基于芴酮单元的D-A-D型橙光发光热活化延迟荧光（TADF）材料：模拟，光致发光和电致发光研究

橙色发光，热活化，延迟荧光（TADF）材料的设计对于有机发光二极管（OLED）的开发和应用是必要且重要的。这里为两个供体-受体-供体（d-A-d）型橙色TADF材料基于芴酮和吖啶，即2,7-双（9,9-二dimethylacridin-10（9 ħ） -基）-9- ħ -fluoren-9-one（27DACRFT，1）和3,6-bis（9,9-dimethylacridin-10（9 H）-yl ）-9 H -fluoren-9-one（36DACRFT，2），成功合成和表征。它们的结构与性能关系的研究表明，不同的配置都按照单-三重分裂能（Δ变化的光致发光和电性能产生严重的影响Ë ST）和激发态的几何形状。这表明更好的配置设计可以减少内部转换并提高TADF材料的三重激子利用率。重要的是，基于2的 OLED 表现出最大外部量子效率为8.9％，这高于基于常规荧光材料的OLED的理论效率。

关键词： 芴酮受体; 橙色光发射; 有机发光二极管（OLED）; 热激活延迟荧光

由于Tang于1987年首次报道了多层OLED [1]，因此有机发光二极管（OLED）因其在显示器件和普通照明中的应用而成为研究热点。OLED的效率先前受到自旋多重性统计规则的限制。对于传统的荧光材料，只有单线态激子参与电致发光，当假设出耦合效率时，理论最大内部量子效率（IQE max）为25％，理论最大外量子效率（EQE max）为5％为20％。另一方面，磷光材料可以在电致发光过程中利用三重态激子来实现100％IQE 最大值 [2,3]。然而，昂贵且不可再生的金属如铱和铂的利用不可避免地增加了最终OLED的成本。或者，热活化延迟荧光（TADF）材料是一种不含贵金属的荧光材料，能够通过反向系统间交叉（RISC）将三重态激子转换为单重态激子，从而在理论上实现100％的IQE 最大值[4]。

在以前考虑的基础上，为TADF材料的能量差（Δ Ë ST第一单重激发态（S之间）1）和所述第一三线态激发态（T 1）必须足够小，以使RISC处理与环境热能的激活[5]。为实现这一目的，将电子给体（D）和电子受体（A）引入分子中以形成分子内电荷转移（ICT）状态，在供体和受体之间具有大的扭转角，以实现最高占据分子轨道的分离。 （HOMO）和最低未占分子轨道（LUMO）[6] ，这是减少Δ键è ST。因此，D-A型或D-A-D型分子是最经典的TADF分子结构[7]。

尽管已经合成并报道了许多TADF材料[8,9]，但据我们所知，与蓝色和绿色TADF材料相比，橙色和红色TADF材料仍然很少报道[10,11]。在橙色和红色荧光材料中难以实现TADF不仅因为红色TADF材料需要强大的ICT状态，这有利于非辐射转变过程，而且因为能隙法通常导致低辐射速率常数（k r）与大的非辐射速率常数（k nr）竞争[12]。增加的非辐射过渡过程和大的k nr在与RISC和辐射转换过程的竞争中发挥作用，并严重限制橙色和红色TADF材料的发展[5]。因此，需要对橙色和红色TADF材料进行进一步的尝试和新设计。

在这项工作中，我们设计和synthetized两种新型d-A-d-型橙TADF材料，即2,7-双（9,9-二dimethylacridin-10（9 ħ） -基）-9- ħ芴-9-一个（27DACRFT，1）和3,6-双（9,9-二dimethylacridin-10（9 ħ） -基）-9- ħ芴-9-酮（36DACRFT，2，方案1）。这些化合物是具有不同供体 - 受体键合位置的异构体，其中芴酮单元是强电子受体，之前在TADF材料领域中没有报道，而吖啶是TADF材料中最常用的供体之一，强大的电子给予和空穴传输能力。强受体和强供体的组合可以提供窄的能隙并因此产生更长的波长发射。化合物1和2通过1 H NMR，13进行彻底表征C NMR和电子电离（EI）质谱。根据光致发光光谱和时间分辨瞬态光致发光衰减测量，它们都显示出具有橙色发光颜色的TADF行为。基于1和2的OLED器件分别实现了2.9％和8.9％的EQE ，其高于基于常规荧光材料的OLED的理论效率。