由于全有机热激活延迟荧光（TADF）材料具有理论上最大的内量子效率和较低的成本，故其是有机发光二极管（OLED）中最有前景的候选材料之一。迄今为止，许多TADF材料采用体积庞大的供体单元来防止聚集引起的发射猝灭（ACQ），从而在掺杂和非掺杂薄膜中获得高的光致发光量子产率（PLQY）。然而，由于大部分三重态激子是在电致发光（EL）条件下产生，所以在OLED中ACQ效应较严重。而且，能够在掺杂和非掺杂OLED中实现高效率的蓝色TADF材料仍然很少。在此基础上，由于非掺杂器件可以同时实现扩展激子复合区，简化制造工艺，增强器件操作稳定性，因此迫切需要开发能够在非掺杂OLED中实现高效率的蓝色TADF材料。

近日，科研人员通过三螺旋供体策略开发了高效且通用的蓝色TADF材料。报道了一种可以在掺杂及非掺杂天蓝色和白色TADF-OLED中同时实现高电致发光（EL）效率的蓝色TADF发光材料。通过简单地扩展非共轭片段和分子长度，降低聚合引起的ACQ效应。此外，作者进一步采用所设计分子作为蓝光发射和辅助主体，还实现了一种高效率的纯有机白色OLED，其卓越的EQE高达22.8%。

文章亮点：

❂ 通过简单地引入非共轭的大刚性三螺旋供体片段，成功开发了两种TADF材料。在掺杂和非掺杂天蓝色TADF-OLED的EQE分别高达33.3％和20.0％。

❂ 为进一步解释了TADF-OLED的高性能，作者还对其进行了密度泛函理论（DFT）和时间密度泛函理论（TD-DFT）模拟计算。

如图1所示，作者计算了TspiroS-TRZ和TspiroF-TRZ的前沿分子轨道及其对应能级。从结果来看，由于sp³杂化的碳原子破坏了与螺[蒽-9,9'-硫代蒽]和螺[蒽-9,9'-芴]片段的偶联，因而它们的最低未占分子轨道（LUMO）主要分布在三苯基三嗪（TRZ）片段上，而它们的最高占据分子轨道（HOMO）主要分布在螺吖啶蒽（Tspiro）片段上。对于其S₀→S₁自然跃迁轨道（NTO）分析，由于刚性分子结构，几乎正交的分子几何结构被保留，导致小的空穴-电子重叠积分。而对于S₀→T₁跃迁，供体和受体部分之间的二面角减小导致大的空穴-电子重叠积分。因此，旋轨耦合（SOC）之间¹CT和³CT可以有效地加强，并且可以有效地增强逆系间跨越（RISC）过程。总之，不参与非共轭螺[蒽-9,9'-硫代蒽]和螺[蒽-9,9'-芴]片段可以增加高能邻近发光体之间的距离，导致更长的临界分子间距，降低了非掺杂薄膜和器件中的ACQ效应。

图1 TspiroS-TRZ和TspiroF-TRZ的前沿分子轨道及其对应能级

此外，作者还进一步研究两个分子的低温荧光（LTF）、低温磷光（LTPh）和温度依赖的瞬态PL衰减谱等光学性能。

图2 TspiroS-TRZ和TspiroF-TRZ：(a, b) 紫外-可见吸收光谱和PL光谱; (c, d) 温度依赖的瞬态PL衰减光谱

综上所述，作者通过简单地引入非共轭的大刚性三螺旋供体片段策略，成功开发出了两种通用的天蓝色TADF材料。其外部量子效率（EQE）在掺杂和非掺杂天蓝色TADF-OLED中分别高达33.3％和20.0％。利用DFT理论计算，发现设计分子的大二面角、增强的RISC过程以及更长的临界分子间距，使其拥有高外量子效率和弱的ACQ效应。此外，两个分子的低温荧光（LTF）、低温磷光（LTPh）和温度依赖的瞬态PL衰减谱等光学性能表明，重叠的LTF和LTPh光谱导致其小的ΔE_ST以实现其快速RISC过程，随温度升高而增强的TADF（Φ_TADF）显示了其特殊的TADF行为。该研究对于高性能蓝光OLED实际应用发展具有重大的参考意义。

