【Adv. Mater.】40%外量子效率, 新型 TADF 材料助力 OLEDs ，实现突破深蓝光有机发光

简介

本文介绍了采用超荧光（HF）技术的深蓝有机发光二极管（OLEDs），通过引入含硼多共振型受体并利用多种载流子转移通道设计出两种具有快速反向系间窜越（k_RISC）和高光致发光量子产率（PLQY）的热活化延迟荧光（TADF）发射体。这些发射体不仅在理想的深蓝光区域表现出优异的发光性能，还在相应的 HF 设备中实现了接近 40%的外量子效率（EQE）。

摘要

最新的 BT. 2020 颜色空间标准对有机发光二极管（OLEDs）的有机发光材料提出了严格的要求，尤其是深蓝光范围内的材料设计。本文介绍了通过引入含硼多共振型受体，并利用多种载流子转移通道设计出的两种 TADF 发射体 BO 5 TCz 和 MBO 5 TCz。这些发射体表现出快速 k_RISC、高 PLQY 及理想的深蓝发光性能，在液相和薄膜中均能实现高效发光。同时，使用这些发射体的 HF 设备不仅实现了符合 BT. 2020 标准的蓝色发光，还展示了创纪录的接近 40%的 EQE 和抑制的效率滚降。

研究结果与讨论

研究通过计算模拟和实验验证，表明设计的发射体具有优异的光物理性能和发光效率。BO 5 TCz 和 MBO 5 TCz 的分子结构及电荷转移路径保证了其高 PLQY 和快速 k_RISC。理论计算显示，两种发射体的 HOMO 和 LUMO 主要分布在不同的分子区域，保证了高能隙和理想的发光性能。实验结果表明，在溶液和薄膜中，BO 5 TCz 的发光峰值分别为 444 nm 和 455 nm，而 MBO 5 TCz 则显示出 426 nm 和 454 nm 的发光峰值，均符合理想的深蓝光要求。

光物理性质方面，两种发射体在不同溶剂中的发光行为表明其具有多重电荷转移特性，特别是面-面电荷转移通道显著提高了发光效率和反向系间窜越速率。热重分析显示，两种发射体均具有优异的热稳定性，保证了其在实际器件应用中的长期稳定性。温度依赖的瞬态光致发光衰减曲线显示出明显的双指数衰减特性，进一步证实了其 TADF 特性。

器件性能测试表明，使用这些发射体的 HF 设备在实际工作条件下能达到接近 40%的 EQE，同时展示出抑制的效率滚降和优异的色纯度。具体而言，BO 5 TCz 和 MBO 5 TCz 的 HF 设备在蓝光区域的发光性能均符合 BT. 2020 标准，其 EQE 分别达到 39.8%和 38.5%，展示了这些发射体在高效深蓝光 OLEDs 应用中的巨大潜力。

结论

通过分子设计和优化，本文成功开发了两种适用于 HF 设备的高效深蓝光 TADF 发射体 BO 5 TCz 和 MBO 5 TCz。这些发射体不仅在溶液和薄膜中展示了优异的光物理性能和高 PLQY，还通过实际器件测试验证了其在 OLEDs 中的应用潜力。未来的研究可以进一步探索这些发射体在其他发光设备中的应用，以进一步提高其发光效率和稳定性。

参考文献

Xiao, Z.; Zou, Y.; Chen, Z.; Miao, J.; Qiu, Y.; Huang, Z.; Cao, X.; Peng, X.; Yang, C. Deep‐Blue OLEDs with BT. 2020 Blue Gamut, External Quantum Efficiency Approaching 40%. Advanced Materials 2025, 2419601. https://doi.org/10.1002/adma.202419601.