tadf材料前景

热活化延迟荧光（TADF）是一种新型低成本、高效率的有机发光材料，被称为第三代有机发光材料。

TADF内部量子效率接近100%，能够解决第一代发光材料荧光材料发光效率低的问题，同时解决了第二代磷光材料高成本的问题。

TADF成为目前OLED发光材料的重点研究发展，行业得到快速发展。随着TADF材料的综合性能不断提升，能够在照明期间中得到广泛应用，具有良好的发展前景。

OLED发光材料经历了三代：第一代为荧光材料，发光率仅为25%左右，目前仍旧是主流的蓝色发光材料；

第二代有机发光材料为磷光材料，磷光材料发光效率接近100%，是红色和绿色的主流发光材料，但是目前尚未开发出合适的蓝光磷光材料。结合OLED发光材料的发展，未来研发出蓝色TADF材料成为热点。

高分子TADF材料理论上可以实现100%的量子效率，是未来低成本、高效率的发光材料发展方向。

当前高分子TADF材料主要有三种，分别是侧链型高分子TADF材料、主链型高分子TADF材料、主链型高分子TADF材料。

上海金畔生物是国内的光电材料供应商，我们可以提供各种基础的热延迟荧光材料TADF材料，也提供TADF材料的定制合成。

TADF发光材料DPyPm-PXZ和PyPmPm-PXZ

D-Spacer-A结构的TADF发光材料DMAC-o-TRZ

热活化延迟荧光材料CzDBA

基于咔唑树枝单元的绿光TADF分子(2CzSO和3CzSO)

咔唑树枝状绿光TADF分子CzAcDBTO和2CzAcDBTO

橙红光到红光TADF材料PXZ-PQM，DPXZ-PQM，DPXZ-DPPM

绿光TADF分子D-π-A-π-D型分子PXZPM，PXZMePM，PXZPhPM

DPA-Ph-DBPzDCN

TADF分子BPPZ-PXZ和mDPBPZ-PXZ

近红外TADF分子NO2TPA

AIE-TADF分子NZ2TPA

TADF分子CRA-PXZ-Trz

蓝色热活化延迟荧光材料PhDMAc-C

TADF材料PhDMAc-TRZ

蓝光TADF分子PhDMAc-BP

蝴蝶状的蓝光TADF分子PHCz2BP，cas1360642-12-1

树枝状热激活延迟荧光新材料4CzCN-SP和5CzCN-SP

AIE-TADF分子DCPDAPM

TADF材料mTRZ-ICz   

含有一个溴原子(BrCzCzPN)的AIE-TADF分子

具有AIE与TADF特性的D-A分子DPS-PXZ，DBTO-PXZ，DPS-PTZ，DBTO-PTZ

AIE-TADF材料BP-2PXZ，BP-2PTZ，BP-PXZ，BP-PTZ

IndCzpTr-1蓝光TADF材料

IndCzpTr-2蓝光TADF材料

兼具AIE和TADF两种特性的新型发光材料

有机发光二极管(Orghaiic light-emitting diode,OLED)近些年来受到了广泛的关注。在众多有机电致发光材料中,热激活延迟荧光(Thermally activated delayed fluorescent,TADF)材料能够同时利用单线态和三线态激子发光,获取100%的理论内量子效率,因此被认为是有机电致发光材料中第三代材料的代表。

然而,TADF材料同样存在聚集淬灭效应(Aggregation-caused quenching,ACQ),因此会导致发光效率降低。由于聚集诱导发光(Aggregation-induced emission, AIE)能够在一定程度上减弱淬灭效应,从而使发光效率得到提高,因此,大量具有AIE性质的TADF材料不断被报道。

简要介绍了OLED材料的发展历程,阐述了TADF、TTA、HLCT的相关机理、AIE效应的机理及TADF材料的设计原则等,重点介绍了以羰基、二苯砜、三嗪以及其他类型吸电子基团为受体单元,建立的具有AIE性质的TADF材料及器件的研究进展。

在具有AIE性质的TADF材料设计中,基于苯酮的分子设计大多是采用不对称结构,这不仅能使分子的AIE特性显著,而且有利于分子刚性的增强,从而使分子的单线态和三线态能极差(ΔE_(ST))值减小。

另外,与苯酮基团相比,苯砜结构能够产生较大的扭转角,更易于形成AIE材料;与前两者相比,三嗪本身存在多个能与电子供体结合的接枝点,这使得分子内的偏转角和能级更易于调控。

