MR-TADF非共轭共聚物实现99.6%量子产率，溶液加工OLED的EQE达12.7%
溶液加工OLED器件同时实现高色纯度(窄光谱发射)和高效率仍具挑战。传统策略中，共轭TADF聚合物常面临单三线态能隙(ΔEST)增大抑制反向系间窜越(RISC)的问题，而非共轭聚合物则通常受限于较差的载流子传输性能和激子利用效率。
近日，黑龙江大学许辉教授团队提出创新分子设计策略，成功开发了一系列基于多共振热活化延迟荧光(MR-TADF)的非共轭共聚物发光材料PBNxDPOTy。该策略将具有窄谱发射特性的MR-TADF核心(DBNCz)与强电子受体氧化膦单元(DPOT)集成到聚苯乙烯非共轭骨架上。这设计巧妙融合了以下优势:
1.MR-TADF核心(DBNCz):确保材料本征的窄带发射特性(半峰宽FWHM=28-53 nm)；
2.空间电荷转移(TSCT):DPOT单元促进分子内和分子间有效的空间电荷转移，改善载流子传输与复合，同时有助于减小ΔEST加速RISC过程；
3.空间位阳效应:DBNCz和DPOT单元共同引入的显著空间位阻，有效抑制了非辐射跃迁。
结果表明，该系列共聚物在纯膜状态下展现出创纪录的高光致发光量子产率(PLQY)，其中PBN10DPOT90的PLQY高达99.6%，这是目前报道的所有MR-TADF聚合物中的最高值。基于PBN3DPOT97发光层(10%掺杂浓度)的溶液加工OLED器件实现了优异的电致发光性能:窄光谱发射:FWHM=39nm(CIE坐标(0.16,0.40))。高效率:最大外量子效率(EQE)达 12.7%，最大电流效率(CE)为23.9 cd A-1，最大功率效率(PE)为20.7lm W-1。高亮度:最大亮度超过1024.6 cd m-2。低效率滚降:在400 cd m-2亮度下，EQE仍保持在10.6%以上，滚降率仅为16.5%。这归因于有效的TSCT加速了RISC过程并平衡了载流子传输。
该工作不仅创下了非共轭MR-TADF聚合物PLQY的新纪录，更成功地将高效的窄谱MR-TADF特性与溶液加工工艺相结合，为开发兼具高色纯度、高效率和低成本优势的下一代OLED显示与照明技术提供了重要的新材料设计思路。
Multi-resonance TADF Non-conjugated Copolymer with Near-unity Photoluminescence Quantum Yield for Efficient Solution-processed OLEDs
Rundong Tian, Zhi Yang, Zihan Wang, Jinxin Dong, Weihao Li, Guangfu Li*, Hui Xu*
J. Mater. Chem. C, 2025, DOI: 10.1039/D5TC02304A