【《热激活延迟荧光（TADF）简介概述》2200字】

热激活延迟荧光（TADF）简介概述延迟荧光有两种：E型延迟荧光和P型延迟荧光。其中P型延迟荧光即TTA，因为最早在芘（pyrene）中观察到而得名。我们这里所说的TADF为E型延迟荧光，因为最早在曙红（eosin）中观察到而得名[24]。除磷光以外，TADF是一种新的方式可以同时捕获单重态和三重态激子。由于TADF分子可以避免使用过渡金属元素，同时可以实现100%的IQE，能够与磷光材料相媲美，因此，TADF分子被广泛认为是继磷光材料之后的第三代发光材料。自从，2012年Adachi小组首次将纯有机TADF分子应用于OLED器件之后，TADF分子在OLED中的应用有了长足的发展。1.1TADF发光原理图1.3荧光，磷光和TADF发光机理[25]。Figure1.3Emissionmechanismoffluorescence,phosphorescenceandTADFemitters[25].如图1.3所示，一个分子收到激发后会由基态跃迁至激发态，单重态激子既可以通过辐射跃迁回到基态发出荧光，也可以通过非辐射跃迁回到基态，还可以通过ISC过程到达三重态。同样的，三重态激子也可以通过辐射跃迁回到基态发出磷光，又可以通过非辐射跃迁回到基态将能量耗散。对于TADF分子而言，由于其具有较小的单重态-三重态能级差（ΔEST），其三重态激子可以在吸收了环境的热量后，通过反向系间窜越（ReverseISC，RISC）过程上转换到单重态，继而发出延迟荧光。对于TADF分子而言，因为其可以实现单重态和三重态之间的转换，所以TADF分子能够同时捕获单重态和三重态激子用以发光，其也可以实现100%的IQE，从而可以实现与磷光材料相媲美的效率。根据TADF分子的发光过程可知，三重态回到单重态的RISC过程对TADF的性质十分重要，由于其本质为一个能量上转换的过程[26]，因此，RISC过程的速率遵循阿伦尼乌斯公式：KRISC~exp(-ΔEST/KBT)…（1.2）其中，KB为玻尔兹曼常数，T为温度。所以，小的ΔEST对于TADF分子十分重要[27,28]。当ΔEST<0.3eV时，有利于三重态到单重态的RISC过程的顺利进行和实现100%的IQE[29]。TADF的ΔEST与HOMO和LUMO的电子轨道波函数的交叠程度有关，即HOMO和LUMO空间分离越有效，分子的ΔEST越小，越有利于RISC过程的能够有效进行[30-32]。因此，TADF分子多采用给受体分离的D-A或D-π-A型结构，这样可以保证分子小的ΔEST，快速的RISC过程和优异的TADF性能。1.2TADF在OLED中的应用目前，将TADF材料用于OLED器件的研究已经成为全球研究人员和工业界关注的热点。在已报道的结果中，对基于TADF材料在OLED器件中的应用研究集中在器件效率和器件稳定性两方面。对于器件效率的研究，按发光颜色可分为单色器件，白光器件和敏化器件[33-37]。对于TADF在单色光OLED器件中应用，当前已经实现了超过20%的器件效率。例如，Adachi小组，在2012年报道了一系列具有较小ΔEST的TADF分子，发光波长范围涵盖了从蓝光到红光的波长范围。其中，红、绿、蓝光分子4CzTPN-Ph、4CzIPN和2CzPN分别实现了最大的EQE为8.0%，19.3%和11.2%[12]。由于TADF分子分子内电荷转移态发光的特征，通常具有超过100nm的半峰宽，这使得TADF非常适合用于白光器件。对于TADF在白光器件中应用，同样最早由Adachi小组所报道。他们使用红，绿，蓝光TADF材料作为发光客体制备了一种高效的白光OLED器件[38]。该白光器件实现了超过17%的EQE，同时CIE色坐标达到了（0.30,0.38）。对于敏化器件，理想情况下应该只有发光客体的发光，但是，由于能量传递效率的不充分，TADF敏化剂也会发光。其结果就是器件的光谱以客体的发光为主，同时有敏化剂的发光，造成客体发光色纯度的降低。因此，这里将其与单色器件及白光器件并列讨论。2014年，Adachi小组使用TADF材料作为助掺杂剂，报道了一种荧光OLED器件[39]。该器件实现了蓝色，绿色，黄色和红色的发光和13.4%-18%的EQE。TADF在OLED中应用，按在发光层中的作用，可分为主体，助掺杂剂和发光客体。当TADF作为发光客体时，应用于单色光OLED器件，前文已经叙述，这里不再赘述。当TADF分子在OLED发光层中作为主体时，既可以用于白光器件，也可以用于敏化器件。由于TADF分子独特的分子结构特征，TADF分子同时包含空穴传输良好的给体基团和电子传输性良好的受体基团。因此，TADF分子为双极性分子，将其用于发光层主体，有利于实现器件的良好的电荷平衡性，从而提高器件效率并降低器件效率滚降。2016年，Ma等人以一种蓝色TADF分子DMAC-DPS同时作为绿光和红光荧光分子TTPA和DBP的主体制备了一种高效白光器件[40]。通过精确的调控发光层结构，实现了18.2%的EQE和82的显色指数。当TADF分子在OLED发光层中作为主体，用于敏化器件时，可以显著的提高器件效率。