有机发光二极管(OLED)显示技术在虚拟现实(VR)、增强现实(AR)和元宇宙等尖端技术领域的迅速崛起,这一技术因其卓越的性能而有望成为人机交互的优越媒介。然而,实现OLED卓越电致发光性能的关键在于高内部量子效率(IQE),而当前蓝色发光材料在效率和长期稳定性方面存在挑战,限制了OLED技术的进一步发展。因此,开发新型的深蓝色发光材料,特别是能够实现100% IQE的热激子发射材料,对于推动OLED技术的进步具有重要意义。
自然跃迁轨道(NTOs)图展示了2ANAC分子S1至S5状态的跃迁特性,显示了由于分子对称性导致的能级简并。S1至S4状态的振子强度接近零,表明这些状态几乎没有发光特性,而S5状态具有较高的振子强度,表明其为高发光效率的局域激发态。这支持了2ANAC分子可能表现出反Kasha发射现象的假设。
紫外-可见吸收和光致发光(UV-vis ABS和PL)光谱图展示了2ANAC在不同溶剂中的UV-vis吸收和PL光谱,以及溶致变色Lippert-Mataga模型和瞬态PL光谱。2ANAC在不同极性溶剂中显示出强烈的局域激发态特性,且在高极性溶剂中出现了CT态的发射峰。这表明2ANAC的发射特性受到溶剂极性的影响,且高极性溶剂可能诱导分子构型转变,从而影响其发光特性。
非掺杂OLED器件结构和性能图展示了基于2ANAC的非掺杂OLED的器件结构、能量图、电流密度-电压-亮度(J-V-L)特性、外部量子效率(EQE)-亮度曲线以及瞬态电致发光(EL)测量。基于2ANAC的非掺杂OLED展现了出色的性能,包括高EQE、窄半高宽(FWHM)和慢效率滚降。瞬态EL测量表明,EL发射主要来自快速的单重态激子发射,这与2ANAC的热激子性质和快速intersystem crossing一致。
文章通过设计和合成一种新型的深蓝色热激子发光材料2ANAC,实现了高效率和高色彩纯度的OLED显示技术,其创新的分子结构和反Kasha发射现象的应用,不仅推动了深蓝色OLED性能的显著提升,还为未来高性能、窄带发射材料的设计提供了新的思路和策略,有望对OLED显示技术的发展产生深远影响。