多重共振热活化延迟荧光材料的空间位阻／激发态协同调控方法的研究

多重共振热活化延迟荧光（MR-TADF）材料以其100%激子利用率和优异的色纯度，在超高清有机发光二极管（OLED）显示方面展现出巨大的潜力。然而，具有高刚性和平面性的MR-TADF发光材料分子结构面临着严重的聚集诱导猝灭（ACQ）问题，包括低光致发光量子产率、光谱红移/展宽以及器件制备困难等。此外，MR-TADF材料的激发态特性主要呈现出局域激发特性，导致自旋翻转效率极低，严重影响了三重态激子的反向系间窜越过程，进而显著降低了MR-TADF器件的综合性能。为解决这一问题，近日广东工业大学陈文铖副教授、霍延平教授和华南理工大学苏仕健教授合作提出了一种新的策略，可以协同调控MR-TADF发光材料分子结构的空间位阻和激发态特性。

该研究介绍了一种新方法，利用8,8-二苯基-8H-吲哚并[3,2,1-de]吖啶（IDAD）和3,6-二叔丁基-8,8-二苯基-8H-吲哚并[3,2,1-de]吖啶（TIDAD）作为多功能修饰基团，对MR-TADF发光中心BNCz进行位阻和激发态协同调控，设计合成了IDAD-BNCz和TIDAD-BNCz。相较于传统的大位阻包裹策略，将空间位阻区域置于远离多重共振核心的位置，从而显著提升了合成效率，在抑制ACQ的同时还不影响聚集态下的电荷传输。此外，IDAD和TIDAD还具有适当的给电子能力，可诱导高能级电荷转移激发态，从而促进自旋翻转，实现高效热活化延迟荧光。

由于对ACQ的抑制，IDAD-BNCz和TIDAD-BNCz在较宽的掺杂浓度范围内表现出较窄的半峰宽和超过90%的优异光致发光量子产率。

与大多数基于MR-TADF材料制备的OLED器件通常在低掺杂浓度（≤ 5 wt.%）条件下达到最佳效率相比，IDAD-BNCz和TIDAD-BNCz表现出了明显的优势。特别是在高亮度条件下，这两种材料表现出了优异的抗猝灭和快速的自旋翻转能力，从而显著抑制了在高掺杂浓度和高激子密度下的激子猝灭。值得注意的是，在20 wt.%的高掺杂浓度下，IDAD-BNCz和TIDAD-BNCz均展现出超高的外部量子效率（EQE）。基于IDAD-BNCz的器件在不依赖敏化技术的情况下，呈现出34.3%的EQE，即使在100 cd m-2的亮度下，EQE仍然达到31.8%。这项研究为开发新型MR-TADF发光材料提供了重要的指导意义。