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  圓偏振發(fā)光（CPL）是一種手性發(fā)光材料具有的特殊性質(zhì)；目前將各種手性熒光、磷光等材料作為發(fā)光層制備圓偏振發(fā)光二極管（CP-OLED）從而實(shí)現(xiàn)電致圓偏振發(fā)光（CPEL）的策略被廣泛報(bào)道，尤其是利用具有熱激活延遲熒光（TADF）性質(zhì)的手性發(fā)光材料實(shí)現(xiàn)更加高效的CPEL引起了更多相關(guān)領(lǐng)域研究者的關(guān)注。然而過去幾年中這一領(lǐng)域的相關(guān)報(bào)道更多是針對(duì)具有TADF性質(zhì)的手性有機(jī)小分子材料。目前，設(shè)計(jì)同時(shí)具有CPL和TADF性質(zhì)的聚合物并用于制備圓偏振聚合物發(fā)光二極管（CP-PLED）仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

  近日，中科院化學(xué)研究所的陳傳峰課題組在報(bào)道了首例基于手性TADF聚合物的高效CPEL之后，在這一領(lǐng)域再次取得突破：通過一對(duì)手性TADF對(duì)映體體與芴衍生物單體進(jìn)行鈴木偶聯(lián)聚合得到兩個(gè)黃綠光手性TADF共軛聚合物，并且通過溶液法制備了高效的CP-PLED器件，相關(guān)工作成果以“Chiral Conjugated Thermally Activated Delayed Fluorescent Polymers for Highly Efficient Circularly Polarized Polymer Light-Emitting Diodes” 為標(biāo)題發(fā)表在《ACS Applied Materials & Interfaces》（DOI：10.1021/acsami.1c20244）；這項(xiàng)工作為手性TADF聚合物的分子設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)高效CPEL提供了新的思路。

圖 1 手性TADF聚合物實(shí)現(xiàn)高效電致圓偏振發(fā)光示意圖

  該課題組從一對(duì)手性TADF對(duì)映體出發(fā)，制備得到了兩個(gè)發(fā)射波長分別為546 和 544 nm 的黃綠光聚合物 R-P 與 S-P；將兩個(gè)聚合物摻雜在 mCP 主體材料中，摻雜膜在除氧條件下表現(xiàn)出了72% 與76% 的高量子產(chǎn)率，并且在退火處理后展現(xiàn)出了CPL 性質(zhì)，其不對(duì)稱因子可以達(dá)到約1.9 × 10^-3，這一數(shù)值約為兩種聚合物在甲苯稀溶液中測得不對(duì)稱因子的3倍。作者認(rèn)為這一現(xiàn)象說明摻雜膜的規(guī)整結(jié)構(gòu)能夠更好地表現(xiàn)手性聚合物的CPL性質(zhì)，從而更加有利于在CP-PLED器件中進(jìn)行CPEL性質(zhì)的實(shí)現(xiàn)。

圖 2  R-P與S-P在（a）（b）甲苯稀溶液中；（c）（d）mCP摻雜膜中（退火處理后）的CPL曲線圖與不對(duì)稱因子散點(diǎn)圖

  該課題組研究人員將兩個(gè)聚合物作為發(fā)光客體材料，制備了一組性質(zhì)優(yōu)異的CP-PLED器件，結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的器件亮度最高可以達(dá)到12180 cd/m²，最大外量子效率（EQE）、電流效率（CE）、功率效率（PE）分別可以達(dá)到15.8%、54.0 cd/A和37.7 lm/W。另外，分別以R-P 和S-P為發(fā)光材料制備的兩組CP-PLED器件實(shí)現(xiàn)了清晰明顯而鏡像的CPEL信號(hào)，其電致不對(duì)稱因子可以分別達(dá)到-1.5 × 10^-3 與 +1.6 × 10^-3，這一數(shù)值也與其摻雜膜體現(xiàn)的CPL信號(hào)相匹配。

圖 3 相關(guān)CP-PLED器件的（a）外量子效率-亮度曲線圖；（b）電流密度/亮度-電壓曲線圖；（c）電致發(fā)光光譜圖；（d）功率效率/電流效率-亮度曲線圖

圖 4 相關(guān)CP-PLED器件的（a）CPEL曲線圖；（b）電致不對(duì)稱因子散點(diǎn)圖

  原文鏈接：Jin-Ming Teng?, Da-Wei Zhang?, Yin-Feng Wang and Chuan-Feng Chen*, Chiral Conjugated Thermally Activated Delayed Fluorescent Polymers for Highly Efficient Circularly Polarized Polymer Light-Emitting Diodes. ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, doi: 10.1021/acsami.1c20244. 

  https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c20244