近年来,用于匹配广色域显示技术的最新BT. 2020色彩标准,对有机发光二极管(OLEDs)的色纯度提出了严格要求。目前,以多重共振(multi-resonance, MR)热活化延迟荧光(thermally activated delayed fluorescence, TADF)分子为客体发光材料,已经报道了一些高性能的满足BT.2020标准的绿色和红色电致发光器件。而符合BT.2020色域的深蓝光OLED则面临着更大的挑战,尤其是其色纯度、器件效率和效率滚降难以兼顾。
超荧光(HF)技术提供了一种更为灵活有效的方法,能够同时实现高色纯度、高效的器件效率和较低的效率衰减。在HF器件中,单重态和三重态激子可以通过敏化剂高效地收集,并通过荧光共振能量转移(FRET)过程传递到客体MR发光材料。因此,超荧光器件能够利用来自MR发光材料的高荧光量子产率(PLQY)和窄谱带发射优势,同时还能够受益于敏化剂赋予的高激子利用能力。然而,虽然目前已报道了一些符合BT. 2020标准的深蓝光MR发光材料,但由于缺乏与相应MR发光材料匹配的敏化剂,因此深蓝光OLED器件的性能仍远不如绿色和红色OLED器件。

图1:分子设计策略及分子结构
本研究提出了一种通过将MR型硼氧受体基团引入多叔丁基咔唑取代苯骨架中构建基于短程-长程杂化电荷转移激发态构筑的深蓝光TADF敏化剂。根据这个策略设计的TADF敏化剂材料兼具深蓝光发射(最大发射波长约455 nm),快速的辐射跃迁速率(kr达5.3 × 107 s-1)、快速的反向系间窜越速率(kRISC达5.9 × 105 s-1),和接近100%的PLQY。得益于这些优异的光物理性质,制备的超荧光器件实现了完全满足BT. 2020标准的深蓝光发射和接近40%的最大外量子效率,器件在高亮度下的器件效率滚降也得到大幅缓解。这项研究提供了一种新颖且有效的方法来解决OLED的效率滚降问题。

图2:电致发光器件性能

图3:敏化器件性能
相关成果以标题“Deep-Blue OLEDs with BT. 2020 Blue Gamut, External Quantum Efficiency Approaching 40%”发表于Advanced Materials(影响因子30.2,中科院JCR一区),深圳大学材料学院杨楚罗教授和邹洋副教授为本文的通讯作者。
论文信息:
标题:Deep-Blue OLEDs with BT. 2020 Blue Gamut, External Quantum Efficiency Approaching 40%
全文链接:https://doi.org/10.1002/adma.202419601