率提高了60%以上。

确认了水分子可以吸附在有机半导体晶粒界面,吸附的水分子影响了材料的传输性能。研究了光照对材料传输性能的影响,提出了通过界面修饰改善光稳定性的方案;首次报道了全有机小分子光电耦合器,由于采用全有机薄膜制备工艺,大大降低了光电混合集成的难度。

 

高效稳定的发光二极管(OLED)研究

 

OLED是基于有机半导体的固体发光器件,具有自发光、超薄、响应速度快(无拖尾)、耐低温等特点,与传统的阴极射线管显示技术(CRT)、目前的液晶显示技术(LCD)相比具有很多突出的优点。但是,OLED面临发光效率和稳定性等技术瓶颈有待解决。

OLED器件中电子从金属阴极注入到有机层的势垒比较高,导致发光效率低、驱动电压高。针对此问题,提出了利用活泼金属化合物受热分解释放出金属原子,从而降低电子注入势垒的方案,发明了氮化锂、硼氢化钾等新型的可热分解的电子注入材料。与传统电子注入材料相比,不仅改善了发光效率和稳定性,还降低了工艺温度、扩大了金属阴极的选择范围。应邀在国际信息显示学会会刊上发表了阴极材料进展的综述文章。

有机材料的电子迁移率通常低于空穴迁移率,导致电子和空穴的不平衡,从而成为影响发光效率和稳定性的另一关键因素。发展了一种基于萘并噻二唑基团的新型材料作为电子传输层,使电子迁移率提高了两个数量级,实现了电子迁移率和空穴迁移率的平衡,绿光器件的发光效率提高了一倍以上、寿命提高了六倍以上。这种新材料还具有双极性,既能传输电子又能传输空穴,实现电子与空穴用同一种材料传输层,可望实现载流子传输层材料料和性能完全对称。应邀在Adv. Mater.上撰写关于双极性材料的进展报告(Advanced Materials 2011, 23, 1137.),系统阐述了给体受体结构及非给体受体结构设计双极性材料的策略。

OLED通过电子空穴在发光层的复合而实现发光,通常的结构复合区域往往过窄,导致发光淬灭。针对此问题,设计了一种新型的双发光层结构,拓宽了电子空穴复合区域,显著提高了OLED的发光效率和稳定性,发光寿命达15万小时,是当时国内外报道的最高数据。

 

OLED产业化

 

OLED在国际上被视为LCD之后最有发展前景的新型显示技术,是国家重点支持的战略新兴产业之一。我国在发展CRTLCD产业时,走了一条技术引进的道路,导致我国显示产业长期处于被动状态。作为技术总负责人,邱勇致力于基于自主基础研究成果和技术突破实现OLED产业化。

带领团队于2002年建成了国内第一条OLED中试线,发展出了高纯OLED材料的制备工艺技术,有效降低了材料成本,材料纯度达到99.9%以上。开发了导电膜光刻、材料成膜等技术,简化了工艺步骤,解决了大面积有机薄膜均匀性问题。发明了耐高温的材料技术,器件工作温度从70度提高到100度,相关专利获北京市发明专利一等奖。发明了低驱动电压、高效率的透明器件技术,相关专利获中国专利优秀奖。在上述进展的基础上,2008年自主设计并建成国内第一条OLED大规模生产线。该生产线大量采用了自主技术,实现年产量超过1200万个器件,器件亮度、功耗等性能指标优于国外同类产品。产品占据了小尺寸OLED 50%以上的国内市场份额,进入全球产品出货量的前两位。发展出了满足航空航天和野战要求的OLED产品,具备了抗电磁干扰、抗振动、耐冲击、耐盐雾、耐高低温等特性,成功应用于“神七”舱外航天服和电台等军用装备上。将OLED技术应用于航天服在国际上是第一次。

 

 

 

 

奖励与荣誉

2013年当选为中国科学院院士

2011年国家技术发明奖一等奖

2010年中国专利奖金奖

2009年中国电子学会电子信息科学技术奖一等奖

2009年工业和信息化部信息产业重大发明奖

2009年周光召基金会“应用科学奖”

2008年工业和信息化部第六届国际发明展览会金奖和最佳发明奖

2007年教育部全国模范教师称号

2006年教育部“长江学者奖励计划”特聘教授

2006年北京市总工会首都劳动奖章

2006年北京市总工会教育创新标兵

2003年国家自然科学基金委员会国家杰出青年科学基金获得者

2003年共青团中央、全国青联第六届中国青年科技创新优秀奖

2003年中国真空学会真空技术成就奖

2001年教育部跨世纪优秀人才培养计划

学术成果

代表性论文:

 

1. Ma, D.; Duan, L.*; Wei, Y.; He, L.; Wang, L.; Qiu, Y*. Increased phosphorescent quantum yields of cationic iridium(iii) complexes by wisely controlling the counter anions. Chemical Communications 2014, 50 (5), 530-532

2. Zhao, Y. L.; Duan, L.*; Dong, G. F.; Zhang, D. Q.; Qiao, J.; Wan, L. D.; Qiu, Y*. High-Performance Transistors Based on Zinc Tin Oxides by Single Spin-Coating Process. Langmuir 2013, 29 (1), 151-157

