本技术属于有机光电材料技术领域,具体涉及一类吲哚并吲哚喹喔啉并吩嗪MR‑TADF蓝光材料的制备及应用。该类材料具有刚性大平面骨架,有多个化学位点修饰,可通过简单调控外围挂接基团,实现材料的高效、窄光谱带蓝光发光。热分解温度高达426.1℃,具有良好的热稳定性,在甲苯溶液中的光致发光最大发射峰位于458 nm,其半峰宽为40 nm,荧光量子效率为78.2%,获得的掺杂蓝光电致发光器件的最大发射峰位于468 nm和色坐标为(0.15,0.25),对应的最大外量子效率(EQE)为15.2%。该类结构创新、可扩展性多的MR‑TADF蓝发光材料,具有诱人的应用前景。
背景技术
自2016年T. Ikuta课题组首次报道多重共振(MR: multiple resonance)效应诱导的热活化延迟荧光(TADF: thermally activated delayed fluorescence)材料以来(Advanced Materials, 2016, 28, 2777-2781),由于该类材料表现出的窄带发射、高发光量子效率(PLQY)和不同极性溶剂中的小的Stokes位移等特性,在OLED等领域引发了广泛研究。
MR-TADF材料分子通常具有平面且刚性的多环芳香族杂环结构,杂原子打断分子的电子云分布,从而引发杂原子互补共轭效应之间的多重共振效应,诱导了分子的最高占据轨道(HOMO)和最低未占据轨道(LUMO)在相邻原子上的交替定位,不仅产生了较小的ΔEST
,实现TADF特性,而且产生了较浅的势能面,从而实现独特的窄带发射(FWHM<50 nm)。当分子被激发至单线态或辐射跃迁回基态时,其电子云密度会在相邻原子间产生短程电荷转移(Short-Range Charge Transfer, SRCT),这种特殊的SRCT方式,不同于传统D-A型TADF的分子内电荷转移(ICT)方式,反而类似于一种局域激发(Locally Excited, LE),保持了电子-空穴重叠,使MR-TADF材料可以获得较大的振子强度,这有助于提高光致发光量子产率(PLQY)和辐射跃迁速率。此外,SRCT还有助于消除由于高度共轭结构引起的LE发射的光谱精细结构,使得MR-TADF材料的发光光谱更加平滑,进一步提高了发光色纯度。
2019年,Shuit-Tong Lee报道了基于MR-TADF型材料喹啉酮[3,2,1-de]吖啶-5,9-二酮为活性层的蓝光OLEDs,获得的最大外量子效率为19.4%和半峰宽为39 nm (Adv.Optical Mater. 2019, 1801536);2024年王利祥课题组将MR-TADF材料5tCzPPm作为敏化剂,获得的溶液法深蓝光OLEDs的最大外量子效率为15.6,展现了MR-TADF材料在OLEDs潜在的应用前景。
实现思路