TADF发射体:ADBNA-Me-Tip,ADBNA-Me-Mes,DABNA-NP-TB,ν-DABNA,DABNA-1的设计与合成

TADF发射体:ADBNA-Me-Tip,ADBNA-Me-Mes,DABNA-NP-TB,ν-DABNA,DABNA-1的设计合成

从以受体为中心的多共振发射器开始,Hatakeyama及其同事报道了以供体为中心的氮杂二硼烷-萘杂萘衍生物(ADBNA Me-Mes和ADBNA Me-Tip)。核心结构由两个受主硼原子组成,每个受主硼原子与位于中心的施主氮原子对位。这两个发射器的合成如图所示。通过对三-4-甲苯胺进行亲电芳香溴化得到中间三溴三胺,并对其进行锂化和硼插入。最后,使用格氏试剂对硼烷进行芳基化。

TADF发射体:ADBNA-Me-Tip,ADBNA-Me-Mes,DABNA-NP-TB,ν-DABNA,DABNA-1的设计与合成

据报道,ADBNA Me Mes和ADBNA Me Tip的总收率分别为27%和14%。

以DOBNA-OAr为主体,研究了两种ABDNA衍生物的1wt%薄膜的光物理性质。[29]与DABNA-1(λPL=460 nm,mCBP中的1 wt%)相比,这些化合物对ADBNA Me-Mes和ADBNA Me-Tip的红移发射分别为482和479 nm。值得注意的是,ADBNA Me Mes和ADBNA Me Tip的半高宽仍然很窄。它们作为多共振TADF化合物被包含在其中,这一点可以通过其小的测量值来证明∆EST(0.18 eV)。

ADBNA Me Mes和ADBNA Me Tip的延迟寿命τd分别为165和147µs。

ADBNA Me Mes的kRISC值(7.6×103 s−1) 和ADBNA Me尖端(9.0×103 s−1) 与DABNA-1相似(11.1×103s)−1). 与伪线性diboron MR-TADF发射器ν-DABNA相比,基于Trihaigularene的diboron发射器在相同宿主中表现出非常长的延迟荧光寿命,具有类似的ΦPL值。

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DABNA-1,DABNA-2,t-DABNA,v-DABNA

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基于多共振热活化延迟荧光材料与器件

多共振热活化延迟荧光(multi-resonhaice thermally activated delayed fluorescence,MR-TADF)材料

有机硼氮蓝光发射体DABNA-1和DABNA-2

MR-TADF材料TBN-TPA

BN掺杂化合物B2-B4

蓝色发射体v-DABNA

ADBNA-Me-Tip

ADBNA-Me-Mes

DABNA-NP-TB

MR-TADF材料Cz2DABNA-NP-M/TB

MR-TADF材料CzB2-M/P

基于三苯胺,螺(芴-9,9'-氧杂蒽)及芴的星射形寡聚物.三种寡聚物(TPA-F,TPA-SFX和TPA-SFXCz)

基于螺芴氧杂蒽的电子受体材料(CNSFDBX和DCNSFDBX)

2-(2-吡啶基)-9,9-螺-氧杂蒽芴(PySFX)和9-羟基-9-(2-吡啶基)芴(PyFOH)

基于螺[芴9,9'氧杂蒽]核的空穴传输材料SFXFM和SFXFP

基于苯甲酮并吡嗪受体和吩恶嗪给体的橙红光到红光TADF材料

PXZ-PQM,DPXZ-PQM和DPXZ-DPPM

化合物WOcz, WOtbucz和WOydcz

化合物TAZocz和TAZotbucz

黄光材料PXZDSO2和橙红光材料3,6-2TPA-TXO

TADF材料DC-TC和DC-ACR

红色延迟荧光材料TXO-TPA

绿色TADF材料4Cz IPN

9,9-二甲基-4-苯基-9,10-二氢吖啶(α-PhDMAC)

橙红光TADF发光材料TXO-PhDMAC

橙红光热延迟发光材料AQ-PhDMAC

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MR-TADF材料:有机硼氮蓝光发射体DABNA-1,DABNA-2,t-DABNA,v-DABNA的研究进展

科研人员报道了蓝色发光化合物DABNA-1和DABNA-2(λPL分别为460和469 nm),在1 wt%mCBP中分别显示88%和90%的非常高的ΦPL。

这些发射器被集成到有机发光二极管(OLED)中,其显示出非常好的外部量子效率(EQEmax),分别为13.2%和20.2%。

尽管OLED显示出非常大的效率衰减,并且没有达到1000 cd m的亮度−尽管如此,DABNA-2仍然是迄今为止报告的最有效的深蓝色排放源之一,其国际委员会(CIE)坐标为(0.12,0.13)。

根据DABNA-1构建C3对称衍生物TABNA(最初命名为2,为清晰起见重命名)同样显示出0.21 eV的类似小ΔEST,以及1 wt%PMMA薄膜中54%的合理ΦPL;然而,发射中不希望的蓝移(λPL=399 nm)再次导致没有制造器件。

