大连理工李久艳团队: 实现具 BT.2020 色域高性能深蓝色 OLED

学术   2025-01-15 11:45   英国  

研究背景

超高清显示技术的日新月异,对有机发光二极管 (OLED) 的色彩纯度提出了更高的要求,达到严格的 BT.2020 色彩标准成为发光材料和器件的理想目标。

硼氮稠环芳烃的多重共振热活化延迟荧光 (MR-TADF) 材料因其窄带发射特性和卓越的色纯度而备受关注。然而,现有 MR-TADF 材料在反系间窜越 (RISC) 效率上仍面临挑战,因此,研制符合 BT.2020 标准的高效率深蓝色 MR-TADF 材料仍是该领域的一项重大任务。

研究内容

近日,大连理工大学李久艳教授团队在氮/硼/氧 (N/B/O) 三元掺杂的不对称 MR 骨架中,将电子给体螺吖啶 (SAF) 引入氧原子和硼原子的对位,制备了两种新型 MR-TADF 材料:NBO-mSAFNBO-pSAF
  • 图 1. NBO-mSAF 和 NBO-pSAF 的分子设计策略
研究表明,SAF 凭借其适当的给电子能力和刚性的螺环结构,有效地诱导了长程电荷转移三重态 (3LRCT),从而加速了 RISC 过程。此外,1LRCT 态相对于 N/B/O 核的短程电荷转移单重态 (1SRCT) 处于较高能级,实现 1SRCT 态与 1LRCT 态共存,确保了分子保持 MR 的窄带发射特性。
  • 图 2. NBO-mSAF 和 NBO-pSAF 的光物理性质

研究表明,两种发射体 NBO-mSAF 和 NBO-pSAF 均展现出深蓝色窄带光谱和高达 3.4×105 s-1 的 RISC 速率常数。在以 DMAC-DPS 作为敏化剂和 PPF 作为主体的超荧光 (HF)-OLED 中,分别实现了 26.7% 和 25.2% 的最大外量子效率 (EQEmax) 和高亮度下较低的效率滚降。

  • 图 3. 以 DMAC-DPS 为敏化剂的 HF-OLED 器件性能
有趣的是,在仅使用单一双极性主体 26DCzPPy 而没有敏化剂的传统器件中,NBO-mSAF 实现了更高的 EQEmax (29.5%) 和 CIE 坐标 (0.128, 0.114),NBO-pSAF 实现了 EQEmax (20.5%) 和接近 BT.2020 蓝色标准的 CIE 坐标 (0.147, 0.048),该效率值在所有已报道的 CIEy 值接近或满足 BT.2020 蓝色标准 (0.046) 的 N/B/O 型 MR-TADF 发射体中表现突出。

  • 图 4. 以 26DCzPPy 为主体的器件性能

这项研究不仅为深蓝色 OLED 技术的发展提供了新的设计策略,而且通过精确调控分子结构与激发态能级,实现了高效率和高色纯度的双重目标。该成果以“Donor-Modified Asymmetric N/B/O Multi-Resonance TADF Emitters for High-Performance Deep-Blue OLEDs with BT.2020 Color Gamut” (《通过外围给体修饰 N/B/O 型 MR-TADF 发射体实现具有 BT.2020 色域的高性能深蓝色 OLED》) 为题,发表在英国皇家化学会期刊 Chemical Science 上。

论文信息

  • Donor-Modified Asymmetric N/B/O Multi-Resonance TADF Emitters for High-Performance Deep-Blue OLEDs with BT.2020 Color Gamut
    Jing Jin, Zhaolong He, Di Liu* and Jiuyan Li*刘迪李久艳,大连理工大学)
    Chem. Sci., 2024, 15, 18135–18145
    https://doi.org/10.1039/D4SC04896B

作者简介

晋静 博士研究生
大连理工大学

本文第一作者,大连理工大学化学学院 2024 级博士研究生,研究方向为有机电致发材料合成、器件制备及相关性能研究。







李久艳 教授
大连理工大学

本文通讯作者,大连理工大学教授,博士生导师。获中科院理化技术研究所博士学位,曾在香港城市大学和德国马普高分子研究所做博士后,2005 年入职大连理工大学化工学院,从事有机光电功能材料与器件研究。入选教育部“新世纪优秀人才”支持计划、辽宁省百千万人才工程(千人层次)。已承担国家自然科学基金、联合基金重点项目等项目十余项,在 Adv. Mater., Adv. Funct. Mater., Angew. Chem. Int .Ed., Chem. Eng. J., Chem. Sci. 等国际期刊上发表学术论文 100 余篇。

期刊介绍

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Chem. Sci.

2-年影响因子*7.6
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* 2023 Journal Citation Reports (Clarivate, 2024)

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