3.  Zhang, D. D.; Duan, L.*; Zhang, D. Q.; Qiao, J.; Dong, G. F.; Wang, L. D.; Qiu, Y*. Extremely low driving voltage electrophosphorescent green organic light-emitting diodes based on a host material with small singlet-triplet exchange energy without p- or n-doping layer. Organic Electronics 2013, 14 (1), 260-266

4. Li, H. Y.; Duan, L.*; Sun, Y. D.; Zhang, D. Q.; Wang, L. D.; Qiu, Y*. Study of the Hole and Electron Transport in Amorphous 9,10-Di-(2 '-naphthyl)anthracene: The First-Principles Approach. Journal of Physical Chemistry C 2013, 117 (32), 16336-16342

5. Hu, T.; He, L.; Duan, L.*; Qiu, Y*.Solid-state light-emitting electrochemical cells based on ionic iridium(III) complexes. Journal of Materials Chemistry 2012, 22 (10), 4206-4215

6. Duan, D. Q. Zhang, K. W. Wu, X. Q. Huang, L. D. Wang, and Y. Qiu* " .Controlling the recombination zone of white organic light-emitting diodes with extremely long lifetimes"Adv. Funct. Mater., 21(18)(2011), 3540-3545

7.Y. D. Sun, L. Duan, D. Q. Zhang, J. Qiao, G. F. Dong, L. D. Wang, and Y. Qiu*.A pyridine-containing anthracene derivative with high electron and hole mobilities for highly efficient and stable fluorescent organic light-emitting diodes”,Adv. Funct. Mater., 21(10)(2011), 1881-1886

8.L. Duan, J. Qiao, Y. D. Sun, and Y. Qiu* ".Strategies to Design Bipolar Small Molecules for OLEDs: Donor-Acceptor Structure and Non-Donor-Acceptor Structure," Advanced Materials 23(9) (2011), 1137-1144

9.Liang Chen, Guifang Dong, Lian Duan, Juan Qiao, Deqiang Zhang, Liduo Wang, andYong Qiu*.Positional Disorder-Induced Mobility Enhancement in Rapidly Cooled OrganicSemiconductor Melts. J Phys Chem C . 2010(114) 9056–9061

10.Kai Xie, Lian Duan, Deqiang Zhang, Juan Qiao, Guifang Dong,LiduoWang and Yong Qiu*. FAST TRACK COMMUNICATION Formation, confirmation and application of Li :Al alloy as an electron injection layer with Li3N as the precursor.J Phys D: Appl Phys . 2010 (43) 252001 (1-4)

11.Lei He, Lian Duan, Juan Qiao, Deqiang Zhang, Guifang Dong, Liduo Wang, Yong Qiu *.Efficient solution-processed electrophosphorescent devices using ionic iridium complexes as the dopants.Organic Electronics.200910152–157

12.Liang Chen, Juan Qiao , Junfeng Xie, Lian Duan, Deqiang Zhang, Liduo Wang, Yong Qiu*.Substituted azomethine–zinc complexes: Thermal stability, photophysical,electrochemical and electron transport properties. Inorganica Chimica Acta.2009(362)2327-2333

13.Yongduo Sun, Lian Duan, Peng Wei, Juan Qiao, Guifang Dong, Liduo Wang, and Yong Qiu*.An Ambipolar Transporting Naphtho[2,3-c][1,2,5]thiadiazole Derivative with High Electron and Hole Mobilities.Organic Letters.2009,11(10)2069-2072

14.Lei He, Juan Qiao, Lian Duan, Guifang Dong, Deqiang Zhang, Liduo Wang and Yong Qiu*.Toward Highly Efficient Solid-State White Light-Emitting Electrochemical Cells: Blue Green to Red Emitting Cationic Iridium Complexes with Imidazole-Type Ancillary Ligands. Advanced Functional Metierials . 2009192950-2960

15.Juan Qiao Lian Duan, Lingtian Tang, Lei He, Liduo Wang, and Yong Qiu*. High-efficiency orange to near-infrared emissions from bis-cyclometalated iridium complexes with phenyl-benzoquinoline isomers as ligands.J Mater Chem . 2009(19)6573-6580

16.Peng Wei, Lian Duan, Deqiang Zhang, Juan Qiao, Liduo Wang, Ruji Wang, Guifang Dong and Yong Qiu*.A new type of light-emitting naphtho[2,3-c][1,2,5]thiadiazole derivatives: synthesis, photophysical characterization and transporting properties. Journal of Materials Chemistry . 2008(18)806–818

17.Wei Wang, Guifang Dong, Liduo Wang, Yong Qiu*. Pentacene thin-film transistors with sol–gel derived amorphous Ba0.6Sr0.4TiO3 gate dielectric. Microelectronic Engineering . 2008(85) 414–418

18.Lei He, Lian Duan, Juan Qiao, Ruji Wang, Peng Wei, Liduo Wang, and Yong Qiu*.Blue-Emitting Cationic Iridium Complexes with 2-(1H-pyrazol-1-yl)pyridine as the Ancillary Ligand for Efficient Light-Emitting Electrochemical Cells. Advanced Functional Materials.2008182323-2131