鄭佑軒和左景林課題組基于新型熱致延遲熒光的研究取得新進(jìn)展
有機(jī)電致發(fā)光器件（OLED）是目前廣泛應(yīng)用于顯示的技術(shù)，但是目前商用的OLED中藍(lán)色像素采用的仍然是低效率熒光材料。而熱致延遲熒光（TADF）是利用較小單線態(tài)能級(jí)和三線態(tài)能級(jí)差引起的快速反系間躍遷，從而使純有機(jī)小分子實(shí)現(xiàn)100%內(nèi)量子產(chǎn)率的一項(xiàng)新技術(shù)，較易實(shí)現(xiàn)深藍(lán)光。因此，開發(fā)新的高效、高色純度的藍(lán)光TADF-OLED是目前該領(lǐng)域研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。
最近，南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院配位化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的鄭佑軒教授、左景林教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)與南京工業(yè)大學(xué)孟鴻教授和黃維院士帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)合作，設(shè)計(jì)了一種新的共振增強(qiáng)策略，對(duì)基于協(xié)同共振效應(yīng)的熱致延遲熒光進(jìn)行了進(jìn)一步的拓展和優(yōu)化，最終得到了一例具有高效率和高色純度的藍(lán)光TADF-OLED，而以該材料為主體材料制備的磷光OLED器件也獲得了較低的啟動(dòng)電壓和不錯(cuò)的效率表現(xiàn)。該工作以“Peripheral amplification of multi-resonance induced thermally activated delayed fluorescence for highly efficient OLEDs”為題，在線發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed.上(2018, 10.1002/anie.201806323)，并被主編選為"Hot Paper"。碩士生梁嘯是論文第一作者，博士生晏志平、韓華博和專職科研人員吳正光博士共同參與完成了此項(xiàng)工作。
基于協(xié)同共振效應(yīng)的熱致延遲熒光材料具有高色純度和高效率的優(yōu)點(diǎn)，但是分子設(shè)計(jì)較為局限，并且合成困難，同時(shí)以該類材料制備的器件效率滾降較為嚴(yán)重，因此該類材料目前僅有2016年一篇文獻(xiàn)報(bào)道。在本研究工作中通過外圍咔唑基團(tuán)的引入，在合成路線上可以實(shí)現(xiàn)簡單的一步脫氫上硼關(guān)環(huán)化，簡化了該類化合物的合成路線，拓寬了分子設(shè)計(jì)的可能性。并且，由于外圍咔唑的引入，促進(jìn)了分子HOMO-1的參與，在增強(qiáng)分子輻射躍遷強(qiáng)度的同時(shí)，并不會(huì)損害中心B-N骨架的共振平衡，光致發(fā)光效率高達(dá)97%，從而實(shí)現(xiàn)了更高的器件最大亮度（16 593 cd/m2）、極高的器件外量子效率（32.1%）以及更低的器件效率滾降，同時(shí)保持了很高的色純度（半峰寬26納米）。以該材料為主體制備的磷光OLED器件同樣表現(xiàn)出較高的性能，并且得益于該類材料優(yōu)秀的載流子注入能力和器件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，使器件的驅(qū)動(dòng)電壓得到了大幅的降低。該工作為這類高色純度高效率的TADF材料的設(shè)計(jì)提供了一種新的設(shè)計(jì)和合成策略，并具有一定的應(yīng)用前景。
本項(xiàng)研究得到了國家自然科學(xué)基金(51773088, 21631006)、中國-巴基斯坦聯(lián)合基金(5161101159)和國家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目( 2018YFA0306004)的資助支持。
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