三元蓝光TADF材料xtBCznPO3-nTPTZ和tBCzPO2TPTZ,ptBCzPO2 TPTZ的设计与合成

课题组提出一种“第二受体策略”来实现具有“全激子辐射”特性的蓝光TADF材料。

在咔唑(Carbazole, Cz)-三苯基三嗪(Triphenyltriazine, TPTZ)这个传统的二元D-A型TADF体系中我们引入二苯基膦氧(Diphenylphosphine oxide, DPPO)基团作为第二受体,从而构建了一系列的三元蓝光TADF材料xtBCznPO3-nTPTZ。通过改变咔唑和DPPO基团的数量和比例,对ICT效应进行了系统的调控。DPPO基团的引入使得分子的发光峰红移了30 nm,至485 nm附近,仍然对应于天蓝光发射。

同时,与二元母体相比,xtBCznPO3-nTPTZ的延迟荧光发射明显增强。进一步对TADF关键跃迁过程的细致分析表明,在细致调整DPPO基团的修饰位置和数量,从而实现ICT效应后,tBCzPO2TPTZ表现出显著提升的TADF特性,其单重态辐射跃迁速率()增加了整整1个数量级,同时单重态()和三重态非辐射跃迁速率()显著降低了5倍。尤其是其RISC效率(fRISC)达到了100%,这为克服ISC过程在速率上的优势,促进100%的三重态-单重态激子转化提供了条件。全面优化的TADF跃迁特性使得tBCzPO2TPTZ具备了实现“全激子辐射”的潜力。仅通过一个三层的简单结构,以tBCzPO2TPTZ为客体制备的天蓝光TADF器件实现了2.9 V的启亮电压。在100 和1000 cd m-2下驱动电压也仅为4.4和6.4 V。同时,器件的外量子效率(External Quhaitum Efficiency, EQE)接近30%。与二元母体相比,tBCzPO2TPTZ的器件效率跃升了5倍,成为迄今报道的少数几个低压高效蓝光TADF染料之一

三元蓝光TADF材料xtBCznPO3-nTPTZ和tBCzPO2TPTZ,ptBCzPO2 TPTZ的设计与合成

使用他们之前报道的高效蓝光TADF分子ptBCzPO2TPTZ为主体(DOI: 10.1002/adma.201804228),

以黄光TADF材料4CzTPN-Bu为客体,成功构建了具有高发光效率和可控激子分配的单掺杂白光体系。这得益于:(1)ptBCzPO2TPTZ和4CzTPN-Bu均具有高效TADF发光性质,尤其是ptBCzPO2TPTZ,其光致发光量子产率(Photoluminescence Quhaitum Yield, PLQY)和蓝光器件EQE分别达到96%和28.9%;

(2)ptBCzPO2TPTZ和4CzTPN-Bu所具有的叔丁基和膦氧等位阻基团,可有效抑制分子间相互作用导致的猝灭效应和DET;(3)ptBCzPO2TPTZ的前线轨道与4CzTPN-Bu错开,二者间的能级失配有效抑制了4CzTPN-Bu对激子的直接捕获,转而通过CT实现三重态激子分配。

以ptBCzPO2TPTZ:x% 4CzTPN-Bu为单掺杂单发光层的WOLED可以实现对白光颜色从冷白光(x% = 1.0%)、纯白光(x% = 1.5%)至暖白光(x% = 2.0%)的连续调节,其CIE色坐标和色温均与标准光源D75、D50和A相符,具有极高的白光色纯度。在1000 至10000 cd m-2的亮度变化范围内,电致发光光谱色坐标基本保持不变,表现出优异的光谱稳定性。同时,上述三种白光器件的EQE均超过20%。

三元蓝光TADF材料xtBCznPO3-nTPTZ和tBCzPO2TPTZ,ptBCzPO2 TPTZ的设计与合成

我们提供金属配合物,热激活延迟荧光(TADF)材料,聚集诱导延迟荧光(AIDF)材料,聚集诱导发光AIE材料的定制合成

蓝光分子P-Ac95-TRZ05

3DpyM-pDTC

线型长形分子PM-SBA

基于咔唑的高三线态的空穴传输材料ETCz2和PHCZ2

空穴传输材料NPVCz、DPPVCz和DNPVCz

29Cz-BID-BT

39Cz-BID-BT

9CzFDPESPO     

基于咔唑的TADF客体材料

AQ-DTBu-Cz

2BPy-mDf

MCz-XT

TXO-PhCz

1-BuCz-DBPHZ

AcCz-2TP

PyCN-TC

IndCzpTr-1蓝光TADF材料

IndCzpTr-2蓝光TADF材料

3,7-DPTZ-DBTO2

TADF分子SFI34oTz

TADF分子SFI34mTz

TADF分子SFI34pTz

TADF分子SFI34PhTz

TADF分子SFI23mTz

TADF分子SFI23pTz

TADF分子SFI12pTz