较后,文章展望了具有AIE性质的TADF材料的发展前景,以期为未来设计新型TADF材料提供有意义的理论指导。

上海金畔生物科技有限公司提供金属配合物，热激活延迟荧光(TADF)材料，聚集诱导延迟荧光（AIDF）材料，聚集诱导发光AIE材料的定制合成

基于螺芴氧杂蒽和苯并恶唑苯胺的新型主体材料SFX-2-BOA，SFX-2'-BOA，SFX-3'-BOA

有机硼氮蓝光发射体DABNA-1和DABNA-2

MR-TADF材料TBN-TPA

蓝色发射体v-DABNA，ADBNA-Me-Tip，ADBNA-Me-Mes，DABNA-NP-TB

TADF发光材料DPyPm-PXZ和PyPmPm-PXZ

D-Spacer-A结构的TADF发光材料DMAC-o-TRZ

热活化延迟荧光材料CzDBA

基于咔唑树枝单元的绿光TADF分子(2CzSO和3CzSO)

咔唑树枝状绿光TADF分子CzAcDBTO和2CzAcDBTO

橙红光到红光TADF材料PXZ-PQM，DPXZ-PQM，DPXZ-DPPM

绿光TADF分子D-π-A-π-D型分子PXZPM，PXZMePM，PXZPhPM

DPA-Ph-DBPzDCN

TADF分子BPPZ-PXZ和mDPBPZ-PXZ

近红外TADF分子NO2TPA

AIE-TADF分子NZ2TPA

TADF分子CRA-PXZ-Trz

蓝色热活化延迟荧光材料PhDMAc-C

TADF材料PhDMAc-TRZ

蓝光TADF分子PhDMAc-BP

蝴蝶状的蓝光TADF分子PHCz2BP，cas1360642-12-1

树枝状热激活延迟荧光新材料4CzCN-SP和5CzCN-SP

AIE-TADF分子DCPDAPM

TADF材料mTRZ-ICz   

含有一个溴原子(BrCzCzPN)的AIE-TADF分子

树枝状热活化延迟荧光材料的分类介绍

树枝状热活化延迟荧光材料一般由中心核（如电子受体单元）和外围功能树枝（如具有空穴传输能力的电子给体单元）构成，其分子结构如图1所示。其中心核通常采用三嗪、硫砜、二苯甲酮等电子受体单元，而树枝通常由咔唑、吖啶及其杂化单元组成。通过调控中心核及树枝单元的强度可以调控材料的发光性能，同时，外围树枝对发光中心核的包裹作用还可以有效抑制浓度猝灭、提高发光效率。 

根据树枝状热活化延迟荧光材料的中心核不同进行分类，主要包括：

（1）以三嗪为中心核的树枝状TADF材料；

（2）以二苯砜/二苯并噻吩砜为中心核的树枝状TADF材料；

（3）以二苯甲酮/蒽醌为中心核的树枝状TADF材料；

（4）以苯甲腈为中心核的树枝状TADF材料；

（5）以苯环为中心核的树枝状TADF材料。

兼具AIE和TADF两种特性的新型发光材料

有机发光二极管(Orghaiic light-emitting diode,OLED)近些年来受到了广泛的关注。在众多有机电致发光材料中,热激活延迟荧光(Thermally activated delayed fluorescent,TADF)材料能够同时利用单线态和三线态激子发光,获取100%的理论内量子效率,因此被认为是有机电致发光材料中第三代材料的代表。

然而,TADF材料同样存在聚集淬灭效应(Aggregation-caused quenching,ACQ),因此会导致发光效率降低。由于聚集诱导发光(Aggregation-induced emission, AIE)能够在一定程度上减弱淬灭效应,从而使发光效率得到提高,因此,大量具有AIE性质的TADF材料不断被报道。

简要介绍了OLED材料的发展历程,阐述了TADF、TTA、HLCT的相关机理、AIE效应的机理及TADF材料的设计原则等,重点介绍了以羰基、二苯砜、三嗪以及其他类型吸电子基团为受体单元,建立的具有AIE性质的TADF材料及器件的研究进展。

在具有AIE性质的TADF材料设计中,基于苯酮的分子设计大多是采用不对称结构,这不仅能使分子的AIE特性显著,而且有利于分子刚性的增强,从而使分子的单线态和三线态能极差(ΔE_(ST))值减小。

另外,与苯酮基团相比,苯砜结构能够产生较大的扭转角,更易于形成AIE材料;与前两者相比,三嗪本身存在多个能与电子供体结合的接枝点,这使得分子内的偏转角和能级更易于调控。

