东南大学在溶液法有机电致发光器件方面取得重要突破

近日，东南大学化学化工学院孙岳明教授团队在溶液法有机电致发光器件方向取得重要突破。相关成果以“通过调控树枝状TADF敏化剂的代数操纵Förster和Dexter能量转移以实现溶液可加工窄带电致发光EQE超过40%（Manipulating Förster and Dexter Energy Transfer via Generation Regulation of Dendritic TADF Sensitizer for Solution-Processable Narrowband Electroluminescence with EQE over 40%）”为题，在线发表在国际顶级期刊《先进材料》（Advanced Materials）上。

高效热活化延迟荧光（TADF）敏化荧光体系（TSF技术）结合了TADF材料的高激子利用效率与荧光材料的窄谱带发射、高发光效率及优异稳定性，被广泛视为实现有机发光二极管（OLEDs）宽色域、高色纯度、高外量子效率、低效率滚降及长器件寿命的关键技术路径。然而，与真空蒸镀型窄谱带器件近年来的快速发展相比，溶液法制备的高效率窄谱带器件的研究进展相对滞后，制约了其在大面积、低成本显示应用中的产业化推进。在TSF体系中，实现高效率发光的核心在于精确调控TADF敏化剂与末端发光客体之间的分子间距，以促进高效的长程Förster共振能量转移（FRET），同时抑制由短程Dexter能量转移（DET）所导致的三重态激子淬灭。目前的通用策略侧重于通过“空间封装”发光客体分子以增大TADF敏化剂-发光客体间距（RDA），从而抑制DET过程，但该策略往往忽略了对TADF敏化剂自身分子结构的系统性设计与优化。

针对这一挑战，研究团队创新性地从TADF敏化剂分子设计出发，成功开发出一系列具有树枝状结构的TADF敏化剂（nGPh-5CzBN），通过调控分子外围支链的代数（n），实现了对FRET与DET过程的精准调控。研究表明，随着树枝代数的增加，TADF敏化剂与荧光客体之间的空间距离显著增大，从而有效抑制了有害的DET过程；然而，过度的空间包覆也会削弱必要的FRET过程。第二代TADF敏化剂在溶液加工型窄谱带绿光器件中不仅实现了FRET与DET的最佳平衡，获得了接近100%的光致发光量子产率，还优化了载流子注入平衡和水平发射偶极取向，最终获得了40.6%外量子效率，且发射半峰宽仅为34 nm，创下溶液法窄谱带OLEDs性能纪录。该研究为开发高效率、高色纯度的溶液加工型OLEDs提供了一种多参数协同调控的材料设计范例，凸显了树枝状分子在光电材料结构调控中的独特优势。这也是本课题组继树枝状TADF分子锚定策略（Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202212861）和二聚化策略（Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202412720）之后，报道的第三种调控可溶液加工型TADF分子水平发射偶极取向的有效手段。

东南大学化学化工学院博士后赵桂敏为该工作的第一作者，东南大学化学化工学院蒋伟教授为通讯作者，东南大学为该工作的唯一通讯单位。该工作得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金和中国博士后科学基金的资助。

论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202513676