K。BarsauskoST,KAUNAS技术大学聚合物化学技术系。 59,LT-50254,立陶宛考纳斯。电子邮件:juozas.grazulevicius@ktu.lt b B Belarusian州立大学物理化学问题研究所,14岁,Leningradskaya st,220030 Minsk,Belarus c c计算功能材料的计算实验室马来西亚吉隆坡大学马来亚大学物理学系的尺寸材料研究中心,马来西亚E化学系,白俄罗斯州立大学,列宁格勒斯卡亚街。 14, 220006, Minsk, Belarus f Dresden Integrated Center for Applied Physics and Photonic Materials (IAPP), Technische Universita¨t Dresden, Dresden 01062, Germany g Laboratoire de Physicochimie des Polyme`res et des Interfaces, EA 2528, CY Cergy Paris Universite´, 5 mail Gay-Lussac, 95031 Cergy-Pontoise Cedex, France †可用的电子补充信息(ESI)。参见doi:https://doi.org/ 10.1039/d3tc04397e
摘要 近年来,我们看到了基于热激活延迟荧光 (TADF) 的 OLED 在合成和传感与成像应用方面的巨大增长。然而,器件级应用仍然局限于外部量子效率 (EQE) 的不可预测性。虽然涉及 TADF 系统中内部量子效率 (IQE) 和逆系统间窜越 (rISC) 机制途径的理论研究已经得到了相当严格的探索,但对 EQE 的研究仍然缺乏。随着数据驱动分析成为科学的第四种范式(前三种是经验、理论和计算),我们对从文献中获取的 123 个样本的 30 个特征采用了 ML 模型来预测 EQE 最大值。一方面,所使用的模型捕获了器件选择性,但在发色团的发射范围内普遍存在。我们已经证明,梯度提升 (GB) 是一种集成学习模型,能够预测 EQE 最大值,训练/测试集的 r 2 得分为 0.71 ± 0.04/0.84,RMSE 低至 4.22 ± 0.55/2.53。考虑到目前最先进的技术 (SOTA),这是可以预测任何发射范围的 TADF 发色团并描述设备架构影响的最佳模型。我们还进行了特征重要性分析,使这个所谓的黑盒模型可解释。这种分析有助于找出提高 EQE 效率的基本参数。即使学习曲线仍在上升,也证明如果将来提供更多的训练示例,该模型可以改善其预测。所有计算都可以使用易于访问的云计算完成。关键词:机器学习、TADF、OLED、EQE、集成学习
在材料科学中,开发具有聚集诱导发射的热活化延迟荧光 (TADF) 发射器对于构建高效电致发光器件至关重要。在此,基于高度扭曲的强吸电子受体 (A) 硫芴 (SF) 修饰的酮 (CO) 和芳胺供体 (D),通过简单的合成程序高产率设计和制备了两种具有迷人聚集诱导发射的不对称 TADF 发射器 SFCOCz 和 SFCODPAC。所得分子具有高达 73% 的光致发光量子产率和 0.03 eV 的小单重态-三重态分裂;令人惊讶的是,由这些发射器促进的高效非掺杂和掺杂 TADF 有机发光二极管 (OLED) 显示出 5,598 和 11,595 cd m − 2 的高亮度、16.8 和 35.6 cd/A 的电流效率 (CE)、9.1 和 29.8 lm/W 的功率效率 (PE) 以及 7.5% 和 15.9% 的外部量子效率 (EQE)。这项工作为探索高效的 TADF 发射器提供了一个具体的例子,这对同时促进具有高亮度和出色效率的 TADF OLED 的发展非常有利和令人鼓舞。
到目前为止,已经探索了许多无金属TADF分子,以高效率为蓝色,绿色和红色的电脑(EL),其最大外部量子效率(EQE MAX)分别超过38%,11 37%12和27%,分别为13。尽管出现了出色的EQE值,但由于较高的能量水平和更长的兴奋状态寿命,蓝色OLED往往显示出比绿色和红色的稳定性差得多。14,15尽管设备寿命是进一步商业化OLED的关键参数,但在各种文献研究中通常不会收集或提及。16要解决蓝色TADF OLED的固有不稳定,替代策略已被广泛使用并被证明是最有效的方法之一。duan和同事通过将TERT - 丁基取代基作为空间盾牌引入了有效和稳定的蓝色TADF发射器,这不仅提高了光致发光的效率,而且还提高了TADF分子的稳定性。17因此,在
