Advanced Science:具有空间/键电荷转移的多给/受体热活化延迟荧光材料实现高达21%外量子效率的天蓝光OLED

有机发光二极管(OLED)作为新一代平板显示技术,引领着显示领域和照明应用的创新,是材料与信息科学交叉领域的重大研究方向之一。热活化延迟荧光(TADF)材料由于其高激子利用率、不含贵重金属等优势获得学术界和产业界的广泛关注。近年来,可溶液加工的OLED制备方法因其低成本,可大面积加工等特性,成为有机电致发光领域的研究热点之一。迄今为止,已经有许多基于TADF材料的蓝光可溶液加工非掺杂OLED被报道,然而其外量子效率远低于20%。因此,如何获得高效的可溶液加工蓝光TADF非掺杂器件仍是极具挑战的课题。

武汉大学杨楚罗教授、谢国华副教授团队和合作者通过将空间电荷转移(TSCT)和键电荷转移(TBCT)效应以及多(给/受体)特性集成到一个分子结构中,合成了新型的热活化延迟荧光材料。空间和键电荷转移效应允许该材料具有小的单、三线态能级差(ΔEST)和高跃迁偶极矩。多(给/受体)特性,一方面,可以通过简并分子轨道开启更多反向系统间穿越(RISC)通道,提高三线态激子利用率;另一方面,扭曲的分子结构可以有效地抑制了分子间聚集,提高其荧光量子产率(PLQY)。具体地,使用这种设计策略,包含三个给体和三个受体单元的T-CNDF-T-tCz实现了小的ΔEST(~0.03 eV)和高的PLQY(~0.76),基于此小分子TADF材料的非掺杂溶液可加工天蓝光OLED的亮度高达5200 cd m−2,电流效率高达46.4 cd A−1,外量子效率高达21.0%。这是目前基于溶液加工的天蓝光OLED的最高效率。相比之下,更弱TSCT/TBCT效应且更少(给/受体)单元的材料表现出明显更差的器件效率。

研究者相信,此项研究拓展了热活化延迟荧光材料的设计理念,并将激励更多的相关研究。相关论文在线发表在Advanced Science (DOI: 10.1002/advs.201902087)上。 \lsdprior