R1-OLED 在优化TADF材料外量子效率中的应用
利用有机发光材料角分辨光谱仪检测TADF材料的偶极子取向
【概述】有机发光二极管（OLED）以其自发光、高对比度和柔性设计等优势在显示领域具有广阔的前景，然而，其面临的发光效率仍然是技术发展的挑战。为持续提升发光效率，OLED 经历了一代荧光材料、二代磷光材料及目前三代热激活延迟荧光（TADF）材料。TADF 技术的引入将 OLED 材料的内量子效率提升至 100%。在此基础上，为最终提高 OLED 的发光效率（外量子效率），还需提升耦出效率。一种有效的方法是优化发光材料的水平取向偶极子比 Θ∥。
图1，OLED器件、典型绿色TADF材料分子及偶极子取向示意图
2022年，南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院解令海课题组在 Advanced Optical Materials 上发表了一篇题为《Donor Arylmethylation toward Horizontally Oriented TADF Emitters for Efficient Electroluminescence with 37% External Quantum Efficiency》的文章。作者采用芳基甲基化的策略，得到了具有高水平取向偶极子比（Θ∥）的两种热活化延迟荧光（TADF）材料 PFDMAC-TRZ 和 DPFDMAC-TRZ，制备了高达 37.0% 的外量子效率（EQE）的有机发光二极管。
【样品 & 测试】作者使用芳基甲基化方法，利用母体 DMAC-TRZ 分子与 9-苯基-9-芴醇进行 Friedel-Crafts 反应，成功合成了 PFDMAC-TRZ 分子和 DPFDMAC-TRZ 分子，如图2 所示。与母体相比，新合成分子具有更长的分子长度，这有助于提高水平取向偶极子比。
图2，3种材料分子结构示意图
为验证制备方法对提升水平取向偶极子比的有效性，作者采用有机发光材料角分辨光谱仪 R1-OLED 对 3 种材料分别进行了偶极子取向测量。图3 测量结果表明 PFDMAC-TRZ 和 DPFDMAC-TRZ 分子的 Θ∥ 较 DMAC-TRZ 分子分别提升了 7% 与 10%。最后，作者对基于 PFDMAC-TRZ 和 DPFDMAC-TRZ 分子的绿光 OLED 进行外量子效率测量，其效率高达 35.1% 与 37.0%，进一步证实了高水平取向偶极子比对提升外量子效率的有效性。
图3，DMAC-TRZ、PFDMAC-TRZ和DPFDMAC-TRZ水平取向偶极子比测量结果
【总结】作者提出了一种实现发光材料高水平取向偶极子比的有效方法，该方法可助力提高 OLED 器件外量子效率。在这一方法中，新葡萄奔驰AMG的有机发光材料角分辨光谱仪 R1-OLED 被引入作为评估偶极子取向的有效工具。这一高效的评估工具将为有机发光领域的研究人员提供全新的材料分析途径，助力深入挖掘材料属性，精准引导制备工艺的优化，从而为实现卓越的器件性能打下坚实基础。▌
图4，文章对新葡萄奔驰AMG R1-OLED 的标注
【参考文献】
✽ Feng, Quanyou,;et al. Donor arylmethylation toward horizontally oriented TADF emitters for efficient electroluminescence with 37% external quantum efficiency. Advanced Optical Materials (2022). Link
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