【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】 超高清、廣色域有機發(fā)光二極管(OLED)顯示技術正引領行業(yè)發(fā)展新趨勢，然而符合BT.2020色域標準的OLED產(chǎn)品仍然稀缺，開發(fā)高色純度發(fā)光材料體系及相關技術將成為推動OLED產(chǎn)業(yè)升級的關鍵。其中，藍光材料的設計開發(fā)面臨著很大挑戰(zhàn)，尤其是其色純度、器件效率、效率滾降、穩(wěn)定性等難以兼顧。
 

　　中國科學院福建物質(zhì)結構研究所研究員盧燦忠課題組提出并闡述了多通道電荷轉(zhuǎn)移(MPCT)激發(fā)態(tài)的構筑與調(diào)控策略，開發(fā)出一類基于可調(diào)控MPCT激發(fā)態(tài)的深藍光熱活化延遲熒光(TADF)材料。
 

　　該研究以C1-N鍵連的雙咔唑衍生物為多功能電子給體(D1-D2)，以多重共振型硼氧稠環(huán)為電子受體(A)，設計合成了一類D1-D2-A型TADF分子。理論和實驗結果表明，這種三維分子結構可以構建包括空間電荷轉(zhuǎn)移、化學鍵電荷轉(zhuǎn)移和多重共振電荷轉(zhuǎn)移在內(nèi)的多通道電荷轉(zhuǎn)移激發(fā)態(tài)。通過調(diào)節(jié)D1和D2單元的相對和總體給電子強度，可以對激發(fā)態(tài)的躍遷組成和能級進行精準調(diào)控，最終實現(xiàn)高效藍光發(fā)射和較高的反向系間竄越速率。同時，由于剛性三維結構和外圍惰性基團叔丁基抑制分子間非輻射能量轉(zhuǎn)移，材料的發(fā)光濃度淬滅效應得到顯著抑制。
 

　　除了發(fā)光性能，該類材料還表現(xiàn)出優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。分子BO-BTC熱分解溫度達414?°C，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高達194?°C。以BO-BTC作為客體發(fā)光材料，實現(xiàn)了滿足BT.2020標準的高效深藍光OLED，器件最大外量子效率(EQEmax)為24.7%，色坐標為(0.156，0.038)，藍光指數(shù)超過232 cd A −1。值得注意的是，在20-50 wt%的寬摻雜范圍內(nèi)器件EQEmax均大于21%，展現(xiàn)出很小的濃度淬滅。同時，由于具有較高的反向系間竄越速率，BO-BTC還可以作為敏化劑使用，以BO-BTC作為窄譜帶藍光客體v-DABNA的敏化劑所制備的敏化藍光器件EQEmax達37.9%，色坐標為(0.118，0.106)，藍光指數(shù)高達308 cd A −1。
 

　　基于BO-BTC的藍光OLED，無論是作為發(fā)光客體還是敏化劑，器件效率和色純度在同類器件中均表現(xiàn)突出，展現(xiàn)出應用潛力。研究結果表明，通過合理設計D1-D2-A型分子結構來構建和調(diào)控MPCT激發(fā)態(tài)，能夠有效解決深藍光TADF材料設計中發(fā)光效率、色純度和反向系間竄越速率難以平衡的關鍵問題。這種分子設計策略允許給受體在類型和數(shù)量上的多樣化組合，為開發(fā)超高清顯示所需的高性能深藍光材料提供了新的研究思路。
 

　　相關研究成果以Thermally Activated Delayed Fluorescence Materials Featuring Multi-Pathway Charge Transfer for High-Efficiency BT.2020-Compliant Deep-Blue OLEDs為題，發(fā)表在《德國應用化學》上。研究工作得到國家自然科學基金、福建省自然科學基金、閩都創(chuàng)新實驗室基金等的支持。
 

　　論文鏈接
 

 

分子設計策略
 

 

理論計算結果：激發(fā)態(tài)構型、能級、躍遷組成、旋軌耦合等
 

 

電致發(fā)光性能