化学科学学院彭谦课题组在新型有机发光二极管发光材料的理论设计方法取得重要进展

  • 化学科学学院
  • 日期:2022-12-31
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       具有热活化延迟荧光(TADF)的电致发光材料由于其100%的激子利用率在有机发光二极管器件(OLED)应用中具有巨大的潜力,成为该领域流行的第三代OLED发光材料,但是设计出高性能的TADF材料具有极大的挑战性。从低能量的三线态到高能量的单线态的反系间窜越(rISC)过程是TADF现象发生的关键。人们通常采用具有较大二面角的扭曲型给体-受体(D-A)有机分子模板来最大程度地减少单重态-三重态能隙(ΔEST),加快rISC过程,提高发光效率;但是过大的二面角也将大大减慢辐射过程,降低发光效率,这成为难以调和的矛盾。

       中国科学院大学化学科学学院彭谦团队,从微观角度探索了有机分子的TADF性能与二面角大小相关联的物理起源,提出D-A型TADF分子的二面角(qDA)在接近80°时能够实现TADF性能的最大化。以CzBP为分子模板,通过简单的甲基策略成功实现了最优二面角的调控,得到了具有优越的TADF性能的CzBP-1M分子,并得到了实验验证。这将为设计合成高性能TADF材料体系提供了指导性思路。而且,qDA接近80°将可以作为高性能D-A型TADF分子的结构描述符,用于基于机器学习的TADF材料的分子筛选和开发。

       该研究结果于近日以题为“Optimal Dihedral Angle in Twisted Donor–Acceptor Organic Emitters for Maximized Thermally Activated Delayed Fluorescence”的文章发表在Angew. Chem. Int. Ed.期刊上。该工作得到了国家自然科学基金等项目的资助。

       原文链接:https://doi.org/10.1002/anie.202213463