Chem. Eur. J. :硫原子修饰的非芳香胺类材料实现OLED中三线态激子的有效利用

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近日,华南理工大学苏仕健教授课题组发表了题为“Sulfur-Decorated Nonaromatic Amine Emitters Towards Efficient Triplet Exciton Utilization in Organic Light-Emitting Diodes”的概念文章,介绍了含硫原子的非芳香胺类材料在有机发光二极管(OLED)中的应用进展,展示了此类材料体系在三线态激子高效利用方面的优势,并指出了其目前面临的机遇与挑战。



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图1. 硫原子修饰的有机发光材料通过TADF及RTP机制实现对三线态激子的利用

经过三十余年的发展,OLED技术已经取得了重大进步,并广泛应用在多种显示产品上。在OLED器件中,空穴和电子由电极注入后复合,按照自旋统计学规律将产生25%的单线态激子和75%的三线态激子。开发能够有效利用三线态激子的高性能有机发光材料,对实现100%的电致激发态的利用至关重要。


与传统的含碳、氢、氮等轻原子的芳香胺类发光材料相比,硫原子不仅能够提供较强的给电子能力,同时其重原子效应及高阶(n=3)的外围n电子能够提供增强的自旋轨道耦合作用,在构建高效的有机电致发光材料方面展示出较大的优势。目前,已有一些基于硫原子修饰的高效非芳香胺类材料的报道,在自旋轨道耦合的促进作用下,其能够通过热活化延迟荧光(TADF)或室温磷光(RTP)发光机制,实现对器件中三线态激子的高效利用,在OLED器件中表现出优异的电致发光性能。


基于此,文章依据材料的发光机制,对含硫原子的非芳香胺类TADF材料和RTP材料的分子设计规则和光物理过程进行了详细介绍,总结了其在OLED器件中的电致发光性能,并指出了此材料体系目前在OLED器件应用中面临的关键问题和可能的解决途径,为设计高性能有机发光材料提供了新的视角。虽然目前的研究证实了其在构筑高效OLED器件方面的潜力,但相关材料体系的报道较少且材料的稳定性问题有待解决,仍需进一步的研究探索,以实现高效率、高稳定性的理想材料。

文信息

Sulfur-Decorated Nonaromatic Amine Emitters Towards Efficient Triplet Exciton Utilization in Organic Light-Emitting Diodes

Dr. Mengke Li, Prof. Shi-Jian Su


Chemistry – A European Journal

DOI: 10.1002/chem.202300368




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