不对称TADF发光体2Cz-DPS:空间位阻不对称D-A-D'热活化延迟荧光发光体用于高效非掺杂OLED的定制合成

具有热活化延迟荧光(TADF)特性的有机发光材料,其通过从最低三线态(T1)转变为单线态(S1)的反系间窜越(RISC)来获得单重态和三重态激子的光发射,从而产生电致发光的最大内量子效率(IQE)为100%。基于TADF的发射体由供体(D)和受体(A)基团组成,具有各种结构配置,有助于实现最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占分子轨道(LUMO)之间的分离,减少自旋交换能量(J)最终导致S1和T1(ΔEST)之间的小能隙,这有利于RISC过程。

然而,线性D-A键趋向于降低辐射跃迁振荡器强度(f)并诱导分子内D-A旋转和耗散能量的激发态分子的其他振动模式。通常将TADF发射体分散到主体材料中以减轻激子湮灭来制造高性能TADF-OLED,导致诸如复杂的制造工艺和可能的主客体相分离的问题。

基于此,科研人员为具有强固态发射特性的TADF发射器提出了一种新颖且有效的结构设计策略,其中D和A基团在邻位连接或空间上接近的D-A相互作用,从而减少振动并抑制非辐射通路。

不对称TADF发光体2Cz-DPS:空间位阻不对称D-A-D'热活化延迟荧光发光体用于高效非掺杂OLED的定制合成

本文亮点:

2Cz-DPS具有双电荷转移途径(通过键合电荷转移和空间电荷转移)来延迟衰减。

✦ 设计的具有高度扭曲构象的不对称TADF发光体2Cz-DPS表现出高的PLQY作为纯膜(AIE性质)和优异的固态热稳定性。

✦ 2Cz-DPS在其他报道的非掺杂OLED中具有28.7%的创纪录高EQE

研究小结:

作者利用促进空间位阻的邻位取代基设计策略制备出了优异的AIE-TADF发射体,并证明了是高效的TADF发光体。通过键电荷转移和空间电荷转移两种分子内电荷转移途径,增强了辐射跃迁振荡器的强度,加速了快速衰变,并且借助于非绝热耦合可以获得更快的延迟衰减。所设计的化合物2Cz-DPS在薄膜状态下具有较高的固态PLQY和良好的热稳定性。此外,2Cz-DPS通过采用非掺杂EML系统,使TADF OLED具有28.7%的EQE优异性能。研究证实了所提出的设计策略为开发高效的TADF发射器和设备提供了新的可能性。

文章信息:A Sterically Hindered Asymmetric D-A-D’ Thermally Activated Delayed Fluorescence Emitter for Highly Efficient Non-doped Orghaiic Light-Emitting Diodes. Chem. Sci. 2019, DOI: 10.1039/c9sc01686d.

上海金畔生物科技有限公司提供金属配合物,热激活延迟荧光(TADF)材料,聚集诱导延迟荧光(AIDF)材料,聚集诱导发光AIE材料的定制合成
不对称TADF发光体2Cz-DPS:空间位阻不对称D-A-D'热活化延迟荧光发光体用于高效非掺杂OLED的定制合成

双极性主体材料:APCz和APDPA

蓝色TADF材料PhDMAc-C

蓝色TADF材料PhDMAc-TRZ

蓝色TADF材料PhDMAc-BP

TADF分子ACRFLCN、Spiro-CN、PXZ-TRZ

TADF分子CzT、PhCzTAZ、PXZ-OXD、2PXZ-OXD

热活化延迟荧光材料PXZ-TAZ和2PXZ-TAZ

TADF黄光材料CRA-TXO-PhCz100

CRA-TXO-PhCz50-mCP50

CRA-TXO-PhCz12.5-mCP87.5