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Structural Optimization of BODIPY Derivatives: Achieving Stable and Long-Lived Green Emission in Hyperfluorescent OLEDs
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2024-04-23 , DOI: 10.1021/acsami.4c02002 Yogesh Gawale 1 , Paramasivam Palanisamy 1 , Hyun Seung Lee 1 , Ajeet Chandra 1 , Hae Ung Kim 1 , Rasheeda Ansari 1 , Mi Young Chae 1 , Jang Hyuk Kwon 1
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2024-04-23 , DOI: 10.1021/acsami.4c02002 Yogesh Gawale 1 , Paramasivam Palanisamy 1 , Hyun Seung Lee 1 , Ajeet Chandra 1 , Hae Ung Kim 1 , Rasheeda Ansari 1 , Mi Young Chae 1 , Jang Hyuk Kwon 1
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Boron dipyrromethene (BODIPY) derivatives are widely studied as terminal emitters in organic light-emitting diodes (OLED) due to their narrow emission and high photoluminescence quantum yield (PLQY). However, the strategy for precisely tuning their emission toward a high color purity is still challenging. Herein, we developed a new design strategy to regulate the emission of BODIPY derivatives by modifying the electronic and steric dominance using functionalities, such as nitrile, pentafluorophenyl, diethyl, and monobenzyl. These rational modifications yielded a series of four novel green BODIPY emitters, namely, tPN-BODIPY, tPPP-BODIPY, tPBn-BODIPY, and tPEN-BODIPY, each benefited with a tuned emissions range of 517 to 542 nm with a narrow fwhm of 25 nm and high photoluminescence quantum yield up to 96%. Among these synthesized BODIPYs, an unsymmetrical tPBn-BODIPY was chosen as a final dopant (FD) to explore its application in OLED devices. The fabricated TADF sensitized fluorescence-OLED (TSF-OLED) exhibits a narrow band pure green emission at 531 nm with corresponding CIE coordinates of (x, y) = (0.27, 0.68) and a maximum external quantum efficiency (EQE) of 20%. Furthermore, the TSF-OLED displayed an exceptionally prolonged device operational lifetime (LT90) of 210 h at an initial luminescence of 3000 cd m–2.
中文翻译：
BODIPY 衍生物的结构优化：在超荧光 OLED 中实现稳定且长寿命的绿色发射
二吡咯亚甲基硼（BODIPY）衍生物由于其窄发射和高光致发光量子产率（PLQY）而被广泛研究作为有机发光二极管（OLED）的终端发射极。然而，将其发射精确调整为高色纯度的策略仍然具有挑战性。在此，我们开发了一种新的设计策略，通过使用腈、五氟苯基、二乙基和单苄基等官能团修改电子和空间优势来调节 BODIPY 衍生物的发射。这些合理的修改产生了一系列四种新型绿色 BODIPY 发射体，即tPN-BODIPY、tPPP-BODIPY、tPBn-BODIPY和tPEN-BODIPY，每种发射体的发射波长范围为 517 至 542 nm，半峰宽为 25 nm和高达96%的高光致发光量子产率。在这些合成的 BODIPY 中，选择不对称的tPBn-BODIPY作为最终掺杂剂 (FD)，以探索其在 OLED 器件中的应用。所制备的 TADF 敏化荧光 OLED (TSF-OLED) 在 531 nm 处表现出窄带纯绿光发射，相应的 CIE 坐标为 ( x , y ) = (0.27, 0.68) ，最大外量子效率 (EQE) 为 20% 。此外，TSF-OLED 在 3000 cd m –2的初始发光强度下表现出 210 小时的超长器件使用寿命 (LT 90 )。
更新日期：2024-04-23
中文翻译：
BODIPY 衍生物的结构优化：在超荧光 OLED 中实现稳定且长寿命的绿色发射
二吡咯亚甲基硼（BODIPY）衍生物由于其窄发射和高光致发光量子产率（PLQY）而被广泛研究作为有机发光二极管（OLED）的终端发射极。然而，将其发射精确调整为高色纯度的策略仍然具有挑战性。在此，我们开发了一种新的设计策略，通过使用腈、五氟苯基、二乙基和单苄基等官能团修改电子和空间优势来调节 BODIPY 衍生物的发射。这些合理的修改产生了一系列四种新型绿色 BODIPY 发射体，即tPN-BODIPY、tPPP-BODIPY、tPBn-BODIPY和tPEN-BODIPY，每种发射体的发射波长范围为 517 至 542 nm，半峰宽为 25 nm和高达96%的高光致发光量子产率。在这些合成的 BODIPY 中，选择不对称的tPBn-BODIPY作为最终掺杂剂 (FD)，以探索其在 OLED 器件中的应用。所制备的 TADF 敏化荧光 OLED (TSF-OLED) 在 531 nm 处表现出窄带纯绿光发射，相应的 CIE 坐标为 ( x , y ) = (0.27, 0.68) ，最大外量子效率 (EQE) 为 20% 。此外，TSF-OLED 在 3000 cd m –2的初始发光强度下表现出 210 小时的超长器件使用寿命 (LT 90 )。
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