一种深红色TADF发射体pCNQ-TPA的定制合成

一种深红色TADF发射体pCNQ-TPA的定制合成

热活化延迟荧光(Thermally activated delayed fluorescence, TADF)发射体由于其电荷转移(charge trhaisfer,CT)激发态,通常具有较宽的发射峰,半峰宽>100 nm。因此,如何同时实现高的发光效率和高色纯度是发展深红光TADF材料所面临的严峻挑战。

科研人员提出通过优化分子内和分子间CT作用,同时依赖提高水平极化子比例来提高超高清深红光OLED的外量子效率(External quhaitum efficiency, EQE)。他们报道了一种深红色TADF发射体pCNQ-TPA,结构中包含一个5,8-二氰基喹啉(pCNQ)受体和两个邻位取代的三苯胺(TPA)给体
5,8-位置取代的氰基宽化了pCNQ受体的共轭面,其面积与四面体的TPA基团相当,从而使得分子间的相互作用可以被精确地调节。TPA和pCNQ之间的二面角受到分子内氢键的限制,导致其分子宽度和长度分别是高度的3倍和4倍,使得分子具有合适的平面性结构。
由于首尾交替的堆积模式和给受体间的相互作用,pCNQ-TPA分子形成了两种二聚体单元:一种是由相邻的三苯胺与喹喔啉之间的C-H…N分子间氢键形成的;另一种是基于分子边缘到质心的π-π堆积,以及弱的TPA与氰基间氢键造成的。因此,通过相邻分子的给受体相互作用来促进分子间CT通道,具有准平面构型的pCNQ-TPA分子将有利于提高水平发射偶极子取向比,却可以有效避免过强的分子间π-π堆积和聚集。
通过调节发射体pCNQ-TPA在CBP主体中的掺杂浓度,分子内和分子间的电荷转移得以平衡,同时提高了发光颜色饱和度和TADF辐射效率,并改善了聚集诱导猝灭。在50%的掺杂浓度时,pCNQ-TPA获得了高达90%的PLQY,发射波长位于691 nm。准平面的结构进一步赋予了pCNQ-TPA发射体更高的水平极化子比例,光输出耦合比率提高到0.34。
因此,基于50%pCNQ-TPA掺杂的OLED显示出CIE色坐标为(0.69,0.31)的深红光发射,实现了高达30.3%EQE,并且在1000 cd m-2下,EQE仍然高达19.5%。这是迄今为止在深红TADF-OLED中报道的最高值,也是可用于Rec.2020色域的超高清显示的最优红色TADF器件性能。本工作不仅推动了基于TADF的超高清显示应用,还为有机给受体固态的CT态提供了新的见解和理论。

一种深红色TADF发射体pCNQ-TPA的定制合成

图1. 接近Rec.2020色域的高效红光客体pCNQ-TPA的分子结构和性能。图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.

上海金畔生物科技有限公司提供金属配合物,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

含S,S-二氧-二苯并噻吩单元的红光磷光主体材料pCzFSO

双极传输材料mCDtCBPy

基于氮杂环受体的新型热活化延迟荧光材料oDBT-DRZ

mTE-DRZ

呈TADF发光特性的oTE-DRZ

oPXT-DRZ

3oTE-DRZ

TADF染料BFCZPZ1

BTCZPZ1

TADF分子:5-二甲基吖啶基-2,2-二甲基-1,3-茚二酮(IDYD)

5-吩噁嗪基-2,2-二甲基-1,3-茚二酮(IDPXZ)

5,6-二吩噁嗪基-2,2-二甲基-1,3-茚二酮(ID2PXZ)

基于芳香酮的热致延迟荧光材料AnMPXZ,AnMCz、AnMtCz、AnMDPA

黄光TADF材料(4-(10H-phenoxazin-10-yl)phenyl)(haithracen-9-yl)methhaione(AnMPXZ)

单分子白光材料(4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)(haithracen-9-yl)methhaione(AnMCz)

haithracen-9-yl(4-(3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl)phenyl)methhaione(AnMtCz)

haithracen-9-yl(4-(diphenylamino)phenyl)methhaione(AnMDPA)

主链給体/侧基受体型共轭聚合物PAPTF、PAPCC、PAPTC