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具有AIE和TADF性质的硼基发光材料（TB-3Cz，TB-P3Cz，TB-DACz) 齐岳生物新品上市

发布时间：2022-02-17 作者：zhn 分享到：

具有AIE和TADF性质的硼基发光材料（TB-3Cz，TB-P3Cz，TB-DACz)

科研人员设计合成了B/O掺杂的分子，证明了这种结构骨架具有TADF的潜在特性。随后又报道了B/N掺杂的多重共振TADF（MR-TADF）材料（Adv. Mater. 2016, 28, 2777），这种结构骨架能够**地分离HOMO和LUMO，表现出较小的ΔEST值，同时能够实现较高的色纯度。

2001年，香港科技大学唐本忠院士团队发现了六苯基噻咯(HPS)在固态或聚集状态下发光**变强的现象，这一现象被称为AIE（AggregationInduced Emission）效应。这为解决发光材料在聚集后发光性能衰退的问题提供了新的途径。虽然有一些关于具有AIE和TADF双重功能的发光材料的报道，但完美的兼具两者优点的高性能器件仍然有待研究。

针对这些问题，科研团队设计并合成了三个蓝色TADF发光材料TB-3Cz，TB-P3Cz，TB-DACz。通过在分子骨架中引入不同强度的给体基团，可以在蓝光区发射出从深蓝色到天蓝色的光，具有较高的色纯度，并且同时兼具AIE的特性。其中TB-3Cz，TB-P3Cz是所有报道的溶液加工非掺杂深蓝光TADF-OLED器件CIE y值接近0.1的分子。

作者以Hetakeyama等人设计的分子骨架为母体，依次引入不同强度的给电子基，合成了TB-3Cz，TB-P3Cz，TB-DACz。如图1所示，供体咔唑单元和受体TB单元之间约50°的扭转角**了分子轨道的重叠，其中HOMO主要位于给体咔唑单元上，而LUMO主要分布在TB单元上，**地实现了空间上的分离。ΔEST值足够小，能够实现激发三重态T1到激发单重态S1**的RISC过程。

图1. TB-3Cz，TB-P3Cz和TB-DACz的HOMO和LUMO空间分布及能级数据。

此外本文所报道的三种材料均具有较好的稳定性。如图2所示，TB-3Cz、TB-P3Cz和TB-DACz的分解温度（Td）分别高达464、517和436 ℃，玻璃化温度（Tg）分别为272、271和197 ℃。

图2. TB-3Cz，TB-P3Cz和TB-DACz的TGA和DSC图。

光致发光（PL）光谱表明在薄膜状态下，TB-3Cz、TB-P3Cz和TB-DACz的发射波长覆盖深蓝色到天蓝色区域（433、460和494 nm）。与溶液状态相比，TB-3Cz和TB-P3Cz在薄膜状态下表现出一定程度的红移，而TB-DACz的光谱在这两种状态下没有差异，表明TB-3Cz和TB-P3Cz在薄膜态下具有相当大的分子间相互作用。此外三个分子显示出相对较小的半峰宽，有望提高OLED器件色纯度。同时瞬态荧光光谱证明了这些材料的TADF特性和出色的反向系间窜跃速率。

TB-3Cz、TB-P3Cz和TB-DACz同样具有聚集诱导发光（AIE）效应。实验结果如图4所示，在良溶剂THF中（含水量fw=0），化合物的荧光发射强度比较弱，随着fw增加到30-40%，三个分子的光致发光强度低于初始值。继续增加水含量，光致发光强度**增强（11-25倍）。由于水是这些化合物的不良溶剂，随着水的加入，分子聚集导致分子内旋转受到**，产生了AIE效应。发射波长(λmax)变化也表现出相似的趋势：λmax随着fw的增加而红移，出现AIE效应后发生蓝移。