基于2-氰基吡啶电子受体的热激活延迟荧光材料

摘要

合成了4种以2-氰基吡啶为电子受体的发光材料,考察了不同电子给体对材料发光性能的影响.研究结果表明，化合物5-(10H-吩噻嗪-10-基)吡啶腈(PTPN)的单晶结构中,吡啶环之间的分子间氢键及吩噻嗪基团之间的C—H···π分子间相互作用使吡啶环与噻吩基团之间形成共平面的构型,导致其发光由薄膜中的520 nm蓝移至400 nm. 4种化合物在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜中的发光波长在434～520 nm之间.化合物5-(10H-吩噁嗪-10-基)吡啶腈(PXPN), PTPN和5-[9,9-二甲基吖啶-10(9H)-基]吡啶腈(DAPN)的光致发光量子效率(PLQY)在0.17～0.57之间,具有热激活延迟荧光(TADF)发光性质,延迟荧光寿命在4.1～5.3μs之间,单重态/三重态能隙(ΔEST)在0.045～0.069 eV之间.化合物5-(3,6-二叔丁基-9H-咔唑-9-基）吡啶腈（BCPN）的PLQY为0.91,发光寿命为12.4 ns,为荧光发射.电致发光器件性能测试表明, 4种材料均发射绿光,其中DAPN的综合器件性能最佳,掺杂器件的最大亮度可达2855 cd/m~2,峰值电流效率(CE)、功率效率(PE)和外量子效率(EQE)分别为37.6 cd/A, 12.6 lm/W和10.4%.基于化合物BCPN的器件形成了高效的电致激基复合物,器件的最大亮度可达2367 cd/m~2,峰值CE, PE和EQE分别为29.3 cd/A, 11.5 lm/W和9.4%.该研究表明,氰基吡啶受体能形成稳定的分子间氢键,可用于TADF材料的开发.

关键词

热激活延迟荧光 / 有机电致发光 / 氰基吡啶 / 电子受体

基金资助

国家自然科学基金(批准号:21572001,62205281); 安徽省专项支持计划项目(批准号:T000609); 皖江学者特聘教授项目资助