石川澪 白虎 化院郑佑轩课题组在基于轴手性发光材料和器件方面取得新进展
发布日期:2024-08-29 05:21 点击次数:84
由于手性多重共振热激活延迟荧光(CP-MR-TADF)材料具有高量子产率、高色纯度,并能径直完满圆偏振发光(CPL)的脾气,在制备圆偏振有机电致发光器件(CP-OLED)以及3D领会中有紧迫的诈欺远景。然则石川澪 白虎,在MR-TADF的刚性骨架中引泉源性源,容易引起放射光谱的展宽。况且由于手性源与发光中心的分离,CP-MR-TADF的CPL性能经常不尽东谈观点。
为惩办这一问题,化学化工学院郑佑轩课题组基于轴手性联苯分子进行了系列责任。在之前的责任中,基于氰基和咔唑/酚恶嗪的轴手性联苯TADF发光分子得回了较好的手性发光(Adv. Sci., 2020, 7, 2000804)。然则,轴手性联苯策略尚未诈欺到CP-MR-TADF分子中。
图1. 轴手性CP-MR-TADF分子的设政策略
在本责任中,选用了基于更大空间位阻基团(苯基硫(-SPh)/苯基砜基(-SO2Ph))的联苯行为手性源,并将其与经典的MR-TADF片断(DtBuCzB)相汇聚,得回了同期具有精湛CPL性质与发光性能的两对轴手性CP-MR-TADF分子:(R/S)-S-AX-BN与(R/S)-SO2-AX-BN(图1)。将联苯骨架引入B原子的对位,使得MR片断的前沿分子轨谈延迟到轴手性源上。同期,-SPh/-SO2Ph的电子供体/受体效应不错对通盘这个词分子的发光性质进行调控。另外,S的重原子效应不错促进MR-TADF分子的反系间跃迁历程,从而完满较高的发光成果与器件中较低的成果滚降。
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图2. (a), (b) 甲苯溶液中(R/S)-S-AX-BN与(R/S)-SO2-AX-BN的荧光/紫外-可见接收光谱; (c), (e) 薄膜中(R/S)-S-AX-BN与(R/S)-SO2-AX-BN的CPPL光谱;(d), (f) CPPL光谱对应的gPL-波长弧线。
在甲苯溶液中,S-AX-BN与SO2-AX-BN最大放射波长分散为489和495 nm,半峰宽(FWHM)分散为21和20 nm。由于轴手性源与发光中心的精湛汇聚,(R/S)-S-AX-BN与(R/S)-SO2-AX-BN在溶液中呈现出镜像对称的CPL光谱,不合称因子|gPL|为2.2×10-3和1.4×10-3。在薄膜中,其相通弘扬出镜像对称的CPL光谱,|gPL|分散为3.5×10-3和2.3×10-3。
基于S-AX-BN和SO2-AX-BN制备的CP-OLED器件D-(rac/R/S)-S-AX-BN和D-(rac/R/S)- SO2-AX-BN在495和500 nm处展示出极窄的电致发光(FWHM=22, 21 nm),在基于现在已知CP-MR-TADF的器件中属于最窄的,并展示出33.5%和31.5%的最大外量子成果(EQEmax)与较低的成果滚降。更紧迫的是,它们分散得回了牢固且镜像对称的圆偏振电致发光(CPEL)光谱,其|gEL|分散为3.3×10-3和2.2×10-3,是该限度轴手性同类CP-MR-TADF材料中的最高值。
图3. OLEDs性能:(a) 材料能级图和器件结构; (b) 电致发光光谱; (c) CIE坐标; (d) 电流密度-电压-亮度弧线; (e) EQE -亮度弧线; (f) 电流成果-亮度弧线。
图4. CP-OLEDs性能:(a), (c) CPEL光谱; (b), (d) gEL-波长弧线。
该谈论忽视了一种操办同期具有高发光成果与精湛手性的CP-MR-TADF分子的爽快法式,并阐扬了轴手性联苯CP-MR-TADF分子设政策略的见效性,为制备高成果的窄带CP-OLED提供了有价值的参考。
本责任发表在Adv. Funct. Mater. (2024, DOI: 10.1002/adfm.202412044)上石川澪 白虎,硕士谈论生王相智为论文第一作家,郑佑轩谨慎为论文通信作家。感谢左景林谨慎对本责任的撑捏与匡助!本责任得到了国度当然科学基金情势(92256304、U23A20593)和江苏省当然科学基金情势(BK20243010, BK20242021)的鼎力撑捏!