华南理工大学苏仕健AOM:用于 OLEDs 窄带蓝色热激活延迟荧光发射体的新型含硒螺环供体的设计

文摘   2024-12-30 13:02   福建  


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原文链接:10.1002/adom.202402822


实现高效窄带深蓝色发射对有机发光二极管 (OLEDs) 具有重要意义。

近日,华南理工大学苏仕健团队设计了一种新型含硒螺环吖啶供体 DspiroSe,用于构建高效蓝色发射体。DspiroSe 的螺环结构有助于抑制聚集引起的猝灭,而硒原子则提供重原子效应。通过将 DspiroSe 以不同的连接策略连接到多共振骨架上,获得了两种同分异构发射体 sSeDDBN 和 PsSe-DABNA,它们有望成为蓝色 OLEDs 的候选材料。请注意,DspiroSe 的不同连接方法使得发射光谱从天蓝色调整到深蓝色,其中 PsSe-DABNA 表现出特殊的深蓝色发射,其特征是溶液中的半峰全宽为 18 nm,峰值波长为 445 nm。 sSeDDBN 和 PsSe-DABNA 在薄膜中均表现出超过 90% 的高光致发光量子产率,使用它们作为发射体的 OLEDs 分别实现了 26.5% 和 14.6% 的最大外部量子效率 (EQEmax)。通过使用 TADF 辅助主体,sSeDDBN 的 EQEmax 进一步提高到 28.5%,PsSe-DABNA 的 EQEmax 提高到 19.1%。值得注意的是,基于 PsSe-DABNA 的 OLEDs 表现出优异的色纯度,国际照明委员会坐标为 (0.145, 0.052),非常接近 BT.2020 蓝色标准。相关研究成果发表于《Adv. Optical Mater.》上


图文解析


方案1.发射体的分子设计概念和化学结构。


图 1. a) DspiroSe、sSeDDBN 和 PsSe-DABNA 的优化基态构型;b) 从分子动态轨迹中提取的分子堆积模式;c,d) sSeDDBN 和 PsSe-DABNA 的计算 NTO 和能级图;e,f) sSeDDBN 和 PsSe-DABNA 的 S1→S0 跃迁的 Huang-Rhys 因子(插图代表各自的振动模式以及优化的 S1 和 S0 几何之间的 RMSD)。


图 2. 稀甲苯溶液(10-5 m)中 a) sSeDDBN 和 b) PsSe-DABNA 的紫外可见吸收和 PL 光谱。


图 3. a、b) PPF 基质(5 wt.%)中 sSeDDBN 和 PsSe-DABNA 掺杂薄膜的稳态 PL 光谱。c、d) PPF 基质(5 wt.%)中 sSeDDBN 和 PsSe-DABNA 掺杂薄膜的瞬态 PL 衰减曲线。


图4. a) 器件结构和能级图;b) 相应OLED的EQE-亮度曲线和EL光谱;c) 电致发光的CIE坐标;d) 器件的J–V–L特性。


图 5. a) PsSe-DABNA 和 sSeDDBN 的紫外可见吸收光谱以及甲苯溶液中 TDBA-Ac 的 PL 光谱;b) 具有 ITO/HAT-CN(5 nm)/TAPC(30 nm)/TCTA(10 nm)/mCP(10 nm)/PPF:25 wt.% TDBA-Ac:3 wt.% sSeDDBN 或 10 wt.% PsSe-DABNA(30 nm)/PPF(10 nm)/TmPyPB(40 nm)/LiF(1 nm)/Al(120 nm)结构的敏化装置的 EQE 与亮度曲线(插图:EL 光谱)。


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