Angew. Chem. :一种高度扭曲的咔唑稠合DABNA衍生物实现近40%EQE的橙红色OLED

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多重共振型(MR)热活化延迟荧光(TADF)材料由于其较窄发光谱带、优异的色纯度和媲美磷光材料的发光效率而被认为具有极大潜力应用于未来面向超高清显示的有机电致发光二极管(OLED)器件中。然而,目前MR-TADF材料的开发主要依赖于少数MR母核进行衍生,其发光光谱仅能相对于MR母核进行有限的调整。当前报道的MR-TADF材料的发光范围仍主要集中在蓝绿光区域,能在器件中实现橙红/红光发光的MR-TADF材料极其少见。因而,如何通过简单的分子设计策略对MR母核进行衍生,使其能在实现较大光谱红移的同时,保持MR-TADF的主要特性,仍然是当前MR-TADF材料发展中面临的重要挑战。除此之外,当前MR-TADF材料往往具有较高的浓度敏感性,这也是其生产制备中面临的主要问题之一。



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为此,苏州大学的张晓宏教授、王凯副教授与香港城市大学的李振声教授合作,以经典的MR母核DABNA为基础,提出了一种将咔唑稠合到DABNA框架中的新策略,并以此构建了一种具有超高效率的橙红光MR-TADF材料TCZ-F-DABNA。

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引入外围咔唑与DABNA母核稠合的分子设计策略在基本保持MR特征前线轨道分布的同时,有效地增加了分子共轭,缩小了能隙。因而,与母核DABNA相比,TCZ-F-DABNA在保持较窄的发光谱带(半峰宽为0.15 eV)的同时,在溶液中实现了较大的发射光谱红移(96 nm)。基于8 wt % TCZ-F-DABNA的掺杂薄膜,在变温瞬态发光光谱测试中展现出明显的TADF特征,并在室温下实现了接近100%的光致发光效率以及高达96%的水平偶极取向。

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最终,基于8wt%TCZ-F-DABNA掺杂的OLED器件实现了发光峰为588 nm的橙红光电致发光和接近40%的外量子效率。这是当前发光峰值在560 nm以上的OLED器件的最高效率。此外,TCZ-F-DABNA的高度扭曲的分子结构有效抑制了分子间密堆积倾向,降低了激子淬灭几率,因而其在较高掺杂浓度(30 wt%)下仍然能实现超过30%的器件外量子效率。


这项工作不仅为具有优异性能的橙红光MR-TADF发光材料提供了新的备选,而且还提供了一种基于MR母核进行大范围红移的新型分子修饰策略,为设计和发展高效橙红光MR-TADF材料提供了崭新思路。

文信息

A Highly Twisted Carbazole-Fused DABNA Derivative as an Orange-Red TADF Emitter for OLEDs with Nearly 40 % EQE

Ying-Chun Cheng, Xiao-Chun Fan, Feng Huang, Xin Xiong, Jia Yu, Dr. Kai Wang, Prof. Chun-Sing Lee, Prof. Xiao-Hong Zhang

文章的第一作者是苏州大学的博士研究生程迎春。


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202212575




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