基于蒽核的高性能深蓝光“热激子”材料

许雷; 俞越; 潘玉钰; 王博涵; 应磊; 马於光

doi:10.37188/CJL.20230137

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基于蒽核的高性能深蓝光“热激子”材料

特邀报告 | 更新时间：2023-08-02

- 基于蒽核的高性能深蓝光“热激子”材料
  增强出版
- High-performance Deep Blue “Hot Exciton” Materials Based on Anthracene
- 发光学报 2023年44卷第7期页码：1300-1307
- 作者机构：
  
  1.华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室，广东广州　510640
  2.东莞伏安光电科技有限公司，广东广州　510006
  3.沈阳工业大学石油化工学院，辽宁辽阳　111003
- 作者简介：
  
  [ "许雷（1995-），男，山东枣庄人，博士研究生，2020年于青岛科技大学获得硕士学位，主要从事“热激子”发光材料的器件物理与激发态性质的研究。 E-mail： 313437115@qq.com" ]
  [ "俞越（1993-），男，浙江绍兴人，博士，2020年于浙江工业大学获得博士学位，主要从事有机发光材料（包括离子型荧光染料、有机窄发射材料、“热激子”发光材料的光物理与激发态性质）研究及产业转化。 E-mail: yuyue924@scut.edu.cn" ]
  [ "应磊（1983-），男，安徽阜阳人，博士，研究员，博士生导师，2009年于华南理工大学获得博士学位，主要从事有机光电功能材料研究及产业转化（包括高迁移率有机半导体材料、有机光伏及光探测材料、柔性AMOLED发光层材料的开发及产业化放大关键技术）。 E-mail： msleiying@scut.edu.cn" ]
  [ "马於光（1963-），男，吉林长春人，博士，教授，博士生导师，中国科学院院士，1991年于吉林大学获得博士学位，主要从事有机半导体材料光电、铁磁、热电、场效应晶体管、电化学等性质的研究与应用。 E-mail： ygma@scut.edu.cn" ]
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划(2020YFA0714604);国家自然科学基金(U20A6002;91833304;51521002);广东省基础与应用基础研究重点项目(2019B030302007);广州市科技计划研究与发展基金(202007020004);广东省自然科学基金(2019B121205002);广东省分子聚集发光重点实验室(2019B030301003)
- DOI：10.37188/CJL.20230137
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许雷,俞越,潘玉钰等.基于蒽核的高性能深蓝光“热激子”材料[J].发光学报,2023,44(07):1300-1307.

XU Lei,YU Yue,PAN Yuyu,et al.High-performance Deep Blue “Hot Exciton” Materials Based on Anthracene[J].Chinese Journal of Luminescence,2023,44(07):1300-1307.
许雷,俞越,潘玉钰等.基于蒽核的高性能深蓝光“热激子”材料[J].发光学报,2023,44(07):1300-1307. DOI： 10.37188/CJL.20230137.

XU Lei,YU Yue,PAN Yuyu,et al.High-performance Deep Blue “Hot Exciton” Materials Based on Anthracene[J].Chinese Journal of Luminescence,2023,44(07):1300-1307. DOI： 10.37188/CJL.20230137.

摘要

蓝光OLED材料是电致发光领域的关键和难点。基于高能激发态转换的“热激子”材料表现出优异蓝光材料的潜能。本文通过调节给受体的推拉电子能力，以蒽为核心构筑单元、三苯基苯为弱给体、苯氰基为受体，设计合成了一种新型D⁃π⁃A结构分子TACN。扭曲的三苯基苯提供了高度扭曲的分子构象，有效减弱了聚集态下的猝灭效应，因此TACN表现出高的荧光量子产率（聚集态下47%）。实验结果和理论分析表明，TACN具备“热激子”特征，其大的T,2,⁃T,1,能隙（1.45 eV）有效阻碍了从T,2,到T,1,的内转换（IC）过程，而小的T,2,⁃S,1,能差（0.18 eV，T,2,>, S,1,）有利于促进反向系间窜越（RISC）过程。基于TACN的非掺杂器件表现出深蓝色发射（,λ,max,= 444 nm），半峰宽（FWHM）为59 nm，色坐标为（0.17，0.13）。其最大外量子效率（EQE,max,）为8.3%，相应的激子利用率（EUE）最高为88.7%。

Abstract

The blue OLED material plays a vital role in the field of electroluminescence. Based on high-energy excited state transition， the “hot exciton” materials show the potential of excellent blue light emitting. We designed and synthesized a novel D-π-A structure molecule TACN using anthracene as the core building unit， triphenylbenzene as the weak donor and phenylcyanogen as the acceptor by adjusting the ability of pushing and pulling electrons. Distorted triphenylbenzene provides a highly distorted molecular conformation， which effectively attenuates the quenching effect in the aggregated state. Therefore， TACN exhibits a high fluorescence quantum yield （47% in the aggregated state）. The experimental results and theoretical analysis show that TACN has the “hot exciton” characteristic， and its large T,2,-T,1, gap （1.45 eV） effectively hinders the internal conversion （IC） process from T,2, to T,1,， while its small T,2,-S,1, energy difference （0.18 eV， T,2,>, S,1,） facilitates the reverse intersystem crossing （RISC） process. Non-doped devices based on TACN exhibit dark blue emission （,λ,max,= 444 nm）， full width at half maximum （FWHM） of 59 nm， and color coordinates of （0.17， 0.13）. Its maximum external quantum efficiency （EQE,max,） is 8.3% and corresponding exciton utilization （EUE） is up to 88.7%.

关键词

有机发光二极管热激子蓝光材料蒽反向系间窜越

Keywords

organic light emitting diodeshot excitonblue emitteranthracenereverse intersystem crossing

references

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