2014年，Zhang等人最早使用TADF分子作为荧光材料的主体[41]。他们使用TADF分子同时作为主体和敏化剂，制备了一种高效的OLED器件，实现了超过11.7%的EQE，首次证明了TADF分子作为荧光主体的可行性。同样地，当TADF分子作为助掺杂剂时，既可以用于白光器件，也可以用于敏化器件。例如，2016年，Ma等人，使用DPEPO为主体，DMAC-DPS为助掺杂剂，制备了一种高效的白光器件[42]。该器件实现了14.6%的最大EQE的同时，保持了低效率滚降，在亮度为1000cd/m2时，EQE为11.9%。通过宽的激子复合区，提高了器件电荷平衡性，消除了器件的能量损失，从而同时实现了器件的高效率和低效率滚降。当TADF分子作为助掺杂剂时，可以用于敏化器件时，TADF分子担负利用全部激子的作用，并将自身的单重态能量传递给客体的单重态，从而实现100%的内量子效率。例如，Adachi小组在2014年报道了将TADF分子用于敏化荧光，提高荧光器件效率[39]。参考文献[1] PopeM,KallmannHP,MagnanteP.Electroluminescenceinorganiccrystals[J].TheJournalofChemicalPhysics,1963,38:2042.[2] VincettPS,BarlowWA,HannRA,etal.Electricalconductionandlowvoltageblueelectroluminescenceinvacuum-depositedorganicfilms[J].ThinSolidFilms,1982,94(2):171-183.[3] TangCW,VanSlykeSA.Organicelectroluminescentdiodes[J].AppliedPhysicsLetters,1987,51(12):913-915.[4] BurroughesJH,BradleyDDC,BrownAR,etal.Light-emittingdiodesbasedonconjugatedpolymers[J].Nature,1990,347(6293):539-541.[5] GustafssonG,CaoY,TreacyGM,etal.Flexiblelight-emitting-diodesmadefromsolubleconductingpolymers[J].Nature,1992,357(6378):477-479.[6] CaoY,TreacyGM,SmithP,etal.Solution‐castfilmsofpolyaniline:Optical‐qualitytransparentelectrodes[J].AppliedPhysicsLetters,1992,60(22):2711-2713.[7] KidoJ,HongawaK,OkuyamaK,etal.Whitelight‐emittingorganicelectroluminescentdevicesusingthepoly(n‐vinylcarbazole)emitterlayerdopedwiththreefluorescentdyes[J].AppliedPhysicsLetters,1994,64(7):815-817.[8] HungLS,TangCW,MasonMG.Enhancedelectroninjectioninorganicelectroluminescencedevicesusinganal/lifelectrode[J].AppliedPhysicsLetters,1997,70(2):152-154.[9] BaldoMA,O'BrienDF,YouY,etal.Highlyefficientphosphorescentemissionfromorganicelectroluminescentdevices[J].Nature,1998,395(6698):151-154.[10] SunY,GiebinkNC,KannoH,etal.Managementofsingletandtripletexcitonsforefficientwhiteorganiclight-emittingdevices[J].Nature,2006,440(7086):908-912.[11] ReinekeS,LindnerF,SchwartzG,etal.Whiteorganiclight-emittingdiodeswithfluorescenttubeefficiency[J].Nature,2009,459(7244):234-238.[12] UoyamaH,GoushiK,ShizuK,etal.Highlyefficientorganiclight-emittingdiodesfromdelayedfluorescence[J].Nature,2012,492(7428):234-238.[13] EndoA,SatoK,YoshimuraK,etal.Efficientup-conversionoftripletexcitonsintoasingletstateanditsa