摘要：有机发光二极管(Organic light-emitting diode,OLED)近些年来受到了广泛的关注。在众多有机电致发光材料中,热激活延迟荧光(Thermally activated delayed fluorescent,TADF)材料能够同时利用单线态和三线态激子发光,获取100%的理论内量子效率,因此被认为是有机电致发光材料中第三代材料的代表。然而,TADF材料同样存在聚集淬灭效应(Aggregation-caused quenching,ACQ),因此会导致发光效率降低。由于聚集诱导发光(Aggregation-induced emission,AIE)能够在一定程度上减弱淬灭效应,从而使发光效率得到提高,因此,大量具有AIE性质的TADF材料不断被报道。本文简要介绍了OLED材料的发展历程,阐述了TADF、TTA、HLCT的相关机理、AIE效应的机理及TADF材料的设计原则等,重点介绍了以羰基、二苯砜、三嗪以及其他类型吸电子基团为受体单元,建立的具有AIE性质的TADF材料及器件的研究进展。在具有AIE性质的TADF材料设计中,基于苯酮的分子设计大多是采用不对称结构,这不仅能使分子的AIE特性显著,而且有利于分子刚性的增强,从而使分子的单线态和三线态能极差(ΔE ST)值减小。另外,与苯酮基团相比,苯砜结构能够产生较大的扭转角,更易于形成AIE材料;与前两者相比,三嗪本身存在多个能与电子供体结合的接枝点,这使得分子内的偏转角和能级更易于调控。最后,文章展望了具有AIE性质的TADF材料的发展前景,以期为未来设计新型TADF材料提供有意义的理论指导。

摘要：热激活延迟荧光(Thermally activated delayed fluorescence,TADF)材料的三重态激子能够反向系间窜越到单重态能级,发射延迟荧光,理论上内量子效率可以达到100%。与传统的磷光材料相比,一方面热激活延迟荧光材料避免了使用昂贵的重金属,成本较低,另一方面,使用更加稳定的荧光材料代替磷光材料,器件的效率和光谱稳定性均有所提高,因此热激活延迟荧光材料引起了人们的广泛关注,成为有机发光二极管(Organic light emitting diode,OLED)研究领域的热点方向。从分子设计的角度,不同类型的热激活延迟荧光材料已经被相继报道。小分子热激活延迟荧光材料设计要求选择合适的电子给体单元和受体单元,或者添加修饰基团来营造较大的空间位阻,以分离分子的HOMO和LUMO能级,减小其单重态和三重态能隙。同时为了提高荧光量子效率,可以通过增加小分子结构的刚性来削减分子内非辐射衰变。然而,小分子热激活延迟荧光材料通常作为掺杂剂被应用于荧光器件中,很难保证其不出现红移或蓝移情况,影响器件的色纯度。而树状和聚合物TADF材料的出现,可以适当解决这一难题。二者同属于高分子发光材料,都能够充分溶解于有机溶剂,可以通过溶液加工的工艺制作高效的非掺杂有机电致发光器件,克服了小分子只能真空蒸镀的不足。树状TADF材料因其较高的分子量、精确的分子结构、可调的能隙和颜色,已被广泛应用在有机光电器件中。树状化合物外围的树突,可以防止分子间相互作用引起的浓度猝灭和效率骤降。但是与核心发光分子共轭的树突结构会导致树状化合物的溶解度降低和发光颜色改变,所以非共轭结构是首选结构。此外,核心为双极性的树状化合物大多具有均衡的电子和空穴传输能力,内量子效率较高。聚合物因可溶液处理、具有柔性特点和可大面积、大规模生产而备受关注,但是很难精确控制热激发延迟荧光聚合物中供体和受体链段之间的距离和扭转角,也就很难保证单重态-三重态能隙大小和荧光量子效率。聚合物主要可以分为主链共轭聚合物和侧链非共轭聚合物,二者也各有优缺点。对共轭聚合物而言,将共轭单元缀合到给体-受体骨架中能够很好地解决电荷传输平衡问题。对于非共轭聚合物,采用独立的具有热延迟荧光性质的单体,能够更好地继承其热延迟荧光的性质。本文概述了TADF材料的分子设计及在器件应用等方面的最新研究进展,首先对TADF机理进行了简单的介绍,然后分别对小分子、高分子TADF材料及其OLED器件进行了重点介绍,最后总结了TADF材料尚存在的问题,并对其未来的发展前景进行了展望。