Angew. Chem. :氮原子嵌入策略制备具有高效率和窄带发射特性的深蓝色有机发光二极管

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在现代显示技术领域中,完美色彩还原性和低功耗是显示屏必须具备的两个关键性能指标。基于硼-氮的多重共振电子结构的热活化延迟荧光(MR-TADF)电致发光材料具有高效率和窄带发射特性,使其成为构建宽色域、高效率和低成本有机发光显示屏最具有竞争能力的发光材料。近几年来,尽管MR-TADF型红色、绿色和蓝色电致发光的设计合成方面取得了一些重要进展,但是,能够满足BT.2020标准标的高性能蓝光材料(色坐CIE:0.131, 0.046)仍然十分稀缺。



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目前,大多数高效深蓝色和纯蓝色MR-TADF材料都是基于二苯胺或苯酚衍生物作为电子给体单元的DABNA或DOBNA骨架体系拓展出来的。与DABNA或DOBNA体系相比, 1,3-双(咔唑-9-基)苯-硼-氮(BCz-BN)共振体系的合成更为简便,且具有更窄的半峰宽(FWHM)。但是,由于BCz-BN的共轭扩展特性,基于BCz-BN衍生物体系通常显示可见光区较长波段的发射。因此,建立咔唑基深蓝光MR-TADF材料合成设计策略是一个亟待解决的难题,其突破对有机电致发光材料基础科学研究和应用技术开发均具有重要意义。


近日,吉林大学王悦教授和李成龙教授团队通过在母体分子BCz-BN骨架结构中的核心苯环内引入一个或两个氮原子,成功降低了产物分子的LUMO轨道能级,并有效地形成了分子内氢键。基于这种氮原子嵌入策略,材料的发射光谱与母体分子相比发生了显著的蓝移,且发射光谱进一步窄化。两种新型MR-TADF分子(Py-BN和Pm-BN)在甲苯溶液中展现出93%和94%的光致发光量子效率以及14 nm (91.5 meV)和13 nm (88.5 meV)的半峰宽。这两个材料是具有优良色纯度的深蓝光材料。基于Py-BN的深蓝超荧光器件最高外部量子效率(EQEmax)达到27.7%,色坐标CIE(0.150,0.052),该值十分接近BT.2020要求的蓝光色纯度标准。


中心苯环氮原子嵌入策略不但丰富MR-TADF家族的分子结构多样性,也为探索高效率、高色纯度深蓝光MR-TADF材料提供了一条有效途径。

文信息

Nitrogen-Embedding Strategy for Short-Range Charge Transfer Excited States and Efficient Narrowband Deep-Blue Organic Light Emitting Diodes

Xinliang Cai, Yue Pan, Prof. Chenglong Li, Linjie Li, Yexuan Pu, Youwei Wu, Prof. Yue Wang


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202408522




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