Advanced Materials: 高效率、高色纯度圆偏振窄谱带多重共振热激活延迟荧光材料的构建

具有热激活延迟荧光(TADF)特性的有机手性发光分子,被认为是构建低成本、高效率圆偏振有机发光二极管(CP-OLEDs)的最理想材料。然而,由于该类分子给体和受体之间具有较大的扭曲角,通常会增大该类材料在激发态时的结构弛豫和斯托克斯位移,导致出现电致发光光谱较宽和发光器件色纯度较低的问题。尽管通过光学过滤器可以去除发光光谱中不必要的颜色,提高色纯度,但这会导致显示屏亮度和发光效率的大幅降低。

针对上述问题,吉林大学李成龙副教授课题组采用“手性发光(CPL)和多重共振热激活延迟荧光(MR-TADF)结合”的分子设计理念,通过将手性扰动基团八氢联萘酚引入到具有窄光谱发射的MR-TADF骨架中,设计合成了两对具有圆偏振发光性质的MR-TADF(CP-MR-TADF)对映体,即(R/S)-OBN-2CN-BN和(R/S)-OBN-4CN-BN。这两对对映体表现出了高发光效率(96-99%)、窄半峰宽(FWHMs: 22-27 nm)和圆偏振发光性质。基于(R/S)-OBN-2CN-BN和(R/S)-OBN-4CN-BN的有机电致发光器件表现出绿光发射特征(496和508 nm),FWHMs分别为30和33 nm,最大外量子效率(EQEs)分别为29.4%和24.5%。此外,器件也表现出圆偏振电致发光信号,电致发光不对称因子(gEL)分别为+1.43× 10−3/−1.27× 10−3和+4.60× 10−4/−4.76× 10−4。这是目前国际上报道的首例兼具高效率、窄谱带和圆偏振发光性质的热激活延迟荧光材料。该工作为开发发光效率、色纯度都极佳且兼具CPL性质的有机发光材料提供了一条新的思路,有望促进宽色域、3D显示的发展。相关论文在线发表在Advanced Materials上,吉林大学博士研究生许银才为论文的第一作者,李成龙副教授为论文的通讯作者。

以上研究工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的资助。

论文信息:

Highly Efficient Electroluminescence from Narrowband Green Circularly Polarized Multiple Resonance Thermally Activated Delayed Fluorescence Enantiomers

Yincai Xu, Qingyang Wang, Xinliang Cai, Chenglong Li*, Yue Wang

Advanced Materials

DOI: 10.1002/adma.202100652