基于素的分子内电荷转移化合物:计算分子设计,热激活的延迟光和高效的红色电解发光
Qisheng Zhang1, Hirokazu Kuwabara, William J Potscavage
1Center for Organic Photonics and Electronics Research (OPERA), Kyushu University , 744 Motooka, Nishi-ku, Fukuoka 819-0395, Japan.
设计高效的红色有机发光二极管 (OLED) 需要克服光分子中的非辐射衰变. 这项研究表明,在捐赠-接受系统中增加分子距离可以提高光率并减少能量差距,从而导致更好的红光发射.
科学领域:
- 有机电子学有机电子学
- 材料科学是一种材料科学.
- 光物理学的光学物理学
背景情况:
- 红色光分子通常由于能量差距定律而表现出高的非辐射内部转换率 (k IC).
- 有机发光二极管 (OLED) 的高效红色发射器需要较高的光率 (k) 和单元和三元状态 (ΔE) 之间的能量差异很小.
研究的目的:
- 研究红色热激活延迟光 (TADF) 发射器在光物理性质上增加供体-接受器距离的影响.
- 设计和合成新的D-Ph-A-Ph-D型分子,并将其性能与D-A-D型对应物进行比较.
主要方法:
- 合成四个D-Ph-A-Ph-D类型分子与氨酸受体,桥和多种捐助者.
- 光物理特性,包括光和TADF组件的量子产量和寿命测量.
- 使用修正的时间依赖密度函数理论 (TD-DFT) 和分子模拟的计算分析.
主要成果:
- 所有合成的分子都表现出黄色至红色的TADF发射.
- 与D-A-A-D结构相比,D-Ph-A-Ph-D结构表现出增强的k(F) 没有增加DE(ST).
- 分子模拟表明,D-A分子中的扭曲和拉伸运动会对DE (ST) 和k (F) 产生负面影响,同时增加k (IC).
- 使用D-Ph-A-Ph-D分子制造的OLED实现了12.5% (624 nm) 和9.0% (637 nm) 的最大外部量子效率.
结论:
- 在分子内电荷转移分子中增加供体和受体单位之间的距离是开发高效的红色TADF发射器的可行策略.
- 在D-Ph-A-Ph-D分子中的桥增强了光效率,而不影响能量差距.
- 分子设计策略应考虑结构动态,以优化OLED中的TADF性能.
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