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祝贺张跃威博士关于窄光谱绿光TADF材料文章发表于Angew Chemie杂志!
发布时间:2019-10-13

基于多重共振诱导的热活化延迟荧光的窄带绿光OLED

具有窄带发射的全色发光材料对于高分辨率显示器至关重要。虽然无机镓氮化物、量子点、有机-无机杂化钙钛矿发光二极管(LED)能够在全光谱范围内实现半峰宽(FWHM)小于30 nm的高色纯度发光,但是其高成本、差重复性以及弱稳定性等问题仍没有很好地解决。作为对比,目前已经商用的有机LED(OLED)材料由于受分子基态与激发态之间的振动耦合以及激发态的结构弛豫制约,其FWHM通常大于40 nm。特别是备受瞩目的第三代OLED材料——热活化延迟荧光(TADF)材料,因为其显著的分子内电荷转移(ICT)特征,FWHM更是高达70-100 nm。

为了解决TADF材料发光光谱较宽的问题,关西学院大学Takuji Hatakeyama研究团队创造性地提出了多重共振效应的TADF(MR-TADF)材料设计策略:基于硼和氮原子的多重共振效应引起最高占有和最低未占分子轨道在不同原子上的显着定位,在减弱基态(S0)和单重激发态(S1)之间电子耦合的同时,实现较小的S1和三重激发态(T1)能级差。基于此类材料的OLED器件均表现出高色纯度(FWHM<30 nm)和高效率(最大外量子效率>20%)的优点。然而,由于外围取代基对MR-TADF分子前线轨道贡献较少,因此很难通过简单引入外围取代基的方法对材料的发光颜色进行调控(其光色一直局限在蓝光-深蓝光区域),限制了其在全光谱高分辨显示的进一步应用。

基于此,我们通过合理的分子结构设计:略微增大共轭骨架、外围引入给/吸电子基团等,成功构建了MR-TADF材料颜色调控的策略。其中,吸电子基团的引入能够增强化合物的ICT特性,在保持较小FWHM的同时,使发光颜色有效地红移到绿光区域。根据此原则,我们首次报道了一系列光致发光效率高于90%、FWHM小于25 nm的绿光MR-TADF材料,相应的窄带绿光OLED器件的最大外量子效率、功率效率和CIEy分别为22.0%,69.8 lm/W和0.60,并且具有良好的稳定性。该工作为高色纯度、高效率、全光谱覆盖的MR-TADF材料提供了一种新的设计思路,并具有一定的应用前景。相关结果发表在Angew. Chem. Int. Ed. 上(2019, 10.1002/ange.201911266)。

 


文章情况

Yuewei Zhang, Dongdong Zhang, Jinbei Wei, Ziyang Liu, Yang Lu and Lian Duan. Multi-Resonance Induced Thermally Activated Delayed Fluorophores for Narrowband Green OLEDs. Angew. Chem. Int. Ed., (DOI:10.1002/ange.201911266).