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高性能窄发射圆偏振电致发光

作者:深圳大学杨楚罗特聘教授团队 浏览: 发表时间:2022-05-14 16:37:24

高性能窄发射圆偏振电致发光

圆偏振有机发光二极管(CP-OLED3D立体显示、加密信息存储以及量子计算等领域有巨大的应用潜力。圆偏振热活化延迟荧光(CP-TADF)材料由于其不含贵金属、100%内量子效率等优点,近年来受到人们的广泛关注。

目前,CP-TADF分子主要采用两种分子设计策略:一是目前普遍采用的“手性微扰”策略,即将手性源通过化学键连接在非手性TADF分子结构上,实现圆偏振发光(CPL)。 “手性微扰”的CP-TADF分子,由于手性源一般离发光基团较远,导致相应材料的发光不对称因子(g)普遍较小,且由于其扭转给体-受体结构和手性源的结构弛豫,导致发光光谱一般较宽。另外一种可称为“固有手性”策略,即通过抑制两个非手性的生色团在三维空间上的旋转来构筑手性发光体骨架。 “固有手性”的CP-TADF分子需要利用手性高效液相色谱法进行手性对映异构体的拆分,不可避免地导致了制备成本的增加; 

 

1. 相关材料的分子结构及其光物理性质

 

针对上述问题,武汉大学/深圳大学杨楚罗教授课题组提出了一种简单有效的策略,将手性给体和非手性受体分子进行搭配构筑手性激基复合物作为主体,非手性多重共振-热活化延迟荧光(MR-TADF)材料作为客体,实现了窄带发射的高效率圆偏振电致发光。作者利用氢化手性联萘酚和咔唑制备了具有高三线态能级(T1 = 2.97 eV)的手性给体材料(R/S-CzOBN),该类材料具有稳定的手性,可以与另一具有高三线态(T1 = 2.99 eV)的非手性受体材料(POT2T)搭配构筑手性激基复合物(图1); Förster能量转移(FRET)能够有效的发生在手性激基复合物主体和非手性的客体MR-TADF材料之间;采用传统掺杂工艺,制备了相应的蒸镀型CP-OLED器件,其电致发光的半峰宽(FWHM)为42 nm, 最大外量子效率EQE可达33.2%,电致发光不对称因子(gEL)为2.8 × 10-3(图2)。该工作通过手性激基复合物主体诱导非手性的客体产生了圆偏振电致发光,为实现高效率和高不对称因子的圆偏振电致发光提供了一种简单通用的方法,预期将对CP-OLED器件的发展起到很好的推动作用。

2. 圆偏振有机电致发光器件的性能

 

文章的第一作者是武汉大学的陈展翔博士,通讯作者是杨楚罗教授。该研究得到了国家自然科学基金委员会及深圳市科技创新委员会的大力支持。该工作以 Research Article的形式发表在Advanced Materials 2021, DOI: 10.1002/adma.202109147,全文链接见 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202109147

杨楚罗教授在深圳大学的课题组长期招聘有志于OLED材料和器件的博士后和研究人员,提供国际一流的OLED研究平台,课题组网页:http://www.szuyclgroup.cn/

 

 

原文

High Performance Circularly Polarized Electroluminescence with Simultaneous Narrowband Emission, High Efficiency and Large Dissymmetry Factor

Zhanxiang Chen, Cheng Zhong, Jianmei Han, Jingsheng Miao, Yanyu Qi, Yang Zou, Guohua Xie, Shaolong Gong, Chuluo Yang*

Adv. Mater., 2021, DOI: 10.1002/adma.202109147

 

导师介绍

杨楚罗

https://www.x-mol.com/university/faculty/279018

 


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