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【Angew】利用分子设计实现高效窄带隙绿色OLED材料 ​

总结 ​

本研究通过将“奈”单元引入BN掺杂的芳香化合物框架，合成了两种新型绿光发射材料NT-2B和NT-3B，这些材料具有窄带靠近BT.2020标准的发射光谱特性和高的电光性能。 image.png

摘要 ​

在本研究中，研究者们采用了一种创新的分子设计策略，通过将“奈”单元引入BN掺杂的芳香化合物框架，成功合成了两种新型绿光发射材料NT-2B和NT-3B。这两种材料的发射峰分别为510和511 nm，具有极窄FWHM值，分别为15和14 nm，且NT-2B的荧光量子产率（PLQY）高达92.5%。研究还表明，尽管这两种分子具有较长的激子生命周期（约4-10 ms），但几乎没有长生命周期激子（Φd约0.2%-0.4%），并且具有快速的辐射衰减率和缓慢的非辐射衰减率。基于NT-2B的有机发光二极管（OLED）实现了高达30.6%的外部量子效率（EQE），其发射峰为517 nm，CIE_y_值为0.74，FWHM为21.4 nm，接近BT.2020绿光的CIE_y_标准值0.797。此外，研究还揭示了NT-2B基OLED的生命周期与商业应用的Ir(ppy)3相当，表明其具有显著的商业潜力。 image.png

观点 ​

  • 研究者们通过将“奈”单元引入BN掺杂的芳香化合物框架，实现了对分子发射光谱的精确调控，使得发射峰达到了BT.2020绿光标准。 image.png

  • NT-2B和NT-3B分子的设计不仅实现了绿色光谱的精确调整，而且保持了高的PLQY和优异的电光性能。 image.png

  • 通过理论计算和实验数据，研究者们发现NT-2B和NT-3B分子的前体MOs具有非结合性质，这有助于减少振动耦合和振动放松，从而实现了极窄的发射带。 image.png

  • NT-2B和NT-3B分子的MR效应显著减少了它们的重组能量和Huang-Rhys因子，这对于实现窄带发射至关重要。 image.png

  • 基于NT-2B的OLED展示了高效率和高色彩纯度的电光性能，其EQE高达30.6%，FWHM为21.4 nm，CIE_y_值为0.74，与BT.2020绿光标准非常接近。 image.png

  • NT-2B和NT-3B分子的单晶结构研究表明，分子之间的相互作用强化了其刚性的分子框架，减少了非辐射衰减过程。 image.png

  • 通过使用Ir(ppy)3作为宿主材料，研究者们制备了基于NT-2B和NT-3B的三元组合的OLED，进一步提高了设备的电光性能。

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参考文献 ​

Feng, T.; Nie, X.; Liu, D.; Wu, L.; Liu, C. Y.; Mu, X.; Xin, Z.; Liu, B.; Qi, H.; Zhang, J.; Li, W.; Su, S.; Ge, Z. Multiple Resonance Quasi‐fluorescence from BN‐Doped Aromatic Compounds Modified with “Naphthalene” Units Approaches the BT.2020 Green Light Standard. Angew Chem Int Ed 2024, e202415113. https://doi.org/10.1002/anie.202415113.