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作为最容易获得的 N-杂环卡宾 (NHC),咪唑卡宾传统上被排除在 TADF 造币金属卡宾-金属-胺 (CMA) 复合物的设计之外,因为它们具有高位未占据π轨道,导致暗的配体间电荷转移 (ICT) 状态。
在这项工作中,与强电子给体吖啶配体合作,制备了一系列以咪唑卡宾为特征的 CMA 复合物,表现出所需的蓝色热活化延迟荧光 (TADF),光致发光 (PL) 量子产率 (ΦPL) 接近 1,发射衰减寿命短至 1.0 μs。S1和 T1 之间的小能量差 (ΔEST) 约为 100 meV,S1的高辐射衰减率约为 1 × 107 −108 s −1,这些因素促成了良好的 TADF 行为。基于 Cu(I) 发射极的溶液处理蓝色 OLED 显示出超过 8.0% 的外部量子效率 (EQE),证明了在 TADF CMA 发光体设计中使用咪唑鎓卡宾的实用性。相关研究成果发表于《Chem. Mater.》上。
图文解析
图 1. 以咪唑鎓 NHC(dipp = 2,6-二异丙基苯基,前线分子轨道 (FMO) 的能量由实验确定;ESI 获取详细数据)为特征的 TADF CMA 复合物的分子设计原理。
图 2. (a) IPrCuDPAC(左)、SIPrCuDPAC(右);(b) 具有不同金属离子的SIPrMDPAC;以及 (c) 晶胞中 SIPrCuDMAC 的两种构象异构体的单晶结构。为清晰起见,省略了 H 原子和 dipp 部分。
图 3. (a) SIPrCuDPAC 中选定的前沿 MO(HOMO:蓝色,LUMO:红色,LUMO + 4:棕色)的图。(b) SIPrCuDPAC中 S0 → S1 跃迁的 NTO 分析(绿色为空穴 NTO,黄色为电子 NTO)和跃迁密度(紫色)。(c) 稀甲苯溶液中 CMA 复合物的吸收光谱。
图 4. (a) 掺杂 PS 薄膜中 CMA 复合物的发射光谱。(b) SIPrMDPAC 复合物中配体旋转的弛豫势能表面扫描,步长为 15°。
图 5. (a) 1 wt % 掺杂 PS 膜中 SIPrCuDMAC 、SIPrCuDPAC 和 SIPrAuDMAC随温度变化的发射衰减寿命。样品用 405 nm 的脉冲激光激发,并在其发射最大值处检测到发射。符号为实验数据,虚线表示根据方程 1 的拟合结果。(b) 根据方程 2 对 220 至 310 K 范围内随温度变化的发射寿命数据进行拟合。
图 6. 基于 SIPrCuDMAC 的溶液处理 OLED 器件结构。(b) EQE 与电流密度的关系,插图显示 EL 光谱。(c) 电流密度和亮度随电压变化的图。
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