超越简单的轨道图,我们在自旋分量标度二阶近似耦合团簇(SCS-CC2)理论水平上基于高度相关的量子化学计算证明,DABNA-1和TABNA在T1和S1激发态下均显示出短程电荷转移,这是其ΔEST较小的原因,同时保持空穴和电子波函数之间必要的重叠,以保证较大的振荡强度



MR-TADF材料:有机硼氮蓝光发射体DABNA-1,DABNA-2,t-DABNA,v-DABNA的研究进展

最近提出了另一种提高效率的方法,其中DABNA-1的叔丁基类似物t-DABNA(λPL=445)与辅助TADF掺杂剂DMAC-DPS一起使用。与没有辅助掺杂的OLED相比,在辅助掺杂器件中观察到10个EQEmax值从25.1%提高到31.4%。在100 cd m处的EQE处,也观察到显著提高的效率滚降−与未使用辅助掺杂剂的装置中的76%相比,辅助掺杂剂装置中的2仅减少了13%。Hatakeyama及其同事11最近报道了一种用周边二苯胺(v-DABNA)修饰的含B/N的五苯。报告中的深蓝色设备在100 cd m时表现出出色的EQEmax和极低的滚降效率−CIE为(0.12,0.11)时,分别为34.4%和5%(EQE100=32.8%)。

MR-TADF材料:有机硼氮蓝光发射体DABNA-1,DABNA-2,t-DABNA,v-DABNA的研究进展

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DABNA-1,DABNA-2,t-DABNA,v-DABNA

热活化延迟荧光材料1,2,3,4-四(3,6-二叔丁基-9H-咔唑-9-基)噻吩5,5,10,10-四氧化物(4t-BuCzTTR)

TADF材料,3-苯基喹啉[3,2,1-de]吖啶-5,9-二酮(3-PhQAD)和7-苯基喹啉[3,2,1-de]吖啶.

3-PhQAD和7-PhQAD

ToPy-Ph-PXZ

TmPy-Ph-PXZ

TpPy-Ph-PXZ

TADF发光材料DPyPm-PXZ和PyPmPm-PXZ

D-Spacer-A结构的TADF发光材料DMAC-o-TRZ

3CZ-3TXO和pTPA-3TXO

TADF材料,DCb-BPP

发绿光的TADF分子,DMAC-BPP

TADF材料DMAC-BP

芳基芴衍生物材料(SMe FCz、DMe FCz、SMe OFCz、DMe OFCz、SFFCz、DFFCz)

TADF绿光材料4Cz CNPy

“十字”型D-A-D结构橙红光到红光TADF材料TPA-APQDCN

橙红光到红光TADF材料TPA-DBPDCN

MR-TADF材料:有机硼氮蓝光发射体DABNA-1,DABNA-2,t-DABNA,v-DABNA的研究进展

蓝光TADF材料的研究进展(DTPDDA,Ac-MPM,ACRSA,DCzIPN,DCBPy,CzoB,u-DABNA,DABNA-1和DABNA-2)


热活化延迟荧光(TADF)材料以其独特性能获得广泛关注,被认为是继传统荧光材料和重金属配合物磷光材料之后具有发展潜力的第三代发光材料。

蓝光TADF材料的研究进展(DTPDDA,Ac-MPM,ACRSA,DCzIPN,DCBPy,CzoB,u-DABNA,DABNA-1和DABNA-2)

上海金畔生物供应一些Ph3Cz-TRZ延迟荧光材料;DTPDDA深蓝色TADF 分子;蓝光TADF 分子Ac-MPM;蓝光TADF分子ACRSA;TADF分子DCBPy;蓝光TADF分子DCzIPN,蓝光TADF分子CzoB;2CbPNl   蓝光TADF分子;TADF分子DABNA-1和DABNA-2;蓝光TADF分子u-DABNA

蓝光TADF材料的研究进展(DTPDDA,Ac-MPM,ACRSA,DCzIPN,DCBPy,CzoB,u-DABNA,DABNA-1和DABNA-2)

蓝光TADF材料分子设计策略、挑战与案例分析

近年来, 作为第三代有机发光二极管(orghaiic light-emitting diodes, OLED)发光材料的热活化延迟荧光(thermally activated delayed fluorescence, TADF)材料受到了学术界和产业界的广泛关注. TADF分子由于其单线态与三线态之间的能级差较小, 三线态激子可以被环境热活化而通过反系间窜越上转换至单线态, 理论上可实现100%的激子利用率, 从而使得OLED器件外量子效率显著提高. TADF材料被认为是突破高效稳定有机电致蓝光发射瓶颈的潜在解决方案. 一般, TADF分子为含有电子给体(donor, D)和电子受体(acceptor, A)的纯有机推拉电子体系. 通过改变给体单元和受体单元的结构、数量和取代基及其位置可以有效调节TADF分子的单线态-三线态能级差、前线轨道分布、聚集态结构、电致发光颜色及其性能. 同时取代基在调控给、受体单元的推拉电子能力及TADF材料的分子构型、聚集态结构和稳定性等物化特性方面扮演着非常重要的角色. 

