正文
本文中,作者在對ν-DABNA化合物進行氮雜?基團的修飾后實現(xiàn)了高效的超純藍光發(fā)射(Figure 1a),強給電子特性促使其LUMO能級降低(Figure 1b),波長發(fā)生移動。Az的給電子能力與咔唑(Cz)和二苯胺(DPA)基團相當(Figure 1c)。從三種基團的構象中也可以看出Az的HOMO-LUMO軌道可以發(fā)生有效的分離,從而也導致ν-DABNA化合物的波長藍移了10 nm。同時,作者還證明了該材料的OLED器件具有良好的耐用性,進一步揭示了Az基團對器件穩(wěn)定性能的影響機制。
(圖片來源:Adv. Mater.)
Scheme 1. ν-DABNA-Azy衍生物的合成路線
(圖片來源:Adv. Mater.)
ν-DABNA-Az1和ν-DABNA-Az2的合成遵循相同的序列,涉及逐步Buchwald-Hartwig胺化反應以引入Az部分,產(chǎn)生前體化合物1和2。隨后進行一次性雙硼化。
接下來,作者對1-wt%-ν-DABNA-Az摻雜的PMMA薄膜進行了光物理性能的測試(Figure 2)。ν-DABNA-Az衍生物的激發(fā)態(tài)特征與ν-DABNA類似,展現(xiàn)出窄帶發(fā)射、相對較小的斯托克斯位移、ΔEST較小和大的kRISC特征。對比之下,ν-DABNA-Az衍生物的光譜范圍更偏向于藍光區(qū)域,與理論結(jié)果相符合。所有ν-DABNA-Az衍生物的發(fā)射峰值位于458 nm,對比ν-DABNA的光譜有7 nm的藍移。同時,該衍生物的半高峰寬小于20 nm,光致發(fā)光量子產(chǎn)率(PLQY)大于80%,77 K下的ΔEST小于20 meV。此外,ν-DABNA-Az衍生物的kRISC與ν-DABNA相當。因此,引入Az基團的策略可以在不影響化合物光物理性能的前提下提高其色純度。
最后,作者制備了基于Az衍生物的深藍光OLEDs以研究其結(jié)構對器件電致發(fā)光性能的影響(Figure 3)。DOBNA-OAr作為一種主體材料具有相對較高的T1水平和HOMO-LUMO水平,因而可以和ν-DABNA衍生物實現(xiàn)有效的電荷重組(Figure 3a)。相比于PMMA中的PL光譜,ν-DABNA-Az衍生物的EL光譜的發(fā)射峰值在458-459 nm,相比ν-DABNA具有明顯的藍移(Figure 3b)。另一方面,由于Az基團的位阻作用導致ν-DABNA-Az衍生物與DOBNA-Oar的相互作用較弱,主客體之間的能量傳遞并不完全,有利于使體系的波長藍移并且光譜變窄。由于ν-DABNA-Az2的“空間保護”作用,其與DOBNA-Oar形成的相互作用更弱,因而展現(xiàn)出更好的EL光譜。如Figure 3c所示,ν-DABNA-Az1和ν-DABNA-Az2能夠?qū)崿F(xiàn)更高的色純度,CIE坐標分別達到了(0.136,0.083)和(0.140,0.06)。此外,器件還表現(xiàn)出了優(yōu)異的半導體性能,開啟電壓低至3.0 V,外量子效率超過30%(Figure 3d,e)。一般而言,主客體間的高摻雜濃度會使器件的效率滾降,因此低濃度下器件的色純度會提高。作者證明了器件具有較高的電流效率(CE)和功率效率(PE),更有利于實現(xiàn)高性能深藍光OLED(Figure 3f)。盡管相比于ν-DABNA,ν-DABNA-Az3的發(fā)射光譜發(fā)生了藍移,但是兩者的使用壽命相當(Figure 3g)。因此,本文中所制備的OLED的壽命與商用藍光器件的壽命類似。采用Az修飾的ν-DABNA化合物表現(xiàn)出高PE、良好的使用壽命和色純度(Figure 3h,i)。
總結(jié)
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