由于成本效益高、成膜性优异、与柔性基底兼容性好以及适合大规模生产等优点,发光聚合物受到广泛关注。TADF聚合物因其高效的反向系间窜越(RISC)过程,理论上可实现100 %的内量子效率,在OLED领域具有很大的应用潜力。然而,与TADF发光小分子相比,TADF聚合物的发展相对滞后,尤其是在实现高色纯度的蓝光发射方面。
与非共轭TADF聚合物相比,共轭TADF聚合物更容易获得出色的电荷传输能力,从而有助于提高电致发光(EL)性能。然而,由于主链共轭延伸的内在特性,共轭TADF聚合物通常会表现出比其TADF单元红移的光致发光(PL)光谱。因此,开发具有蓝光发射和高色纯度的共轭TADF聚合物仍然是一个重大挑战。尽管非共轭蓝光TADF聚合物已取得进展,但通过空间电荷转移构建蓝光TADF聚合物的报道仍然罕见。

图1:先前工作与本工作的设计策略对比
针对以上关键问题,深圳大学杨楚罗教授、黄忠衍助理教授团队设计了一种新颖的合成策略,通过将多共振(MR)单元作为侧基接到聚(3,6-咔唑)(PCz)主链上,通过MR单元氮原子的单侧对位碳位置进行连接,设计并合成了一系列蓝光MR-TADF共轭聚合物。

图2:基于PCzPBNx器件的发光性能
光谱研究发现,在溶液中,PCzPBNx显示出双发射特性,主要PL峰出现在456 nm,较弱的PL峰出现在420 nm。在薄膜中,所有聚合物均展现出蓝光发射,PL峰在459-477 nm之间,FWHM在24-27 nm之间。与PBN单元相比,PCzPBNx的PL峰红移了8-16 nm,但红移程度小于之前具有双边增强SRCT的PCzDBNx。在电致发光器件中,基于PCzPBN5的器件展现出最佳性能,EQE最大值达到10.1%,CIE坐标为(0.14, 0.12),FWHM为31 nm,峰值在462 nm,是目前已报道的基于MR-TADF共轭聚合物的蓝光OLED中CIEy值低于0.15的最佳性能。
这项工作为开发具有高色纯度蓝光发射的MR-TADF共轭聚合物提供了新的设计思路,对于推动窄带蓝光OLED的发展具有重要意义。
相关成果以标题“Blue Multiresonance Thermally Activated Delayed Fluorescence Conjugated Polymers for Solution-Processable Narrowband Blue Organic Light-Emitting Diodes with High Color-Purity”发表于Macromolecules上。文章第一作者为深圳大学汪涛,通讯作者为深圳大学杨楚罗教授、黄忠衍助理教授。
论文信息:
标题:Blue Multiresonance Thermally Activated Delayed Fluorescence Conjugated Polymers for Solution-Processable Narrowband Blue Organic Light-Emitting Diodes with High Color-Purity
全文链接:https://doi.org/10.1021/acs.macromol.4c02674