较后,文章展望了具有AIE性质的TADF材料的发展前景,以期为未来设计新型TADF材料提供有意义的理论指导。

上海金畔生物科技有限公司提供金属配合物，热激活延迟荧光(TADF)材料，聚集诱导延迟荧光（AIDF）材料，聚集诱导发光AIE材料的定制合成

基于螺芴氧杂蒽和苯并恶唑苯胺的新型主体材料SFX-2-BOA，SFX-2'-BOA，SFX-3'-BOA

有机硼氮蓝光发射体DABNA-1和DABNA-2

MR-TADF材料TBN-TPA

蓝色发射体v-DABNA，ADBNA-Me-Tip，ADBNA-Me-Mes，DABNA-NP-TB

TADF发光材料DPyPm-PXZ和PyPmPm-PXZ

D-Spacer-A结构的TADF发光材料DMAC-o-TRZ

热活化延迟荧光材料CzDBA

基于咔唑树枝单元的绿光TADF分子(2CzSO和3CzSO)

咔唑树枝状绿光TADF分子CzAcDBTO和2CzAcDBTO

橙红光到红光TADF材料PXZ-PQM，DPXZ-PQM，DPXZ-DPPM

绿光TADF分子D-π-A-π-D型分子PXZPM，PXZMePM，PXZPhPM

DPA-Ph-DBPzDCN

TADF分子BPPZ-PXZ和mDPBPZ-PXZ

近红外TADF分子NO2TPA

AIE-TADF分子NZ2TPA

TADF分子CRA-PXZ-Trz

蓝色热活化延迟荧光材料PhDMAc-C

TADF材料PhDMAc-TRZ

蓝光TADF分子PhDMAc-BP

蝴蝶状的蓝光TADF分子PHCz2BP，cas1360642-12-1

树枝状热激活延迟荧光新材料4CzCN-SP和5CzCN-SP

AIE-TADF分子DCPDAPM

TADF材料mTRZ-ICz   

含有一个溴原子(BrCzCzPN)的AIE-TADF分子

热激活延迟荧光

为了克服第一代和第二代OLED材料的不足，人们研究开发了新一代的热活化延迟荧光材料(TADF),也称为E型延迟荧光材料。

TADF的激发态可以通过捕获三重激发态激子，使器件的荧光发射增强，从而实现接近100%的内部量子效率。

目前TADF材料的实验研究已经取得了快速发展，人们已设计合成出来了大量的具有TADF发光性能的有机分子。

同时，有关TADF发光机理的理论研究也在不断地深入进行。

延迟荧光的产生机理

TADF材料因吸收环境的热量，促使三重态.上的激子通过反系间窜越(RISC)过程转化为单重态激子，因此三重态激子得到了充分利用，其内量子效率(IEQ)几乎可以达到100%。

显然，升高温度能够促进RISC过程的进行，从而增加荧光效率。图1-1为TADF分子的发光机理图。TADF发光包含瞬时荧光(PF)和延迟荧光(DF)两种机理18-9]。瞬时荧光是S|态上25%的激子随即辐射失活衰减到电子基态(So)，寿命是ns级的。延迟荧光是T态上75%的激子有效窜越到S|态后辐射失活，发射荧光，寿命是μs级的。

热活化延迟荧光是一种特殊的荧光现象，当三重态激发态(T1)和单重态激发态(S)能量接近时，三重态激子可以通过RISC过程转化为单重态激子而发出荧光

因此，足够小的单重态–三重态能量差(OEsr)是至关重要的，是实现高效的RISC过程所必须的。根据玻尔兹曼分布关系，RISC 速率常数与△Est成反比，而减小分子的AEsT可通过分离分子的较高占据分子轨道(HOMO)和较低未占据分子轨道(LUMO)来实现。所以，设计具有小的AEsT和具有TADF性质的分子是一个具有挑战性的工作。

上海金畔生物科技有限公司提供金属配合物，热激活延迟荧光(TADF)材料，聚集诱导延迟荧光（AIDF）材料，聚集诱导发光AIE材料的定制合成

基于嘧啶/吩噁嗪的绿光TADF分子PXZPM、PXZMePM和PXZPhPM

5,10-双(4-(1-苯基-1h-苯并[d]咪唑-2-基)苯基)-5,10-二氢吩嗪(dhpz-2bi)，cas1638702-85-8

4,4'-(吩嗪-5,10-二基)二苯甲腈(dhpz-2bn)

n1-(4-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-n1-(4-(二苯氨基)苯基)-n4,n4-二苯基苯-1,4-二胺(DPA-TRZ)

热活化延迟荧光发射ACRDSO2(绿光)和 PXZDSO2(黄光)

2,3,5,6-四(3,6-二苯基咔唑-9-基)-1,4-二氰基苯(4cztpn-ph)

5,10-双(4-(苯并[d]噻唑-2-基)苯基)-5,10-二氢吩嗪(dhpz-2btz)

5,10-双(4-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-5,10-二氢吩嗪(dhpz-2trz)

