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基于电子给体-受体(D-A)分子结构合成了橙红光发射TADF材料NAI-DMAC和NAI-DPAC的研究,橙红光OLED效率达到29.2%
发布时间:2021-12-29     作者:zhn   分享到:

在橙红光TADF材料研究方面取得了重大进展。该工作基于电子给体-受体(D-A)分子结构,通过结合1,8-萘二酰亚胺(NAI)电子给体单元和不同的芳胺类电子受体单元,9,9二甲基吖啶(DMAC)和9,9-二苯基吖啶(DPAC), 构建了两个目标分子NAI-DMAC和NAI-DPAC。两个化合物均获得了橙红光发射,并且具有高的光致发光量子产率(60%和79%),TADF性能(85%的延迟比率)和水平跃迁偶极矩取向性(71%和74%)。

基于这两种橙红光TADF材料的OLED获得了目前高的橙红光TADF器件效率:在581-600 nm发射峰值范围内,其EQE保持在21-29.2%的高水准。值得强调的是,这是目前首例报道的基于橙红光TADF材料的EQE超过20%的OLED,并且29.2%的EQE远超此前已报道的17.5%的纪录,成为目前橙红光TADF器件的率。研究人员对率器件的内在机制进行了探索,发现了光学微腔效应对于提升激子利用率和发光量子产率方面的重要贡献。

【图文解读】

图一 NAI-DMAC和NAI-DPAC的分子结构能级结构研究

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       a) TADF材料的分子结构式;

  b) 密度泛函理论计算得出的分子前线轨道能级和激发态能级;

  c) 优化基态结构的前线轨道分布(蓝色为HOMO,红色为LUMO);

  d) 单晶结构;


图二 NAI-DMAC和NAI-DPAC的光致发光性能研究。

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  a) NAI-DMAC和NAI-DPAC在甲苯溶液中的紫外可见吸收光谱和荧光发射光谱;

  b) NAI-DMAC和NAI-DPAC在mCPCN掺杂薄膜中的荧光和磷光光谱;

  c) NAI-DMAC和NAI-DPAC在mCPCN掺杂薄膜中的瞬态荧光衰减曲线。



图三 NAI-DMAC和NAI-DPAC的跃迁偶极矩取向性能研究

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  a) NAI-DMAC和c) NAI-DPAC在mCPCN掺杂薄膜中的p偏振光致发光强度相对于发射角度的分布(实心方块),拟和曲线(实线)与理论曲线(虚线,各向同性及完全水平取向);

  b) NAI-DMAC 和d) NAI-DPAC基于含时密度泛函理论计算的跃迁偶极矩取向和大小。


图四 基于NAI-DMAC和NAI-DPAC材料的OLEDs器件性能表征

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a) 器件结构,相关材料的能级结构以及分子结构图;

b-d) 基于NAI-DMAC和NAI-DPAC的OLED器件电致发光光谱,电流密度-电压-发光亮度曲线,EQE和功率效率相对于发光亮度曲线;

e)单层发光层薄膜和完整器件的瞬态光致发光衰减曲线。


图五 EQE性能对比

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EQE与EL峰值与此前已报道工作的对比。



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近红外TADF材料TPA-DCCP

橙红光TADF材料Ac-CNPPx-CNP

红光TADF材料Da-CNBQx

红光TADF材料TPA-PZCN

橙红光TADF材料m-Px2BBP

红光TADF材料NAI-DMACNAI-DPAC

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小编zhn2021.12.28


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