【资讯】有机发光二极管-深蓝发光材料 | Nature Materials

实现高效、稳定、高色纯度的深蓝色有机发光二极管organic light-emitting diodes (OLEDs) 仍然极具挑战，主要原因是缺少兼具窄谱发射与高稳定性的发光材料。

近日，清华大学Chuanqin Cheng, Minqiang Mai，张东东Dongdong Zhang & 段炼Lian Duan等在Nature Materials上发文，提出了一种具有高度扭曲螺旋结构的多重共振multiple-resonance，MR发光材料，通过空间限制前沿分子轨道来decouple（解耦）辐射跃迁与结构畸变，同时减轻碳-氢键排斥和分子聚集引起的光谱展宽，从而实现稳定的深蓝色发射。

图1 三种化合物的分子结构和设计策略，以及其在基态（S0）和激发单线态（S1）状态下的优化结构和均方根位移（RMSD）分析。随着分子扭曲程度的增加（从BD-3Cz到BD-Cz-2CzO），S0到S1状态的RMSD值逐渐增大，提升了发射光谱的狭窄性。这归因于轨道限制效应，使得辐射跃迁与结构畸变解耦。

图2 单晶X射线衍射表征BD-2Cz-CzO和BD-Cz-2CzO的不同分子堆积行为。BD-Cz-2CzO具有高度扭曲螺旋结构，有效地扩大了分子间的距离，减少了π-π相互作用和聚集引起的光谱展宽。

图3 基于BD-Cz-2CzO单元OLED设备的EL光谱、EQE-L曲线。狭窄的深蓝色发射峰（λmax ≈ 463 nm，FWHM ≈ 13 nm），且CIE y坐标接近0.10，满足了超高清显示对蓝色的要求。S-SF设备实现了高达33.5%的最大外部量子效率（EQE），而S-TTA设备则展现了更长的操作寿命（LT90 = 676 h）。证明了BD-Cz-2CzO在单单元OLED设备中的优异性能。

图4 两种不同配置的UHT OLED设备（UHT-1和UHT-2）的EL光谱、EQE-L曲线和操作寿命。均实现了狭窄的深蓝色发射峰（λmax = 464 nm，FWHM = 14 nm），且CIE y坐标接近0.10。UHT-1设备展现了更高的最大EQE（46.3%），而UHT-2设备则实现了更长的操作寿命（LT90 = 539 h）

在溶液中，在460 nm处呈现锐线发射，半高宽full-width at half-maximum，FWHM仅为12 nm，且在不同极性体系中光谱几乎保持不变。还提出单色杂化串联unicolour-hybrid-tandem，UHT，有机发光二极管OLED结构，整合互补的激子捕获机制，以突破效率–寿命权衡，在色度坐标y = 0.10 时，实现39.7% 的外量子效率external quantum efficiency，EQE，并在初始亮度 1000 cd m?² 下，达到LT90 = 539 h 的更长寿命。

这种发光单元的堆叠顺序，因耦合输出效率与光电协同老化差异，使寿命产生近两倍变化。这种协同工程策略，为可用于超纯蓝有机发光二极管OLED显示材料产业化。

参考文献： 中国光学期刊网

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