超高清、廣色域有機發(fā)光二極管(OLED)顯示技術(shù)正引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展新趨勢，然而符合BT.2020色域標準的OLED產(chǎn)品仍然稀缺，開發(fā)高色純度發(fā)光材料體系及相關(guān)技術(shù)將成為推動OLED產(chǎn)業(yè)升級的關(guān)鍵。其中，藍光材料的設(shè)計開發(fā)面臨著很大挑戰(zhàn)，尤其是其色純度、器件效率、效率滾降、穩(wěn)定性等難以兼顧。

　　中國科學院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所研究員盧燦忠課題組提出并闡述了多通道電荷轉(zhuǎn)移（MPCT）激發(fā)態(tài)的構(gòu)筑與調(diào)控策略，開發(fā)出一類基于可調(diào)控MPCT激發(fā)態(tài)的深藍光熱活化延遲熒光（TADF）材料。

　　該研究以C1-N鍵連的雙咔唑衍生物為多功能電子給體（D1-D2），以多重共振型硼氧稠環(huán)為電子受體（A），設(shè)計合成了一類D1-D2-A型TADF分子。理論和實驗結(jié)果表明，這種三維分子結(jié)構(gòu)可以構(gòu)建包括空間電荷轉(zhuǎn)移、化學鍵電荷轉(zhuǎn)移和多重共振電荷轉(zhuǎn)移在內(nèi)的多通道電荷轉(zhuǎn)移激發(fā)態(tài)。通過調(diào)節(jié)D1和D2單元的相對和總體給電子強度，可以對激發(fā)態(tài)的躍遷組成和能級進行精準調(diào)控，最終實現(xiàn)高效藍光發(fā)射和較高的反向系間竄越速率。同時，由于剛性三維結(jié)構(gòu)和外圍惰性基團叔丁基抑制分子間非輻射能量轉(zhuǎn)移，材料的發(fā)光濃度淬滅效應(yīng)得到顯著抑制。

　　除了發(fā)光性能，該類材料還表現(xiàn)出優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。分子BO-BTC熱分解溫度達414?°C，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高達194?°C。以BO-BTC作為客體發(fā)光材料，實現(xiàn)了滿足BT.2020標準的高效深藍光OLED，器件最大外量子效率（EQEmax）為24.7%，色坐標為（0.156，0.038），藍光指數(shù)超過232 cd A −1。值得注意的是，在20-50 wt%的寬摻雜范圍內(nèi)器件EQEmax均大于21%，展現(xiàn)出很小的濃度淬滅。同時，由于具有較高的反向系間竄越速率，BO-BTC還可以作為敏化劑使用，以BO-BTC作為窄譜帶藍光客體v-DABNA的敏化劑所制備的敏化藍光器件EQEmax達37.9%，色坐標為（0.118，0.106），藍光指數(shù)高達308 cd A −1。

　　基于BO-BTC的藍光OLED，無論是作為發(fā)光客體還是敏化劑，器件效率和色純度在同類器件中均表現(xiàn)突出，展現(xiàn)出應(yīng)用潛力。研究結(jié)果表明，通過合理設(shè)計D1-D2-A型分子結(jié)構(gòu)來構(gòu)建和調(diào)控MPCT激發(fā)態(tài)，能夠有效解決深藍光TADF材料設(shè)計中發(fā)光效率、色純度和反向系間竄越速率難以平衡的關(guān)鍵問題。這種分子設(shè)計策略允許給受體在類型和數(shù)量上的多樣化組合，為開發(fā)超高清顯示所需的高性能深藍光材料提供了新的研究思路。

　　相關(guān)研究成果以Thermally Activated Delayed Fluorescence Materials Featuring Multi-Pathway Charge Transfer for High-Efficiency BT.2020-Compliant Deep-Blue OLEDs為題，發(fā)表在《德國應(yīng)用化學》上。研究工作得到國家自然科學基金、福建省自然科學基金、閩都創(chuàng)新實驗室基金等的支持。

分子設(shè)計策略

理論計算結(jié)果：激發(fā)態(tài)構(gòu)型、能級、躍遷組成、旋軌耦合等

電致發(fā)光性能