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热激活延迟荧光(TADF)

发布时间:2026-05-20 来源:西蒙至简科技 责任编辑:lily

【导读】热活化延迟TADF(Thermally Activated Delayed Fluorescence),热活化延迟荧光在OLED器件中,电子和空穴复合产生两种激子,其中单重态激子(Singlet, S1),可以直接发光(荧光)。三重态激子(Triplet, T1)不发光,能量主要以热能形式浪费。


TADF材料通过分子设计,将 S1 和 T1 之间的能级差(ΔEst)缩减至极小。而原本的三重态激子,可以通过吸收热能逆向跨越能垒回到激发态单重态S1(这个过程叫逆系间窜越,RISC)。最终几乎所有的激子都通过S1回到基态的路径发射发出荧光。因为和传统荧光材料相比,TADF材料需要经过RISC从 T1逆系间窜越回到S1态发光,电子经过的路径更长,并且发光时间比普通荧光长,所以被称为延迟荧光。


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而为了实现极小的 ΔEST,理论上要求分子的最高占据轨道(HOMO)和最低未占据轨道(LUMO)空间重叠度极小。因此,TADF分子通常采用扭曲的供体-受体(Donor-Acceptor, D-A)结构,其中Donor负责贡献HOMO轨道,如咔唑、二苯胺。Acceptor负责贡献LUMO轨道,如三嗪、氰基、二苯甲酮。由于D和A的之间通常存在近乎垂直的扭曲(通过空间位阻实现),强制让电子云在空间上分开,从而降低能级差。


TADF材料的优缺点:

理论上TADF材料的内部量子效率可达100%,与磷光材料持平。不需要铂(Pt)、铱(Ir)等稀有贵金属,纯有机分子成本低廉。并且通过改变D-A的作用强度,可以覆盖从深蓝到近红外的全光谱。但是由于三重态激子寿命较长,在高亮度下容易发生激子猝灭,导致器件效率衰减快,使用寿命受限。



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