上海金畔生物科技有限公司提供金属配合物，热激活延迟荧光(TADF)材料，聚集诱导延迟荧光（AIDF）材料，聚集诱导发光AIE材料的定制合成

蓝光分子P-Ac95-TRZ05

3DpyM-pDTC

线型长形分子PM-SBA

基于咔唑的高三线态的空穴传输材料ETCz2和PHCZ2

空穴传输材料NPVCz、DPPVCz和DNPVCz

29Cz-BID-BT

39Cz-BID-BT

9CzFDPESPO     

基于咔唑的TADF客体材料

AQ-DTBu-Cz

2BPy-mDf

MCz-XT

TXO-PhCz

1-BuCz-DBPHZ

AcCz-2TP

PyCN-TC

IndCzpTr-1蓝光TADF材料

IndCzpTr-2蓝光TADF材料

以新型热活化延迟荧光(TADF)材料4Cz CNPy的白光杂化OLEDs器件及敏化红光荧光OLED器件。

白光杂化采用主体材料m CP,客体染料TADF绿光材料4Cz CNPy与商业化磷光染料FIrpic,Ir(pq)2acac作为三基色杂化制备白光OLED器件获得了优异性能。

考虑到TADF材料发射光谱具有更宽的光谱带,和具有较小的单线态和三线态分裂能,因此采用具有优异性能的4Cz CNPy作为荧光敏化剂,m CP做主体,DCJTB做客体染料。分别通过优化染料掺杂浓度、主体混合比例及功能层的厚度等,得到高效的红光OLED器件。该部分课题的开展,为低成本,高效率,稳定的OLED的应用提供广阔的发展前景。

基于m CP掺杂具有电子传输能力或空穴传输能力材料作为共混主体研究了红色、蓝色磷光OLED器件roll-off的变化规律。采用器件结构ITO/PEDOT:PSS/Ir(pq)2(acac)or FIrpic:m CP:co-host/Tm Py Pb/Li F/Al,讨论了不同比例的混合主体对器件性能、电荷传输、发光光谱的影响。该部分工作,为研究高效率、高稳定性、低roll-off可溶液旋涂加工的有机电致发光器件提供了可靠的思路,也为进一步研究其他颜色的磷光OLED器件,提供了重要依据。

上海金畔生物供应新型热活化延迟荧光(TADF)绿光材料4Cz CNPy

产地：上海

纯度：99%

用途：仅用于科研

供应商：上海金畔生物科技有限公司

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基于苯并咪唑和三苯胺作为构筑单元的蓝色荧光有机小分子

即BI-A-TPA、BI-B-TPA、BI-C-TPA和BI-D-TPA

含硫杂环的有机小分子发光材料 深蓝光分子TPA-S和CzB-S

天蓝光分子CzB-SO2

TPA-SO2

蓝光材料PPI-TPA-SO2-1

PPI-TPA-SO2-2

1,6-2TPA-TX/3,6-2TPA-TX

1,6-2TPA-TXO/3,6-2TPA-TXO

以Pt(N^C^C^N)为配位方式的四齿配合物ZPt1,ZPt2和ZPt3

中性自由基分子TTM-1Cz

2,4-双[4-(N,N-二异丁基氨基)-2,6-二羟基苯基]方酸菁(SQ)

2-[4-(N-丁基-N-苯基氨基)-2,6-二羟基苯基]-4-[(4-(N-丁基-N-苯基氨基)-2,6-二羟基苯基)-2,5-二烯-1-亚基]-3-氧代环-1-烯-1-醇钠(SQ-BP)