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近年来,有机发光二极管(OLED)的研究和应用备受关注。目前,高性能蓝光OLED的研究仍面临巨大挑战。相比于蓝光发光材料的快速发展及其结构多样性,适用于蓝光OLED的主体材料发展相对缓慢。因此,发展结构新颖的蓝光主体材料用于制备高性能蓝光OLED对于其进一步发展和应用具有重要意义。
四川大学游劲松教授、宾正杨副研究员团队致力于利用C−H活化策略构筑非传统结构的OLED新材料,以突破OLED材料结构和性能瓶颈。近期,游劲松教授和宾正杨副研究员等基于“翻转环金属化”策略发展了一种铱催化的分子内氧化C−H/C−H偶联反应,高效构筑了吡啶并杂芳环类分子骨架,为蓝光OLED主体材料的开发提供了丰富的分子库。作为一个例子,作者开发了一系列基于吡啶并苯并噻吩结构的双极性主体材料(DCz-BTP,3-Cz-BTP和6-Cz-BTP),其中吡啶环的引入有利于形成强的分子间氢键相互作用,从而显著改善主体材料的传输性能,进而降低器件驱动电压,提高器件效率。

基于“伪”对称结构的双咔唑类DCz-BTP主体材料的蓝光OLED展现出更为优异的器件性能。将DCz-BTP用作主体,作者成功制备了低电压、高效率的蓝光热活化延迟荧光OLED(TADF-OLED:Von = 2.8 V, V1000 = 4.2 V, EQEmax = 29.0%, PEmax = 48.2 lm W-1)和蓝光超敏荧光OLED(TSF-OLED:Von = 2.8 V, V1000 = 4.2 V, EQEmax = 20.5%, PEmax = 34.7 lm W-1),揭示了吡啶并苯并噻吩结构在构筑蓝光OLED主体材料方面的巨大潜力。

本工作再次展现了C–H键活化策略构建非传统结构OLED材料的独特优势:(1)反应通常兼容卤素原子,为进一步衍生提供了便利;(2)一方面,吡啶作为导向基团,是实现此类反应的关键;另一方面,吡啶容易形成分子间氢键的性质也是此类主体材料实现高性能蓝光OLED的关键。因此两方面相辅相成,相得益彰。这些优势有利于产生与传统方法不同的构筑OLED分子的新模式,从而突破OLED材料结构和性能瓶颈。
论文信息
Intramolecular C−H Activation as an Easy Toolbox to Synthesize Pyridine-Fused Bipolar Hosts for Blue Organic Light-Emitting Diodes
Fei Wang,Dr. Luoqiang Zhang,Weiguo Han,Prof. Dr. Zhengyang Bin,Prof. Dr. Jingsong You
文章的第一作者是四川大学化学学院博士研究生王菲,通讯作者是宾正杨副研究员和游劲松教授。
Angewandte Chemie International Edition
DOI: 10.1002/anie.202205380

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