beat365官网有机光电功能材料与器件团队刘煜教授&朱卫国教授在新型HLCT紫外发光材料方面取得新突破

紫外有机发光二极管(OLED)在激发光源、高密度信息存储、化学和生物传感器等领域具有广泛的应用前景而备受关注，但其发光效率和色纯度远远落后于可见光区域的OLED性能。目前紫外OLED 的研究工作主要集中在提高激子利用率和蓝移紫外发射波长，而具有高水平偶极比的紫外发光材料局限于传统荧光材料，且发光效率偏低。

为突破紫外发光效率瓶颈，beat365官网有机光电功能材料与器件团队刘煜教授&朱卫国教授研发了一类新型基于F原子侧链取代的高水平偶极比棒状杂化局域-电荷转移(HLCT)紫外发光材料。通过以氟化联苯为电子受体单元，3,6-二(叔丁基)-9H-咔唑为电子给体单元，构建了分子结构简单、材料易得的线性高效D-A-D型高水平偶极比棒状HLCT紫外发光材料CDFDB。

这类分子具有如下三个鲜明的结构特点：一是通过中心核受体单元上F原子的F···H-C非共价相互作用形成分子内构象锁，从而调控受体单元与给体单元之间的扭转角；二是F原子的强电负性增强了分子内的CT作用。三是F原子取代缩小了A单元宽度，增大了材料分子的长径比和水平偶极取向。这些结构特点赋予了CDFDB材料具有突出的HLCT特性。

图1. CDFDB和CDFB的a)分子设计策略示意图，b)分子结构和c)优化的S₀结构

   得益于HLCT高位能级高效的反向系间窜越 (hRISC) 特性和优异的光输出耦合效率，CDFDB 表现出窄光谱紫外发射（λ_PL：397 nm；FWHM：48 nm）、适中的PLQY（72%，Tol）和较大的水平偶极比 (θ//: 92%)；其OLED也呈现了优异的紫外电致发光性能，其电致发光效率EQE_max 高达12.0% ，发光波长为398 nm; 色坐标CIE_x,y为(0.161, 0.040) ，刷新了热激子紫外OLED的最高EQE_max记录。该工作不仅展示了简单而有效热激子紫外发光分子的设计策略，同时揭示了水平偶极取向工程策略在热激子紫外发光分子设计中的重要作用。

图2. a)CDFDB在不同溶剂中的PL光谱。 b)CDFDB的Lippert-Mataga图。 c)CDFDB在空气或氮气条件下的PL衰减曲线（激发波长：280 nm或320 nm）。 d)CDFDB的稳态时间分辨PL光谱。 e)CDFDB中涉及hRISC过程的NTO跃迁特性分析。 f)不同激发波长下CDFDB的hRISC机制示意图。

图3. a)基于CDFDB 的OLED器件结构。b)基于CDFDB(2.5 wt%) 的OLED 的 EL 光谱和相应的 PL 光谱。 c)CDFDB (2.5 wt%) 的 OLED 的 EQE-J 特性。插图为J-V-L 曲线。d)器件发光层的偏振角度相关 PL 测量图。e)不同驱动电压下CDFDB和MADN的瞬态EL光谱。f)不同电压下基于CDFDB 的OLED的MEL曲线。

   该研究工作日前以“Boosting External Quantum Efficiency to 12.0% of an Ultraviolet OLED by Engineering the Horizontal Dipole Orientation of a Hot Exciton Emitter”为题发表在化学、材料类国际顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》上。论文第一作者为beat365中国官方网站硕士研究生张凯，论文通讯作者为beat365中国官方网站刘煜教授和朱卫国教授，华南理工大学苏仕健教授和马东阁教授。beat365中国官方网站为论文第一完成单位，该研究得到了国家自然科学基金的资助支持。（通讯员/蔡震宇，审核/吴荷平）

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202407502