北京化工大學(xué)材料學(xué)院閆壽科教授和任忠杰副教授團隊在國際著名期刊《Nature Reviews Materials》（IF： 51.9）上發(fā)表了題為“All-organic thermally activated delayed fluorescence materials for organic light-emitting diodes”的綜述文章，系統(tǒng)闡述并歸納了全有機熱激活延遲熒光（TADF）的機理及TADF材料的研究進展。本文的共同第一作者為材料學(xué)院博士生劉玉超、李晨森，通訊作者為閆壽科教授、任忠杰副教授以及英國杜倫大學(xué)Martin R. Bryce教授。
圖1. （a）典型的OLED器件結(jié)構(gòu)。（b） TADF-OLED中的電致發(fā)光機理。（c）TADF-OLED器件最大外量子效率的發(fā)展歷程。
有機發(fā)光二極管（OLED）被認為是最有希望的新一代顯示和照明技術(shù)而被廣泛研究。第一代OLED器件是基于熒光材料，只能利用25%單重態(tài)激子，這就造成了器件工作過程中量子效率的極大損失。第二代OLED器件是基于磷光材料，盡管有機金屬磷光材料可以通過重原子效應(yīng)來增大自旋-軌道耦合，綜合利用25%單重態(tài)和75%三重態(tài)激子，但貴重金屬的使用和器件的不穩(wěn)定性仍然限制了其進一步的商業(yè)化。 2009年，熱激發(fā)延遲熒光（Thermally Activated Delayed fluorescence, TADF）材料開始應(yīng)用于OLED。TADF材料可以通過反向系間穿越綜合利用單重態(tài)和三重態(tài)激子，理論內(nèi)量子效率可以達到100%，因此，它是有前途的下一代OLED材料。該綜述首先介紹TADF的機理，表明三線態(tài)-單線態(tài)帶隙差，自旋-軌道耦合強度，分子的剛性以及光電穩(wěn)定性等都對TADF材料的效率具有明顯的影響（見圖1）。另外，該綜述從TADF有機小分子材料、樹枝狀大分子材料以及聚合物材料等出發(fā)，全面介紹了目前高效TADF材料的合成策略和器件設(shè)計思路。通過合理的給受體單元的選擇和設(shè)計，連接單元的引入以及扭轉(zhuǎn)角的控制，TADF分子的光物理特征和發(fā)光效率可以被有效的調(diào)節(jié)。最后，對純有機TADF材料的未來發(fā)展方向進行了展望。
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