热激发延迟荧光材料PPZ-3TPT、PPZ-4TPT、PPZ-DPS或PXZ-DPS、DMAC-DPS

约520nm至约580nm的绿色或黄绿色延迟荧光材料atp-pxz和m-atp-pxz

基于三苯基磷氧的热激发延迟荧光蓝光客体材料pxz-trz，bis-PXZ-TRZ，tri-PXZ-TRZ

TADF发光体:DHPZ-2BI, DHPZ-2BN, DHPZ-2BTZ

大于约580nm且小于或等于约610nm的红色延迟荧光材料mpx2bbp，ppz-dps，dhpz-2btz，dhpz-2trz，tpa-dcpp

基于螺芴氧杂蒽和苯并恶唑苯胺的新型主体材料SFX-2-BOA，SFX-2'-BOA，SFX-3'-BOA

有机硼氮蓝光发射体DABNA-1和DABNA-2

MR-TADF材料TBN-TPA

热激活延迟荧光

为了克服第一代和第二代OLED材料的不足，人们研究开发了新一代的热活化延迟荧光材料(TADF),也称为E型延迟荧光材料。

TADF的激发态可以通过捕获三重激发态激子，使器件的荧光发射增强，从而实现接近100%的内部量子效率。

目前TADF材料的实验研究已经取得了快速发展，人们已设计合成出来了大量的具有TADF发光性能的有机分子。

同时，有关TADF发光机理的理论研究也在不断地深入进行。

延迟荧光的产生机理

TADF材料因吸收环境的热量，促使三重态.上的激子通过反系间窜越(RISC)过程转化为单重态激子，因此三重态激子得到了充分利用，其内量子效率(IEQ)几乎可以达到100%。

显然，升高温度能够促进RISC过程的进行，从而增加荧光效率。图1-1为TADF分子的发光机理图。TADF发光包含瞬时荧光(PF)和延迟荧光(DF)两种机理18-9]。瞬时荧光是S|态上25%的激子随即辐射失活衰减到电子基态(So)，寿命是ns级的。延迟荧光是T态上75%的激子有效窜越到S|态后辐射失活，发射荧光，寿命是μs级的。

热活化延迟荧光是一种特殊的荧光现象，当三重态激发态(T1)和单重态激发态(S)能量接近时，三重态激子可以通过RISC过程转化为单重态激子而发出荧光

因此，足够小的单重态–三重态能量差(OEsr)是至关重要的，是实现高效的RISC过程所必须的。根据玻尔兹曼分布关系，RISC 速率常数与△Est成反比，而减小分子的AEsT可通过分离分子的较高占据分子轨道(HOMO)和较低未占据分子轨道(LUMO)来实现。所以，设计具有小的AEsT和具有TADF性质的分子是一个具有挑战性的工作。

上海金畔生物科技有限公司提供金属配合物，热激活延迟荧光(TADF)材料，聚集诱导延迟荧光（AIDF）材料，聚集诱导发光AIE材料的定制合成

基于嘧啶/吩噁嗪的绿光TADF分子PXZPM、PXZMePM和PXZPhPM

5,10-双(4-(1-苯基-1h-苯并[d]咪唑-2-基)苯基)-5,10-二氢吩嗪(dhpz-2bi)，cas1638702-85-8

4,4'-(吩嗪-5,10-二基)二苯甲腈(dhpz-2bn)

n1-(4-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-n1-(4-(二苯氨基)苯基)-n4,n4-二苯基苯-1,4-二胺(DPA-TRZ)

热活化延迟荧光发射ACRDSO2(绿光)和 PXZDSO2(黄光)

2,3,5,6-四(3,6-二苯基咔唑-9-基)-1,4-二氰基苯(4cztpn-ph)

5,10-双(4-(苯并[d]噻唑-2-基)苯基)-5,10-二氢吩嗪(dhpz-2btz)

5,10-双(4-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-5,10-二氢吩嗪(dhpz-2trz)

热激发延迟荧光材料PPZ-3TPT、PPZ-4TPT、PPZ-DPS或PXZ-DPS、DMAC-DPS

约520nm至约580nm的绿色或黄绿色延迟荧光材料atp-pxz和m-atp-pxz

基于三苯基磷氧的热激发延迟荧光蓝光客体材料pxz-trz，bis-PXZ-TRZ，tri-PXZ-TRZ

TADF发光体:DHPZ-2BI, DHPZ-2BN, DHPZ-2BTZ

大于约580nm且小于或等于约610nm的红色延迟荧光材料mpx2bbp，ppz-dps，dhpz-2btz，dhpz-2trz，tpa-dcpp

基于螺芴氧杂蒽和苯并恶唑苯胺的新型主体材料SFX-2-BOA，SFX-2'-BOA，SFX-3'-BOA

有机硼氮蓝光发射体DABNA-1和DABNA-2

MR-TADF材料TBN-TPA