Aggregate | 华南理工大学唐本忠院士&赵祖金教授团队：基于螺环给体和羰基受体的高效聚集增强延迟荧光材料

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近些年来，有机发光二极管（OLED）以其自发光、柔性、节能等优势在显示和照明领域吸引了广泛的关注，其中低成本、高效率的热活化延迟荧光（TADF）材料作为第三代有机发光材料在OLED器件中有巨大的应用前景。TADF材料理论上具有100%的激子利用率，不仅可以作为发光材料来制备高效率的单色光OLED器件，还可以作为其他发光材料的敏化主体来制备高性能的敏化OLED器件。这些敏化器件中的TADF 敏化主体充当主要的载流子复合中心，通过Förster能量转移（FET）过程激发客体分子发光，从而实现高效的激子利用率，为制备高效率和低效率滚降的OLED 器件提供了新的策略。但大多数传统TADF材料在聚集态下都面临严重的发光猝灭和激子湮灭等问题，这极大地影响了器件的性能和效率稳定性。

     最近，华南理工大学唐本忠院士、赵祖金教授等报道了一种新的聚集增强延迟荧光（AEDF）分子（SBF-BP-SFAC），该分子兼具高的水平偶极取向比率和平衡的载流子传输特性，不仅可以作为高效的蓝绿光发光材料，而且可以作为敏化主体制备高效、稳定的橙光敏化OLED器件。作者将大位阻的9,9'-螺环[芴]（SBF）和10H-螺[吖啶-9,9'-芴]（SFAC）基团引入电子受体羰基的两端，分别对分子的载流子传输和水平偶极取向进行调控，同时增大分子间距离抑制固态下的发光淬灭。该分子表现出明显的聚集诱导发光增强（AEE）和TADF的特性，在聚集态下具有优异的发光效率和延迟荧光特性。该分子在薄膜状态下的水平偶极取向比率达到84.5%，同时，分子的空穴迁移率和电子迁移率非常接近，表现出极佳的双极传输特性。

图1. AEDF分子SBF-BP-SFAC在OLED中作发光分子和敏化主体的应用

SBF-BP-SFAC直接作为发光材料制备的单色光OLED器件中表现出优异的电致发光性能，其非掺杂和掺杂器件的最大外量子效率（ηext）分别为23.1%和30.6%。此外，SBF-BP-SFAC 还可以作为橙光的荧光、磷光和TADF 材料的敏化主体，所制备的三元敏化OLED 器件的ηext分别达到了13.6%、30.3%和24.2%。通过激子动力学分析，敏化系统中的FET速率最大为5.95 × 108 s −1，FET最大效率为93.4%，与敏化OLED器件的优异电致发光性能相吻合。此外，快速的FET过程可以有效降低敏化层中的三线态激子密度，从而缓解器件在高亮度下由三线态-三线态湮灭（TTA）效应造成的效率滚降问题。以上器件优异的综合性能表明，SBF-BP-SFAC无论作为发光材料还是敏化主体，在OLED 器件中都具有巨大的应用潜力。

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《聚集体（英文）》（Aggregate）创刊于2020年，是由华南理工大学、广东省大湾区华南理工大学聚集诱导发光高等研究院、Wiley 出版社三方合作创办的开放获取式英文学术期刊（双月刊）。本刊致力于报道出版“聚集”过程中的基础和应用研究的前沿科学，包括但不限于材料、化学、物理、生物以及应用工程等领域。聚集体科学研究范围广泛，单分子层次之上均可视为聚集体。特别是功能材料、化学、物理、生物技术、生命科学以及应用工程等领域的重要进展，为学术界搭建一个交流思想和意见的新平台，去分享聚集体研究的新发现和新突破，讨论聚集体研究的挑战和机遇。期刊于2023年获得首个影响因子18.8，JCI指数1.47，先后收录于DOAJ、ESCI、CAS等数据库。

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