熱活化延遲熒光(TADF)材料被引入有機發光二極管(OLED)領域以來,因其無需重金屬即可實現100%的理論內量子效率備受關注。相比于小分子,TADF聚合物具有天然的可溶液加工特性,可以有效降低OLED制備成本。然而,傳統TADF聚合物因分子骨架中給受體結構的扭曲振動和共軛效應,普遍存在發射光譜較寬(半峰寬FWHM達70-120 nm)的問題,嚴重制約了其在超高清顯示領域的應用。在熱活化延遲熒光(TADF)聚合物中實現高效和窄帶發射仍然是一項艱巨的挑戰。
常州大學王亞飛教授團隊聯合北京化工大學任忠杰教授團隊、韓國成均館大學Jun Yeob Lee教授團隊,提出了一種基于硅-碳σ鍵飽和間隔基的創新分子設計策略。研究團隊在多諧振(MR-TADF)發光單元與聚咔唑主鏈之間引入三維剛性結構的四芳基硅烷(TPS)間隔基,成功制備出兼具窄帶發射與高效率的TADF聚合物PSi系列(PSi1、PSi3、PSi6)。在甲苯溶液中,所有聚合物均顯示窄帶發射,半峰寬(FWHM)值為28-30 nm。由于高效的反向系統間竄越過程,聚合物PSi3在摻雜薄膜中具有最高的光致發光量子產率,達到97%。基于PSi3的溶液處理器件表現出最佳性能,最大外部量子效率(EQEmax)為28.8%,FWHM為42 nm。通過使用TADF分子5Cz-TRZ作為敏化劑,實現了EQEmax為30.2 %的器件性能,在迄今為止報道的MR-TADF聚合物中處于第一梯隊。這項工作通過控制MR-TADF發光單元和聚合物主鏈之間的σ鍵飽和間隔基,為獲得高效和窄帶發射的TADF聚合物提供了一種有效的策略。
相關成果以題為《Narrowband Emissive Solution-Processed Polymer Organic Light-Emitting Diodes with External Quantum Efficiency Above 30%》發表于材料科學頂刊《Advanced Materials》,常州大學華磊博士為第一作者,常州大學王亞飛教授、北京化工大學任忠杰教授及韓國成均館大學Jun Yeob Lee教授為共同通訊作者。
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