北京化工大学Macromolecules: 具有可调节激发态的热致延迟荧光共轭聚合物在溶液加工OLEDs上的应用

【引言】

目前，被报道的聚合物发光二极管主要是基于聚对苯撑乙烯，引起了极大的关注。多种共轭聚合物作为潜在的发光材料被广泛地研究和报导，尽管其内量子效率面临25%这个不可突破的限制。2011年，Adachi报导了首个具有高效热致延迟荧光性质的纯芳香化合物，其器件效率可以达到5.3%。按照类似的设计思路，多种具有电子给体-受体结构和不同发光波长的材料都被开发和报导。热致延迟荧光材料受到广泛关注的原因是因为低成本的溶液加工。

【成果简介】

近日，北京化工大学的任忠杰教授将咔唑衍生物引入具有热致延迟荧光性质的共轭聚合物主链上（DBTO2-PTZ）。咔唑部分不仅可以有效地抑制激子淬灭和非辐射跃迁，同时还可以调节分子轨道分布和激发态。在合成的三种聚合物中，COP-10在薄膜态拥有较高的k_RISC和量子产率，优化后的器件效率可以达到15.7%。该成果以题为"Efficient Thermally Activated Delayed Fluorescence Conjugated Polymeric Emitters with Tunable Nature of Excited States Regulated via Carbazole Derivatives for Solution-Processed OLEDs"发表在Macromolecules上。

【图文导读】

图1. Homo,Cop-50和Cop-10的分子结构，前线轨道分布和电子能级图

图2. Homo,Cop-50和Cop-10的紫外-可见吸收光谱和荧光光谱

图3. Homo,Cop-50和Cop-10的NTO分析 

图4. Homo,Cop-50和Cop-10在室温不同溶剂中的发射光谱，和相应的Lippert-Mataga图

图5. Homo,Cop-50和Cop-10瞬态荧光衰减 

图6. 器件结构和相应的能级图

【小结】

在这个工作中，作者将咔唑衍生物引入具有热致延迟荧光性质的共轭聚合物主链上（DBTO2-PTZ）。咔唑部分不仅可以有效地抑制激子淬灭和非辐射跃迁，同时还可以调节分子轨道分布和激发态。在合成的三种聚合物中，COP-10在薄膜态拥有较高的k_RISC和量子产率，优化后的器件效率可以达到15.7%。

文献链接：Efficient Thermally Activated Delayed Fluorescence Conjugated Polymeric Emitters with Tunable Nature of Excited States Regulated via Carbazole Derivatives for Solution-Processed OLEDs (Macromolecules, 2018, DOI: 10. 1021/acs.macromol.8b00565)

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