上海大学王子兴博士课题组：在TADF材料方面取得系列研究进展

【成果简介】

近日，新型显示技术及应用集成教育部重点实验室王子兴博士课题组在热活化延迟荧光(TADF)材料应用于OLED方面取得系列研究进展。研究结果近期以题为“Stable green phosphorescence organic light-emitting diodes with low efficiency roll-off using a novel bipolar thermally activated delayed fluorescence material as host”发表在著名期刊Chemical Science（影响因子 9.14）, ACS Applied Materials & Interfaces（影响因子7.14）, Journal of Materials Chemistry C（影响因子5.06）上。该系列工作上海大学均为第一完成单位。

【图文导读】

图1 在B3LYP / 6-31G等级获得的用于DPDDC的HOMO和LUMO的优化几何形状和分子轨道表面

a）优化几何图像

b）DPDDC在最高占据分子轨道（HOMO）和最低未占分子轨道（LUMO）状态下的分子轨道分散

图2 用于OLED的化合物的器件结构和化学结构

为了评估DPDDC作为绿色PhOLED中的主体材料的性能，并揭示了TADF性能对器件性能的影响，制作了一组绿色发光器件。OLED结构是：铟锡氧化物(ITO)/2T-NATA (25 nm)/NPB(5 nm)/TCTA (10 nm)/10 wt% (tpy) ₂Iracac：DPDDC（装置A-1）或10wt ％（ppy）₂ Iracac：DPDDC（装置B-1）或10wt％（mdppy）₂ Iracac：DPDDC（装置C-1）（20nm）/TPBi（30nm）/ Liq（1nm）/ Al（100nm）

【研究内容】

有机发光二极管OLED在手机、电视等平板显示和照明方面的应用引起了工业界和学术界的广泛关注。热活化延迟荧光（TADF）材料具有较小的单线态-三线态能级差，三线态激子可以通过反隙间穿越变成单线态激子而发光，如此可以充分利用电激发下形成的单/三线态激子能量，器件的内量子效率可以达到100%。同时，材料结构可以通过化学结构进行调控，性能稳定，无需昂贵的贵金属，是继有机荧光材料、有机磷光材料之后的第三代有机发光材料，在OLED、生物等领域应用前景广阔。

1.以三嗪骨架为基础获得的TADF材料，制备了效率高达93 lm/W稳定的绿光OLED器件，提出了TADF材料作为主体材料使用时在器件中能量的传递模型，为TADF材料的应用奠定了理论基础。(Chem. Sci.)

2.通过化学结构调控分子的HOMO和LUMO 能级实现对激基复合物能级的调控，实现了深蓝/纯蓝的TADF发光。同时以它们为主体材料实现了电流效率大于55 cd/A的蓝色磷光器件。此工作为获得深蓝TADF发光提供了另一个思路。(ACS Appl. Mater. Interfaces)

3.通过含氮材料与亚铜材料共蒸，获得了具有TADF发光的铜配合物，以它们为发光层，实现了外量子效率大于17%的OLED器件，这可以和传统的铱金属配合物相媲美。此研究结果通过常规的含氮有机材料与铜源共蒸获得TADF材料，为开发廉价的铜金属配合物应用于OLED提供新方法。(J. Mater. Chem. )

该系列研究工作得到了国家自然科学基金，973研究计划支持，具体工作由新型显示教育部重点实验室和理学院化学系的研究生共同合作完成，充分体现了新型显示教育部重点实验室在学科交叉融合、建设方面的成功。

原文链接：http://news.shu.edu.cn/Default.aspx?tabid=454&ctl=Details&mid=1072&ItemID=39131&SkinSrc=[L]Skins/SHUnews_o/SHUnews_1

相关文献链接： Stable green phosphorescence organic light-emitting diodes with low efficiency roll-off using a novel bipolar thermally activated delayed fluorescence material as host（Chemical Science,2017,DOI：10.1039/C6SC03008D）

Manipulation of electron deficiency of δ-carboline derivatives as bipolar hosts for blue phosphorescent organic light-emitting diodes with high efficiency at 1000 cd m⁻² （ J. Mater. Chem. C,2017,DOI:10.1039/C6TC00804F）

Manipulation of Thermally Activated Delayed Fluorescence of Blue Exciplex Emission: Fully Utilizing Exciton Energy for Highly Efficient Organic Light Emitting Diodes with Low Roll-Off（ACS Appl. Mat. Interfaces,2017,DOI：10.1021/acsami.7b04987）

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