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新型高功率有机发光材料研制成功,白色OLED效率再创新高

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发表时间:2022-02-17 17:09

因为在单发射层元器件构造中欠缺三重态激子管理方法,饱和溶液生产加工的乳白色有机化学电致发光二极管(WOLEDs)表明出比真空泵堆积的元器件高效率低得多的元器件高效率,这将造成三重态-三重态淹没(TTA)和三重极化子湮没(TPA)。近日,中科院长春应化所亚平祥研究者等人运用高三重态电子能级(T1)页面激元做为行为主体,高反向系统软件间交叉式(RISC)率TADF发射体做为蓝色掺杂剂,完成了三重态激元管理方法,进而取得成功研制开发了二种饱和溶液生产加工的大功率有机化学光学材料:热活性延迟时间莹光/磷光成键有机化学光学材料和全TADF WOLEDs。高T1的页面激基行为主体可以确保三态激子从行为主体向蓝色发射极迁移,而且高RISC速度(1.15×107 s-1)的蓝色TADF发射体可以迅速将三重态激子上变换为单线态激子,进而防止了TTA和TPA。饱和溶液生产加工的TADF/磷光成键和全TADF WOLEDs的外量子效率(EQE)各自为31.1%和27.3%,输出功率高效率(PE)各自为93.5和70.4 lm W-1,这也是饱和溶液生产加工的WOLEDs的全新纪录,与大部分真空泵堆积的类似非常。有关工作中以“Solution-Processed White OLEDs with Power Efficiency Over 90 lm W-1 by Triplet Exciton Management with High Triplet Energy Level Interfacial Exciplex Host and High Reverse Intersystem Crossing Rate Blue TADF Emitter”题写发布在最新一期的《Materials Horizons》。

图1.(a)饱和溶液生产加工混和和全TADF WOLEDs的三重态激子管理方法;(b)激态络离子产生的偶联反应体和发射体的化学结构饱和溶液解决的混和和全激子的三重态激子管理方法TADF WOLEDs包含Förster和Dexter从页面激元行为主体到蓝色发射器的能量转移,上变换全过程蓝色TADF发射体的三重态激子到单重态激子的能量转移,及其Förster在蓝色TADF发射体和淡黄色发射体中间的能量转移,如下图1所显示,因而,为了更好地根据Dexter全过程维持三重态激子迁移,必须开发设计高T1页面激子行为主体。及其高RISC速度的蓝色TADF发射体,用以加快三重态激子上变换。

图2.供者和蛋白激酶中间激态络离子的产生为了更好地证实激态络离子的产生并明确他们的电子能级,精确测量了mCP、mAP和mSiTRZ纯膜及其mCP:mSiTRZ和mAP:mSiTRZ混和膜的闪光光谱、消化吸收光谱和超低温磷光光谱(图2a、图2d)。与纯薄膜对比,混和薄膜的闪光光谱在417 nm和480 nm处发生了新的宽发射峰,而消化吸收光谱中并没有新的峰,表明了激激发态的产生。mCP:mSiTRZ和mAP:mSiTRZ混和膜的延迟时间荧光寿命各自为0.36μs和3.58μs,进一步表明了三重态激子上变换。mCP/mSiTRZ和mAP/mSiTRZ双分子结构层的闪光光谱和电致发光(EL)光谱都表明更新的宽发射光谱,与相对应的激基一氧化氮合酶具备类似的光谱(图2b,2c和2e,2f),表明了页面激基一氧化氮合酶的产生。

图3.(a)5CzTRZ和4CzFCN夹杂薄膜的PLQY;(b)5CzTRZ和4CzFCN掺杂薄膜的瞬态闪光光谱为了更好地科学研究蓝色TADF发射体的RISC速度对三重态激子使用率的危害,采用了与5CzTRZ具备不一样RISC速度的4CzFCN做为蓝色TADF发射体。为了更好地明确RISC速度,精确测量了夹杂在激元一氧化氮合酶基材中的蓝色发射器薄膜的瞬态闪光光谱和光致发光量子产率(PLQY),如下图3所显示。5CzTRZ和4CzFCN薄膜的延迟时间莹光元器件的延迟时间激子使用寿命各自为2.36和12.0μs,PLQY分别为96%和83%。从激子使用寿命和PLQY看来,5CzTRZ薄膜的RISC速率常数(kRISC)为1.15⨯107 s-1,比4CzFCN薄膜的RISC速率常数(1.31⨯105 s-1)高2个量级。

图4.(a,b)Ir(Flpy-CF3-EG)3或dmACDBA的消化吸收光谱与5CzTRZ在饱和溶液中的PL光谱。(c,d)Ir(Flpy-CF3-EG)3和dmACDBA夹杂薄膜的瞬态闪光光谱。总结:高效率低能耗的饱和溶液解决TADF/磷光成键和全TADF WOLEDs是由高T1页面激块和高RISC率蓝色TADF发射器的三重态激元管理方法设计方案的。mCP的含咔唑供者与mSiTRZ的含三嗪蛋白激酶中间产生的页面激基一氧化氮合酶寄主T1为3.15 eV,可以操纵激基一氧化氮合酶寄主向蓝色发射器的迁移。5CzTRZ的蓝色TADF发射体的迅速RISC全过程(1.15⨯107 s-1)可以将三态激子迅速上变换为单态激子,进而防止了TTA和TPA的产生,与RISC速度比较慢的4CzFCN蓝色发射体(1.31⨯105 s-1)对比,元器件高效率明显增强。从蓝色到淡黄色发射体的合理场效应晶体管取得成功地敏化了淡黄色发射体,进一步提高了激子使用率。注:文章内容内的全部配图图片皆为网上转截照片,侵权行为即删!

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