熱活化延遲熒光技術
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
熱活化延遲熒光技術的實例教程
有機發光二極管（OLED）技術相比于傳統的LED技術，由于在實現大面積高質量顯示與照明、超高分辨率、超快響應速度和柔性電子學應用等方面表現出的顯著優勢，吸引了全球學術界和工業界的廣泛關注。綜合考慮器件發光效率、器件驅動穩定性、發光色純度和器件結構工藝簡化等多方面因素，使用藍光傳統熒光材料和綠、黃、橙、紅等含有貴重金屬元素的磷光材料的組合已經在商業化OLED技術應用中取得了較大的成功。對于傳統熒光材料而言，受限于自旋統計規律，在電驅動下器件只能利用25%的單重態（S1）激子發光。即便考慮器件具有接近30%的光取出效率，其外量子效率（EQE）最高值也只能達到約7.5%（圖1（a））。為了實現100%的器件激子利用率，人們利用含有貴重金屬元素的磷光材料較好地解決了這個問題。由于“重原子效應”的存在，單三重態之間的旋軌耦合效應（SOC）大幅增強，從而使得原本躍遷禁阻的三重態（T1）磷光輻射成為可能（圖1（b））。但由于材料中含有貴重金屬元素，材料成本高企，不利于實現更低成本的OLED應用。鑒于此，使用具有熱活化延遲熒光（TADF）特性的純有機發光材料是一個潛在的既實現100%激子利用率又兼具低成本優勢的解決方案。TADF材料由于具有極小的單三重態分裂能（ΔEST），其T1激子可以在熱能驅動下反向系間竄越（RISC）來到S1，進而發生熒光輻射過程，實現100%的激子利用（圖1（c））。目前，TADF-OLED已經能夠實現和基于磷光材料的OLED相似的電致發光性能，成為目前實現低成本高效OLED技術應用的熱門候選。
圖1（a）第一代基于傳統熒光材料、（b）第二代基于磷光材料和（c）第三代基于TADF材料的OLED發光機理特征和優缺點對比示意圖。
另外，在OLED材料的研發領域，最重要也最困難的課題便是高效、穩定的純藍光材料的研發。
展開 熱激活延遲熒光是一種利用熒光體單線態與三線態之間極小的能量差而產生的一種發光現象，它可以充分利用單線態與三線態，產生高效的反向系間竄越，從而產生高效的熒光發射。
為了進一步提高熱激活延遲熒光(TADF)發射體的性能, 電子科技大學鄭才俊課題組與蘇州大學張曉宏課題組合作，在基于之前報道的TADF材料MAC的基礎上, 設計并合成了優化的化合物MAB。文章近期發表于Science China Materials, 2018, doi:10.1007/s40843-018-9358-9
圖1 MAC與MAB的分子結構
通過在香豆素平面中加入苯基, 擴展了MAB的最低未占據分子軌道(LUMO)的分布。與MAC相比, MAB減少了前沿分子軌道的電子交換并且延展了分子偶極矩, 從而提升了材料性能。
基于MAB的有機發光二極管(OLED)的最大外量子效率(EQE)為21.7%, 遠遠高于采用MAC作為發光材料的OLED器件12.8%的最大EQE。
圖2 MAC，MABOLED的能帶結構與發光性能
本工作證明, 擴展LUMO的分布是提高TADF材料性能的一種簡單而有效的方法。
來源：中國科學材料
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