通过调控热活化延迟荧光材料的发光偶极取向构建高效红光OLED器件学术资讯

有机发光二极管（OLED）具有低能耗、广视角、柔性显示等优点，已经成功实现了商业化的应用。热活化延迟荧光（TADF）材料作为OLED器件新一代发光材料，能够实现100%的电生激子利用。相较于蓝、绿光TADF材料，红光TADF材料因其严苛的分子设计要求仍然发展缓慢。

荧光量子效率和发光偶极水平取向的比率（Θ//）是TADF材料取得高器件性能的两个决定性因素。红光材料固有的窄带隙会增强分子的非辐射跃迁速率，所以红光分子通常表现出低的发光效率，我们可以通过优化分子结构的刚性来提高材料性能。另一方面，提高Θ//可以增大器件光输出耦合效率，将20~30%的光耦合输出效率提高到45%；然而在调节分子取向的同时往往会导致材料其他的光电性质发生改变。因此，如何调节材料的发光偶极取向而保持分子良好的发光性质仍是一项极具挑战的课题。

图1. 化合物的分子结构，理论模拟的分子构型、轨道和能级分布

近日，深圳大学杨楚罗教授团队和香港城市大学李振声教授团队合作报道了一种通过选择性调控分子发光偶极取向来提高红光TADF材料器件效率的策略。该工作选用了具有较强给电子能力的吩噁嗪（PXZ）作为电子给体基团，同时选用大刚性平面的杂环芳烃苊并[1,2-b]喹喔啉为受体基团，并通过单键使给受体直接相连，极大程度地降低了分子的非辐射跃迁速率。所得分子PXZ-AQPy通过在受体端连接苯环，可以进一步拓展分子的长轴性并衍生得到PXZ-AQPhPy。理论计算表明两个化合物都具有刚性结构，且能级和轨道分布基本相同。