由于剛性偶聯(lián)骨架的存在，多共振誘導(dǎo)TADF (MR-TADF)材料表現(xiàn)出非常小的FWHMs和**的電致發(fā)光(EL)性能。盡管多共振熱激活延遲熒光(MR-TADF)窄帶發(fā)射材料在藍(lán)色區(qū)域發(fā)展繁榮，但這類(lèi)材料在其它顏色區(qū)域的潛力尚未得到驗(yàn)證。有鑒于此，科研人員通過(guò)放大骨架和外圍單元的影響，報(bào)道了一系列**的綠光發(fā)射MR-TADF材料。方案1：顏色可調(diào)且**MR-TADF發(fā)射器的分子設(shè)計(jì)策略。通過(guò)放大骨架和外圍單元的影響，作者設(shè)計(jì)了具有明顯的紅移發(fā)射的**MR-TADF。在方案1中，作者詳細(xì)描述了該研究的分子設(shè)計(jì)。通過(guò)將二苯胺(DPA)替換為咔唑(Cz)，可以制備出新的含B-N骨架，其比DABNA具有更大的π-共軛結(jié)構(gòu)。另外，在B取代苯環(huán)的對(duì)位上分別引入供電子取代基和吸電子取代基來(lái)調(diào)節(jié)顏色，發(fā)現(xiàn)通過(guò)增加分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移（ICT）特性，可以在不降低顏色保真度的情況下，保持**的FWHMs。吸電子基團(tuán)可以**地縮小綠色光發(fā)射的能量缺口，使其成為一個(gè)綠色MRTADF發(fā)射源。圖一：化合物的分子結(jié)構(gòu)、HOMO/LUMO分布、能帶隙和振子強(qiáng)度。為了解骨架和外圍單元的變化對(duì)幾何和光電特性的影響，作者采用B3LYP(6-31g)方法進(jìn)行了時(shí)變密度泛函理論(TD-DFT)計(jì)算。圖1描述了HOMO/LUMO分布、能帶隙和振子強(qiáng)度。雖然BCz-BN具有不同于DABNA-1的含B-N骨架，但也觀察到類(lèi)似的多共振誘導(dǎo)的HOMO-LUMO分布。BCz-BN的p-共軛長(zhǎng)度增加，骨架更加剛硬，因此具有更加離域的HOMO - LUMO分布，不僅使f值提高，而且與DABNA-1相比，能隙(Eg)也略有減小。在引入外圍單元后，同質(zhì)LUMO分布隨著外圍單元的不同而不同。對(duì)于TCz-BN，在取代苯環(huán)的對(duì)位上引入Cz單元，其HOMO-LUM分布與BCz-BN基本相同。圖2：a)甲苯中2F-BN、3F-BN和4F-BN的紫外/可見(jiàn)吸收、熒光(298k)和磷光(77k)光譜，b)2F-BN/3F-BN/4F-BN摻雜mCPCB薄膜(6wt%)在室溫下的PL光衰譜。圖2a和表1所示為2F-BN、3F-BN和4FBN的光物理性質(zhì)（吸收光譜、熒光光譜和磷光光譜）。對(duì)于2F-BN、3F-BN和4F-BN，其紫外/可見(jiàn)吸收、ICT吸收躍遷在470±2nm處達(dá)到峰值，三種化合物熒光光譜分別在494 nm、499 nm和496 nm處呈現(xiàn)綠色發(fā)射。2F-BN、3F-BN和4F-BN的Stokes位移分別為26nm、27nm和26nm，說(shuō)明它們的剛性結(jié)構(gòu)使得分子構(gòu)型和激發(fā)態(tài)發(fā)生了微小的變化。如圖2a所示，2F-BN、3F-BN、4F-BN的磷光光譜分別對(duì)應(yīng)于2.35 eV、2.40 eV、2.39eV的三線態(tài)能量，結(jié)合熒光光譜得到的2.51 eV、2.48eV和2.50 eV的單線態(tài)能量，可以計(jì)算出DEST的值分別為0.16 eV、0.08 eV和0.11eV。此外，作者還測(cè)量了PL量子產(chǎn)率(PLQYs)，2F-BN為95.4%，3F-BN為90.2%，4F-BN為98.7%。高PLQYs歸因于這些材料的高剛性骨架的大f值。圖2b為薄膜的PL衰減曲線，2F-BN、3F-BN和4F-BN的延遲壽命(tDFs)分別為25.9 μs、16.7μs和19.0 μs，明顯短于DABNA-1 (τDF=93.7μs)和TBN-TPA (τDF = 51.02 μs)。2F-BN、3F-BN和4F-BN的延遲壽命(τDFs)分別為25.9 μs、16.7 μs和19.0 ms，明顯短于DABNA-1(τDF =93.7 μs)和TBN-TPA (τDF=51.02 μs)。
如圖3a所示，由于B-N骨架的平面結(jié)構(gòu)較多，可以觀察到B-N骨架之間存在較強(qiáng)的分子間π-π堆積相互作用，導(dǎo)致2F-BN二聚體的形成。然后，這些二聚體單元通過(guò)較弱的C-H···B、C-H···F、C-H···π的相互作用組裝成2F-BN晶體三維結(jié)構(gòu)。圖3a，b顯示3F-BN / 4F BN通過(guò)分子間的π-π相互作用和C-H···B/C-H···π短接觸，形成了沿結(jié)晶軸方向的柱狀堆積，層間分離為3.51(3F-BN)/3.65 (4F-BN)。a)器件的能級(jí)圖，b)優(yōu)化后MR-TADF器件的EL譜，c)優(yōu)化后MR-TADF器件的EQE -亮度-功率效率曲線，d) 2F-BN、3F-BN、4F-BN和4CzIPN器件在2000 cd m-2時(shí)的使用壽命。如圖4a所示，所有基于MR-TADF的器件都顯示了相同的通電電壓（2.6 V）。圖4b顯示了器件的EL譜，可以看到，對(duì)于具有2F-BN、3F-BN和4F-BN器件，觀察到501 nm、499nm和493 nm處的發(fā)射峰，分別對(duì)應(yīng)于(0.16、0.60)、(0.20、0.58)和(0.12、0.48)的CIE坐標(biāo)。如圖4c所示，2F-BN、3F-BN和4F-BN**的EQEs (EQEmax)和功率效率(PEmax)分別為22.0%和69.8 lm W-1，22.7%和72.3 lmW-1，以及20.9% 和51.3 lm W-1，是 MR-TADF發(fā)射器中**的器件性能。圖4d為器件的壽命，可以看到，在2000 cdm-2的初始亮度情況下，T90s(亮度衰減為初始亮度的90%)分別為45.76 h、15.53 h和10.35h。
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BPCN-Cz2Ph
BPCN-2CZ
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雙極性化合物CNTPA-CZ
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CNTPA-PTZ
藍(lán)色熱活化延遲熒光材料DTC-pBPSB
藍(lán)光TADF分子DTC-mBPSB
熱活化熒光分子ACR-BPSBP
9-(6-(9-咔唑基)己基)咔唑(hCP)
溫馨提示：僅用于科研
小編zhn2022.01.22
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