近日,科研人员通过在多重共振骨架上接入不同的给体片段,实现了对电荷转移(CT)激发态和MR激发态能级排列的调控,获得了**、高色纯度的红光OLED器件,相关论文在线发表在Advanced Optical Materials上。
为了充分研究不同激发态特性对发光性能的影响,作者设计合成了三个基于相同MR骨架、不同给体片段的红光材料mBDPA-TOAT、pBDPA-TOAT和DMAC-TOAT。从图一可以看出,基于二苯胺给体片段的两个材料表现出具有MR特征的高色纯度红光发射,而基于吖啶片段的材料则表现出**CT特征的宽红光发光光谱。这些材料具有相似的结构,但却表现出了截然不同的发光性质,这引起了作者的兴趣。
图1. 红光材料mBDPA-TOAT、pBDPA-TOAT和DMAC-TOAT等目标TADF发光材料在甲苯稀溶液中的紫外-可见光吸收光谱和荧光光谱
考虑到材料的发光性质由其激发态特性决定,作者通过理论计算模拟这几个材料的激发态电子云分布。其中, mBDPA-TOAT和pBDPA-TOAT的**激发态均具有明显的MR特征,而DMAC-TOAT的**激发态则具有明显的分子内CT特征,这与它们光物理性质一致。由于这两种特征的激发态具有不同的偶极矩,为了进一步验证以上计算结果,作者还通过溶剂化测试估算了材料的偶极矩,结果表明mBDPA-TOAT和pBDPA-TOAT具有两个能级相互接近但是特征不同的激发态,即MR和CT激发态,而且在不同极性下**的激发态**决定材料的发光性质。
图2. 理论计算结果及偶极矩实验证明
**,基于mBDPA-TOAT的OLED器件实现了17.3%的外量子效率,半峰宽仅为45 nm,色坐标为(0.61, 0.39)。该工作表明当采用MR骨架构筑D-A型高色纯度TADF发光材料时,分子激发态的特征决定了分子**的发光性质,为开发长波长的**、高色纯度TADF发光材料体系的设计提供了理论指导。
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小编zhn2022.01.21