华南理工大学赵祖金,南洋理工大学Zeyan Zhuang:基于空间电荷转移分子实现高效窄谱紫色有机发光二极管

文摘   2025-01-08 19:16   福建  

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原文链接:10.1021/acsmaterialslett.4c02232

紫色有机发光二极管 (OLED) 有望应用于高级领域,但同时实现高效率和高色纯度仍然具有挑战性。

近日,华南理工大学赵祖金,南洋理工大学Zeyan Zhuang团队通过建立空间电荷转移 (TSCT) 框架提出了一种合理的紫色发射体设计,该框架可增强高能级反向系间窜越 (hRISC),从而有效利用三线态激子。两种 TSCT 发射体 BO-MX-ICz tBO-MX-ICz 采用弱供体和受体定制,通过 9,9-二甲基氧杂蒽以面对面堆叠方式桥接。这些发射体表现出窄紫色光致发光 (PL) 和高效率。它们的 OLED 表现出高色纯度的紫色电致发光 (EL),峰值为 406 408 nm,半峰全宽 (fwhm) 25 nm,最大外部量子效率 (ηext,maxs) 分别为 4.61% 5.03%。此外,作为绿色多谐振 (MR) 发射体的主体,它们可提供窄 EL 光谱和出色的 ηext,maxs,最高可达 34.36%。这种分子策略可以推动光电器件高性能短波长发射体的发展。相关研究成果发表于《ACS Materials Lett》上

图文解析

1. (A) BO-MX-ICz tBO-MX-ICz 的化学结构和 (B) 晶体结构。为了清晰起见,省略了氢原子。(C) 基于单晶结构的 BO-MX-ICz tBO-MX-ICz Hirshfeld 分割 (IGMH) 分析的独立梯度模型。

2. (A) 甲苯溶液 (10−5 M) BO-MX-ICz tBO-MX-ICz 的吸收和 PL 光谱以及在 300 K 下测量的掺杂薄膜中的 PL 光谱。(B) 77 K 下测量的掺杂薄膜中的 BO-MX-ICz tBO-MX-ICz 的荧光和磷光光谱。(C) 掺杂薄膜中 BO-MX-ICz 的温度相关瞬态 PL 衰减光谱。稳态和瞬态 PL 光谱的激发波长为 340 nmBO-MX-ICz 的掺杂浓度为 mCP 中的 5 wt%tBO-MX-ICz 的掺杂浓度为 mCBP 中的 5 wt%

3. (A) BO-MX-ICz tBO-MX-ICz 在最佳 S0 几何结构下的前沿分子轨道分布和 (B) BO-MX-ICz 在最佳 S1 几何结构下的电子-空穴和 Cele-Chole 分析。蓝色,空穴;绿色,电子。(C) BO-MX-ICz tBO-MX-ICz 在最佳 S1 几何结构下的单线态和三线态能级以及 SOC 矩阵元素。

 4. (A) 基于 BO-MX-ICz tBO-MX-ICz OLED 的器件结构和能级以及功能层的化学结构。(B) 基于 BO-MX-ICz tBO-MX-ICz OLED 5 V 下的 EL 光谱、(C) 外部量子效率-亮度、(D) 亮度-电压-电流密度和 (E) CIE 色坐标的图。对于 BO-MX-ICzEML mCP 中的含量为 5 wt%,对于 tBO-MX-ICzEML mCBP 中的含量为 5 wt%B 插图:基于 BO-MX-ICz(左)和 tBO-MX-ICz(右)的 OLED 照片。

5. (A) MR 发射器的分子结构。(BD) MR OLED 的外部量子效率随亮度变化的曲线,以及 (CE) MR OLED 的亮度和电流密度随电压变化的曲线。B D 平面中的插图:EL 光谱是在 1000 cd m −2 下记录的。

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