本综述分别对D-A型和多重共振型TADF蓝光分子的取代基效应进行了综述, 以期为高效稳定的蓝光TADF分子的设计合成提供有效借鉴.

蓝光TADF材料的研究进展(DTPDDA,Ac-MPM,ACRSA,DCzIPN,DCBPy,CzoB,u-DABNA,DABNA-1和DABNA-2)

图1 (a)天蓝光和(b)深蓝光TADF材料发光机制、分子能级调控策略和设计难点示意图。(c)图所示为潜在的实现高效蓝光TADF材料设计“理想”的能级排列关系示意图。

在高效蓝光TADF材料设计中,难点在于材料要有较快的荧光辐射速率,同时保持小的ΔEST。对于天蓝光(发光峰值约480 nm左右)TADF材料,受分子短共轭片段控制的局域三线态能级(3LE)可以较为容易地保持在电荷转移三重态能级(3CT)附近或者之上,容易实现非常小的ΔEST。但对于设计纯蓝和深蓝光发射的TADF材料而言(发光峰值约460 nm或者更短的波长),实现高效TADF却困难得多。内在的原因是 3LE能级主要被短分子共轭片段所决定,其能量值难于进一步提升,而实现纯蓝发光却需要提升1CT态能级到更高能量的位置。此时,ΔEST不可避免地被拉大,导致TADF效率的降低(图2(a-b))。

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DMTDAC蓝光TADF分子

蝴蝶形状的发光苯甲酮衍生物m-Px2BBP、p-Px2BBP

TADF分子DCBPy和DTCBPy 

ACRXTN、PTZXTN 、2PTZXTN

Spiro-CN和ACRFLCN

POB-Cz、POB-DMAC 、POB-PXZ

4CzCF3Ph、5CzCF3Ph

蓝光TADF分子,Ac-OPO和Ac-OSO

9-苯基-3,6-双(9-苯基-9h-咔唑-3-基)-9h-咔唑(tris-pcz)

9,9-二(4-二咔唑-苄基)芴(cpf)、9,9-双[4-(咔唑-9-基)苯基]-2,7-二叔丁基芴(cptbf)

9-(螺[芴-9,9'-噻吨]-2-基)-9h-咔唑(txfcz)

5-(3-(9-苯基-9h-咔唑-3-基)苯基)-5h-苯并[4,5]噻吩并[2,3-e]吡啶并[3,2-b]吲哚(btdcb-pcz)

5-(3-(9-苯基-9h-咔唑-3-基)苯基)-5h-苯并[4,5]噻吩并[3,2-c]咔唑(btcz-pcz)

5-(3-(9-苯基-9h-咔唑-3-基)苯基)-5h-吡啶并[3,2-b]吲哚(dcb-pcz)

咔唑-二苯基砜-吩噁嗪(Cz-DPS-PXZ)

新型黄光TADF发光材料TBP-PXZ

绿光TADF发光材料TBP-Cz,TBP-DmCz和TBP-TmCz

三个“蝴蝶型”的发光材料DBP-Cz、DBP-DmCz和DBP-TmCz

热活化延迟荧光材料tBuCzDBA

热活化延迟荧光发光体DPA-DPS、tDPA-DPS和tDCz-DPS

具体TADF特性的三嗪衍生物PIC-TRZ2

热活化延迟荧光聚合物pCzBP和pAcBP

红光热活化延迟荧光(TADF)聚合物PCzDMPE-R03~PCzDMPE-R10

基于热激活延迟TADF材料:DABNA-1和DABNA-2的发光器件

热激活延迟TADF材料DABNA-1DABNA-2

为了从根本上消除CT作用对TADF器件光谱的影响,

科研人员报道了不含有D-A结构的TADF发光材料DABNA-1(图27)和DABNA-2(28),

TADF发光材料DABNA-1和DABNA-2分子中的刚性结构增加了其热稳定性,分子中的氮原子和硼原子存在反向共振效应,所以其对位取代基在加强共振效应的同时,能够在不引入D-A结构的情况下使HOMO和LUMO有效分离,实现较小的Δ EST。

基于DABNA-2的蓝色电致发光器件发射主峰位于467 nm,半峰宽为28 nm,色坐标为(0.12,0.13),外量子效率、电流效率、功率效率分别为20.2%、21.1 cd/A、15.1 lm/W。

基于DABNA-1制得器件的色坐标达到(0.13,0.09),发射主峰位于459 nm,半峰宽为30 nm

基于热激活延迟TADF材料:DABNA-1和DABNA-2的发光器件

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