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▌R1-OLED 在優化TADF材料外量子效率中的應用
利用有機發光材料角分辨光譜儀檢測TADF材料的偶極子取向
OLED
TADF
外量子效率
偶極子取向
分子取向
【概述】有機發光二極管（OLED）以其自發光、高對比度和柔性設計等優勢在顯示領域具有廣闊的前景，然而，其面臨的發光效率仍然是技術發展的挑戰。為持續提升發光效率，OLED 經歷了一代熒光材料、二代磷光材料及目前三代熱激活延遲熒光（TADF）材料。TADF 技術的引入將 OLED 材料的內量子效率提升至 100%。在此基礎上，為最終提高 OLED 的發光效率（外量子效率），還需提升耦出效率。一種有效的方法是優化發光材料的水平取向偶極子比 Θ∥。
圖1，OLED器件、典型綠色TADF材料分子及偶極子取向示意圖
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2022年，南京郵電大學信息材料與納米技術研究院解令海課題組在 Advanced Optical Materials 上發表了一篇題為《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極子比（Θ∥）的兩種熱活化延遲熒光（TADF）材料 PFDMAC-TRZ 和 DPFDMAC-TRZ，制備了高達 37.0% 的外量子效率（EQE）的有機發光二極管。
【樣品 & 測試】作者使用芳基甲基化方法，利用母體 DMAC-TRZ 分子與 9-苯基-9-芴醇進行 Friedel-Crafts 反應，成功合成了 PFDMAC-TRZ 分子和 DPFDMAC-TRZ 分子，如圖2 所示。與母體相比，新合成分子具有更長的分子長度，這有助于提高水平取向偶極子比。
為驗證制備方法對提升水平取向偶極子比的有效性，作者采用有機發光材料角分辨光譜儀 R1-OLED 對 3 種材料分別進行了偶極子取向測量。圖3 測量結果表明 PFDMAC-TRZ 和 DPFDMAC-TRZ 分子的 Θ∥ 較 DMAC-TRZ 分子分別提升了 7% 與 10%。最后，作者對基于 PFDMAC-TRZ 和 DPFDMAC-TRZ 分子的綠光 OLED 進行外量子效率測量，其效率高達 35.1% 與 37.0%，進一步證實了高水平取向偶極子比對提升外量子效率的有效性。
圖3，DMAC-TRZ、PFDMAC-TRZ和DPFDMAC-TRZ水平取向偶極子比測量結果
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【總結】作者提出了一種實現發光材料高水平取向偶極子比的有效方法，該方法可助力提高 OLED 器件外量子效率。在這一方法中，復享光學的有機發光材料角分辨光譜儀 R1-OLED 被引入作為評估偶極子取向的有效工具。這一高效的評估工具將為有機發光領域的研究人員提供全新的材料分析途徑，助力深入挖掘材料屬性，精準引導制備工藝的優化，從而為實現卓越的器件性能打下堅實基礎。▌
【參考文獻】
? 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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