具有热活化延迟荧光（TADF）的电致发光材料由于其100%的激子利用率在有机发光二极管器件（OLED）应用中具有巨大的潜力，成为该领域流行的第三代OLED发光材料，但是设计出高性能的TADF材料具有极大的挑战性。从低能量的三线态到高能量的单线态的反系间窜越（rISC）过程是TADF现象发生的关键。人们通常采用具有较大二面角的扭曲型给体-受体（D-A）有机分子模板来最大程度地减少单重态-三重态能隙（ΔEST），加快rISC过程，提高发光效率；但是过大的二面角也将大大减慢辐射过程，降低发光效率，这成为难以调和的矛盾。
中国科学院大学化学科学学院彭谦团队，从微观角度探索了有机分子的TADF性能与二面角大小相关联的物理起源，提出D-A型TADF分子的二面角（qDA）在接近80°时能够实现TADF性能的最大化。以CzBP为分子模板，通过简单的甲基策略成功实现了最优二面角的调控，得到了具有优越的TADF性能的CzBP-1M分子，并得到了实验验证。这将为设计合成高性能TADF材料体系提供了指导性思路。而且，qDA接近80°将可以作为高性能D-A型TADF分子的结构描述符，用于基于机器学习的TADF材料的分子筛选和开发。
该研究结果于近日以题为“Optimal Dihedral Angle in Twisted Donor–Acceptor Organic Emitters for Maximized Thermally Activated Delayed Fluorescence”的文章发表在Angew. Chem. Int. Ed.期刊上。该工作得到了国家自然科学基金等项目的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202213463
