【Angew.Chem.】 高效 OLED 的新突破：最高可达 41.0% 外量子效率的浓度不敏感 TADF 发光体

文章标题：Creating Concentration‐Insensitive TADF Luminogens With Spiro‐Fused Xanthone Acceptors for Highly Efficient OLEDs
通讯作者：Zujin Zhao
文章链接：https://doi.org/10.1002/anie.3521059

文章概要

引言

过去三十年，OLED 技术因其低能耗、柔性、轻量和高对比度等优势而备受关注。作为核心材料，热激活延迟荧光（TADF）因能利用近乎 100% 的电激发态而成为提升外量子效率（EQE）的重要途径。然而，传统 TADF 材料在高浓度下易发生浓度猝灭和三重态湮灭，导致性能严重依赖掺杂浓度，不利于产业化。为解决这一问题，研究团队设计了新型的螺环融合黄酮受体与螺环供体结合的分子结构，以提升分子刚性、减少非辐射损失，并实现浓度不敏感的高效发光。

主要实验及结论

研究团队合成了四种新型 TADF 发光体（mSBFXT-SFAC、mSBFXT-SXAC、pSBFXT-SFAC、pSBFXT-SXAC），通过结构表征、光物理性能测试和电致发光实验进行了系统研究。

在光物理性能方面，这些分子在溶液和固态薄膜中均表现出高光致发光量子效率（ΦPL），其中 mSBFXT-SFAC 和 mSBFXT-SXAC 在非掺杂薄膜中达到 91%，在高浓度掺杂薄膜中更是接近 99%。其小的单重态-三重态能级差（ΔEST）和快速反向系间窜越（RISC）过程，确保了高效的 TADF 特性。

在电致发光性能方面，非掺杂 OLED 器件的 EQE 高达 30.6%，且在高亮度下保持极低的效率滚降（仅 8.5%）。掺杂 OLED 器件在 10‒90 wt% 的浓度范围内均表现出稳定的 EQE（29.1%‒36.8%），显示出浓度不敏感的特性。更令人瞩目的是，这些材料作为多共振 TADF 发射体的敏化剂时，制备的超荧光 OLED 器件实现了最高 41.0% 的 EQE，并保持极低的效率滚降，展现出在高分辨率显示中的巨大潜力。

总结及展望

本研究提出了一种有效的分子设计策略，通过引入螺环融合黄酮受体与螺环供体，显著提升了分子刚性和光电性能，成功解决了 TADF 材料的浓度敏感问题。新型发光体不仅在非掺杂和掺杂 OLED 中表现出优异的效率和稳定性，还能作为高效敏化剂推动超荧光 OLED 的发展。未来，这类浓度不敏感的 TADF 材料有望在下一代显示与照明领域中发挥重要作用，推动 OLED 技术的产业化进程。