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综述:蓝色有机多功能荧光材料用于高效全色和白色有机发光二极管
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月10日 来源:Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews 12.8
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这篇综述系统总结了蓝色有机多功能荧光(OMF)材料的最新进展,重点探讨其作为非掺杂蓝光发射体和长波长客体能量转移宿主的双重功能。通过三重态-三重态湮灭(TTA)、热激活延迟荧光(TADF)和热激子(HE)等机制突破传统荧光材料5%外量子效率(EQEmax )限制,显著简化全色显示和白色有机发光二极管(WOLEDs)器件结构,为低成本商业化OLED提供新思路。
Abstract
蓝色有机多功能荧光(OMF)材料因其兼具非掺杂蓝光发射和能量转移宿主的双重特性,成为简化有机发光二极管(OLEDs)器件结构的关键。传统蓝光材料受限于5%外量子效率(EQEmax
)和贵金属磷光体的高成本,而基于三重态-三重态湮灭(TTA)、热激活延迟荧光(TADF)和热激子(HE)机制的OMF材料,通过高效利用三重态激子实现效率突破。
Introduction
OLED技术自1987年Tang开创性工作以来快速发展,但蓝光器件因宽带隙和分子设计矛盾始终落后于红绿光器件。OMF材料的出现改变了这一局面:其既能作为非掺杂发射层实现高效蓝光(如咪唑衍生物EQE达12.8%),又可作为宿主通过不完全能量转移与黄/红光客体构建单发射层白光器件(WOLEDs),显著降低制备成本。
Luminescent mechanisms
TTA机制通过两个T1
激子融合产生高能单重态激子;TADF材料通过小的单重态-三重态能隙(ΔEST
)实现反向系间窜越(RISC);HE机制则利用高阶三重态(Tn
)快速转换避免激子湮灭。这些机制共同解决了传统荧光材料仅能利用25%单重态激子的根本缺陷。
Molecular design strategies
优秀OMF材料需满足:短波长发射保证与客体吸收光谱重叠;平衡的空穴/电子传输性能;高三线态能级(ET
>2.7 eV)抑制能量回传。例如蒽衍生物通过刚性平面结构实现高荧光量子产率(PLQY>80%),而氰基修饰的D-A分子则增强电子传输能力。
Imidazole-containing materials
苯并咪唑(BI)和菲并咪唑(PI)衍生物因其刚性平面结构和双极特性表现突出。如TPA-PI材料在非掺杂器件中实现12.8% EQE,同时作为宿主使磷光红光器件效率达18.7%。
Anthracene-based materials
蒽衍生物凭借T2
-T1
大能隙成为TTA机制的理想载体。TPA-An-CN材料通过氰基修饰实现2.95 eV高ET
,其非掺杂器件最大亮度达15,000 cd/m2
。
Conclusion and outlook
当前OMF材料仍面临色纯度不足、效率滚降严重等挑战。未来需开发新型给体-受体(D-A)体系优化激子分配,并通过主-客体能级精准匹配进一步提升WOLEDs性能。这类材料有望推动OLED技术在柔性显示和固态照明领域的规模化应用。
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