近日,香港科技大學(xué)唐本忠院士和華南理工大學(xué)馬東閣教授團(tuán)隊(duì)在Adv. Funct. Mater.發(fā)表了題為Highly Efficient Circularly Polarized Electroluminescence from Aggregation-Induced Emission Luminogens with Amplified Chirality and Delayed Fluorescence的文章,該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并合成了一系列具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光性能(AIE)和延遲熒光性質(zhì)的含手性聯(lián)萘結(jié)構(gòu)的發(fā)光對映體。由于其扭曲的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移效應(yīng)(TICT),這些分子在不同極性的溶劑中可以產(chǎn)生從綠色發(fā)射到紅光發(fā)射的發(fā)光性能。同時,它們的固體粉末顯示出明亮的固體發(fā)光性能,表現(xiàn)出強(qiáng)烈的AIE現(xiàn)象。利用這些手性的AIEgens作為CPOLED的發(fā)光層,其摻雜器件最高可達(dá)到9.3%的外量子效率和+0.026/-0.026的gEL (gEL, 對電致圓偏振發(fā)光的非對稱性程度定量化的值),其未摻雜器件最高可達(dá)到3.5%的外量子效率和+0.06/-0.06的gEL。與摻雜的CPOLED相比,由于未摻雜的CPOLED的發(fā)光層具有更強(qiáng)烈AIE效應(yīng),所以未摻雜的 CPOLED器件顯示出更高的gEL和更小的電流效率的滾降。
圖1:合成、單晶分析和理論計(jì)算
A:化學(xué)結(jié)構(gòu)式;
B:單晶結(jié)構(gòu)圖;
C: 分子前線軌道的電子云分布圖
圖2 :光物理性質(zhì)
A:室溫下在甲苯中的S-BN-CF,S-BN-CCB,S-BN-DCB和S-BN-AF的吸收光譜;
B:室溫下在甲苯中的S-BN-CF,S-BN-CCB,S-BN-DCB和S-BN-AF的熒光光譜;
C: 不同的THF/H2O混合溶劑中熒光光譜;
D:不同的THF/H2O混合溶劑中熒光強(qiáng)度和波長的變化趨勢;
E:在手持式UV燈的365nm紫外線照射下固體粉末的熒光照片。
圖3:手性光譜性質(zhì)
A: R/S-BN-CF,R/S-BN-CCB,R/S-BN-DCB和R/S-BN-AF在甲苯中的圓偏振發(fā)射譜圖;
B: R/S-BN-CF,R/S-BN-CCB,R/S-BN-DCB和R/S-BN-AF在純膜中的圓偏振發(fā)射譜圖;
C-D: S-BN和R-BN在甲苯溶液和純膜狀態(tài)下的gPL值 (gPL, 對光致圓偏振發(fā)光的非對稱性程度定量化的值)。
圖4:圓偏振發(fā)射有機(jī)發(fā)光二極管性能
A-B:摻雜的電致發(fā)光光譜圖;
C-D:電流密度-電壓-亮度特性;
E-F:外部量子效率(EQE)相對于CPOLEDs的電流密度圖的電致發(fā)光光譜。
圖5:圓偏振發(fā)射有機(jī)發(fā)光二極管gEL性能
A-B:在摻雜膜和純膜狀態(tài)下,R/S-BN-CF的gEL與發(fā)射波長關(guān)系圖;
C-D:在摻雜膜和純膜狀態(tài)下,S-BN和R-BN在最大發(fā)射波長下計(jì)算的gEL的示意圖。
該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并合成了一系列具有延遲熒光和AIE性質(zhì)的手性對映體。對于CPOLED中的S/R-BN-CF,摻雜器件最高可達(dá)9.3%的外量子效率和+0.026/-0.026的gEL,其未摻雜器件最高可達(dá)到3.5%的外量子效率和+0.06/-0.06的gEL。與摻雜的CPOLED相比,由于未摻雜的CPOLED的發(fā)光層具有更強(qiáng)烈AIE效應(yīng),所以未摻雜的 CPOLED器件顯示出更高的gEL和更小的電流效率的滾降。同時,通過改變分子中的電子給體的化學(xué)結(jié)構(gòu),可得到具有多色光譜的CPOLED的電致發(fā)光。就目前而言,這是基于手性有機(jī)小分子的CPOLED的第一例報(bào)道。研究小組的宋峰巖博士稱,這一研究成果進(jìn)一步證明了手性的AIE材料在有機(jī)固體發(fā)光器件中的巨大應(yīng)用價(jià)值和商業(yè)前景。同時該成果已申請專利,而且已有多家商業(yè)跨國公司表現(xiàn)出了巨大的興趣。
論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201800051
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