氧/硫杂三芳基硼类超纯蓝光热活化延迟荧光材料的研究

英文原题：Ultrapure Blue Thermally Activated Delayed Fluorescence (TADF) Emitters Based on Rigid Sulfur/Oxygen-Bridged Triarylboron Acceptor: MR TADF and D−A TADF

通讯作者：王鹰，中国科学院理化技术研究所

作者：高洪磊，申少刚，秦媛媛，刘冠豪，高腾，董相宇，庞智，谢欣，汪鹏飞

研究背景

TADF材料作为新一代OLED发光材料，通过RISC过程理论上可同时利用单线态和三线态激子来实现100 % 的激子利用率，使得OLED器件的EQE显著提高。传统的TADF发光材料由于其D-A构型，发射光谱较宽，如何设计出高效、窄发射峰的超纯蓝光TADF发光材料仍然面临重大挑战。目前，基于硼原子和氮原子的多重共振效应是设计高效、窄发射峰的蓝光TADF发光分子的常用策略。这种策略主要集中于硼氮类发光材料的研究，对于其他种类的发光分子报道相对较少。

快讯亮点

作者基于多重共振效应和重原子效应，设计合成了两种D-A型氧/硫杂三芳基硼类TADF发光分子，并对他们的物理化学性质进行深一步的研究，基于两种化合物的OLED器件均实现了蓝光发射，最大EQE超过16 %，CIE色坐标分别为(0.14, 0.15)和 (0.14, 0.12)。

内容介绍

在本项工作中，作者基于多重共振效应和重原子效应，设计合成了两种D-A型TADF发光分子PhCz-TOSBA和TPA-TOSBA，如图1 所示。通过DFT理论计算发现两种化合物的基态HOMO和LUMO显示出不同的电子云分布（图2a），或许是因为两种分子不同的ICT特性所致。通过NTO进一步验证了两种化合物不同的ICT特性（图2b）。化合物PhCz-TOSBA和TPA-TOSBA的最大发射峰分别为444 和 447 nm，半峰宽仅为33 nm左右，ΔE_ST 值分别为0.23和0.36 eV，同时显示出热活性延迟荧光特性。溶剂化效应实验进一步验证了两种化合物不同的ICT特性。使用2,6-DCzPPy为主体材料，两种蓝光分子作为客体材料，OLED的器件结构为ITO (100 nm)/TAPC (30 nm)/2,6-DCzPPy: 10 wt % dopant (20 nm)/TmPyPB (30 nm)/LiF (1.0 nm)/Al (100 nm)，均实现了纯蓝色发射，最大发射峰为456 nm，半峰宽为55 nm左右，最大EQE 超过16 %，CIE色坐标分别为(0.14, 0.15)和 (0.14, 0.12)。

图 1. 化合物PhCz-TOSBA 和 TPA-TOSBA的结构示意图。

图 2. (a) 化合物PhCz-TOSBA 和 TPA-TOSBA 的分子结构和 HOMO/ LUMO 分布。(b) 化合物PhCz-TOSBA 和 TPA-TOSBA 的HONTO 和 LUNTO分布。

综上所述，本文基于多重共振效应和重原子效应，设计合成了两种D-A型TADF发光分子，并对他们的物理化学性质和OLED器件进行深一步的研究。该研究可以为设计高效、高色纯度的蓝光TADF发光材料提供有效的理论指导。