吉林大学路萍JMCC基于苊并吡嗪衍生物通过π桥结合的高效深红色有机发光二极管,具有热活化延迟荧光

文摘   2024-12-24 19:14   福建  

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原文链接:10.1039/d4tc04303k


深红色发光体在有机发光二极管 (OLED)、夜视、电信、生物成像和光动力疗法等应用中前景广阔。然而,根据能隙定律,这些红色荧光分子通常具有较大的非辐射内部转换率。因此,迄今为止,发射波长超过 640 nm 的有机荧光材料仍然非常有限。

近日,吉林大学路萍团队通过将电子供体(例如 9,9-二苯基-9,10-二氢吖啶 (DPAC) 和 9,9-二甲基-9,10-二氢吖啶 (DMAC))连接到电子受体苊并吡嗪 (AP) 上,设计和合成了两种热活化延迟荧光 (TADF) 发光体。供体和受体的高分子刚性抑制了通过非辐射内转换的能量损失,而桥接苯的引入增加了 HOMO 和 LUMO 重叠。因此,DMAC-AP 和 DPAC-AP 的组合表现出较小的 DEST 和快速的反系间窜越。通过对 OLED 的精细优化,它们均在 640 nm 处表现出深红色发射,最大外部量子效率超过 14%。这项工作为获得高效的深红色发光材料提供了一种有效的策略,也丰富了对 TADF 材料的认识。相关研究成果发表于《J. Mater. Chem. C》上


图文解析


方案 1 合成路线。(a)冰醋酸,125 ℃,8 小时;(b)CuI、反式-1,2-环己二胺、叔丁醇、甲苯,110 ℃,24 小时;(c)Pd(dppf)Cl2、KOAc、1,4-二氧六环,85 ℃,72 小时;(d)Pd(PPh3)4、K2CO3、甲苯/水,90 ℃,36 小时。所有反应均在氮气氛围下进行。


图1 DPAC–AP和DMAC–AP的(a)DSC曲线和(b)TGA曲线。


图2 DPAC–AP和DMAC–AP单线态/三线态能级及HOMO/LUMO分布的理论计算。


图 3 (a)DPAC–AP 的化学结构;(b)和(c)以 50% 概率水平绘制的 DPAC–AP 单晶结构和热椭球图;(d)聚集二聚体 P1 的堆积结构。(e)聚集二聚体 P2 的堆积结构;(f)和(g)单晶中 DPAC–AP 的堆积结构(CCDC 编号 2377927)。


图 4 (a) DMAC–AP 的化学结构;(b) 和 (c) DMAC–AP 的单晶结构;(d) 和 (f) DMAC–AP 在单晶中的堆积图案(CCDC 编号 2377926)。


图 5 (a) 稀甲苯中的吸收和 PL 光谱;(b) 溶剂化对 DPAC-AP 和 DMAC-AP PL 光谱的影响;(c) 和 (d) 在 100-300 K 下测量的 CBP 掺杂薄膜中 DPAC-AP 和 DMAC-AP 的温度相关瞬态 PL 衰减。


图6 (a)器件图及器件所用材料的化学结构;(b)外量子效率曲线;(c)亮度电压电流密度曲线;(d)DPAC-AP和DMAC-AP掺杂器件的功率效率和电流效率曲线。


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