Angew. Chem. :分子内环化,一种用于满足BT.2020蓝光标准的高效有机电致发光二极管多重共振材料的简易设计策略

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具有多重共振性质的窄带有机发光材料被视为最具有潜力应用于下一代超高清显示。目前,文献报道的基于硼-氮共振骨架或者基于羰基-氮共振骨架的多重共振发光材料,展示出了其满足严格的显示标准(BT.2020) 的内在潜力。但由于基于硼-氮共振骨架的材料的低合成收率,以及纯化困难的限制,能够满足BT.2020蓝光标准(CIEy ~ 0.046)的多重共振发光材料鲜有报道。


近日,香港城市大学李振声(Chun-Sing LEE) 教授课题组,报道了一种基于羰基-氮共振骨架的多重共振发光材料。通关文献分析总结出了可以实现发光光谱窄化的四大因素:1.通过增加分子刚性来减少激发态和基态之间的构象变化,2.通过增强共振效应来提高分子伸缩振动的频率,3. 抑制分子的弯曲振动以及摇摆振动的频率,4.非极性的环境有利于发光光谱的收缩。



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基于之前报道的羰基-氮共振骨架分子QAO,其具有类螺烯的非平面结构,通过简单的分子内环化的设计手段提高QAO母核的刚性,降低分子基态-激发态的重组能,增强分子的共振强度,以及抑制分子的弯曲和摇摆,合成出平面型分子CZ2CO。研究发现,CZ2CO的发射光谱相较于QAO分子发生明显的蓝移和窄化现象,这与传统认知中的环化使得共轭程度增强会导致光谱的红移相悖。进一步分析表明,CZ2CO具有小的基态-激发态重组能,并且分子内环化改变了中心氮原子的给电子能力,以及电子的极化趋势。使得CZ2CO具有发射中心440 nm和半峰宽16 nm的发射光谱,CIE坐标位于(0.153, 0.042)。其掺杂膜表现出明显的热活化延迟荧光的特点。

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基于CZ2CO发光材料的超荧光有机电致发光器件,最高外量子效率25.6%,在1000 cd m-2时候可以保持在22.4%。

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该研究不仅拓宽了羰基-氮共振骨架的多重共振发光材料的种类,亦为设计新型可以满足BT.2020发射需求的有机电致发光材料提供了思路。

文信息

Intramolecular Cyclization: A Convenient Strategy to Realize Efficient BT.2020 Blue Multi-Resonance Emitter for Organic Light-Emitting Diodes

Chen Cao, Ji-Hua Tan, Ze-Lin Zhu, Jiu-Dong Lin, Hong-Ji Tan, Huan Chen, Yi Yuan, Man-Kit Tse, Wen-Cheng Chen, and Chun-Sing Lee

文章的第一作者为香港城市大学博士研究生曹晨(Chen CAO),通讯作者为南华大学袁熠(Yi YUAN)教授和香港城市大学李振声(Chun-Sing LEE)教授。


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202215226




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