以重过渡贵金属有机配合物(如Ir(III)的联吡啶配合物)为代表的磷光材料,直到第三代TADF材料(如有机给体-p桥-受体分子)。在电激发下,TADF材料(以非常低的第一激发单重态-三重态能隙(DE ST)为特征的化合物)被热激活,以诱导有效的逆系间窜越(rISC),其中三重态激子转化为单重态激子,从而主要从发射的单重态激发态发光。图1示意性地示出了TADF材料的电致发光过程。与贵金属有机配合物磷光材料相比,TADF材料具有材料空间更大、价格低廉、易于制备和合成、易于制作柔性屏幕以及蓝光发射更稳定的优势。因此,近十年来,作为现代OLED最有前途的电致发光材料,它们得到了实验2,5 - 9 、理论10 - 23 和理论-实验相结合15,24,25的深入研究。基本上,有两类TADF材料得到了认真探索4。第一类是纯有机D - A或D - p - A体系,其电子给体(D)或受体(A)主要由含氮芳香杂环构成。最低激发态通常具有显著的分子内电荷转移(CT)跃迁特性。经过合理的设计和优化,基于此类TADF材料的OLED器件的外量子效率(EQE)甚至可以高达30%。从结构特征上看,由于给体和受体部分之间有足够的空间位阻,最好的发光效率通常对应于扭曲的D – A(或D – p – A)化合物。另一类是电子排布为d 10 的过渡金属(Cu(I)、Ag(I)、Zn(II)等)配合物,它们的最低激发态通常具有明显的金属 – 配体电荷转移(MLCT)跃迁特征。饱和的d 10
蓝色有机发光二极管(OLED)技术需要进一步的进步,而超荧光(HF)OLED已成为解决稳定性和颜色纯度问题的有希望的解决方案。影响HF-OLEDS性能的关键因素是Förster共振能量转移(FRET)。在这里,我们使用对比鲜明激活的延迟荧光(TADF)敏化剂研究了蓝色HF-OLED的FRET机制。我们证明,敏化剂的分子结构深刻影响了FRET效率,以螺旋罗连接的TADF Molecule Acrsa为例,TADF Molecule acrsa抑制了二面 - 角度的不均匀性和任何低能源构象异构体,这些构象异构体对末期发射极端发射极小。因此,可以将FRET效率优化至近100%。此外,我们演示了近乎理想的敏化剂的性质与理想的TADF发射器的分歧。与非HF设备相比,使用绿色敏化剂的蓝色HF-oleds具有外部量子效率的三倍(约30%)。这种新的理解为敏化剂设计打开了途径,表明绿色敏化器可以有效地泵送蓝色端子发射器,从而减少设备激素激素能量并改善蓝色OLED稳定性。
摘要我们使用时间分辨的红外红外振动光谱法研究了多共符型型延迟荧光(TADF)分子DABNA-1中的光物理特性与激发态详细特性之间的相关性。与密度功能理论计算相比,指纹区域的独特振动光谱与1000-1700 cm -1的模拟光谱相比,我们发现了最佳的计算条件。根据计算,我们确定了最低激发单元(s 1)和三重态(t 1)状态的激发态几何和分子轨道以及基态(s 0)。我们揭示了t 1和s 0之间电势表面的相似性抑制了非辐射衰减,并通过TADF工艺引起高荧光量子产率。
自然界中的许多现象由多个基本过程组成。如果我们可以定量地预测各个过程的所有速率常数,我们可以全面预测和理解各种现象。在这里,我们报告说,可以使用多共振热激活的延迟荧光(MR - TADF)定量预测所有相关的速率常数和量子收率,而无需进行实验。MR - TADF是出色的发射器,因为它的发射狭窄,高发光效率和化学稳定性,但它们具有一个缺点:慢速逆向间间交叉(RISC),从而导致效率滚动和降低设备寿命。在这里,我们显示了一种用于定量获得所有速率常数和量子收率的量子化学计算方法。这项研究揭示了一种改善RISC的策略,而不会损害其他重要因素:辐射衰减率常数,光致发光量子产量和发射宽度。我们的方法可以在广泛的研究场中应用,从而对包括激子的时间演变提供了全面的理解。
近年来,基于热激活延迟荧光 (TADF) 发射器的高效有机发光二极管 (OLED) 已经实现,但器件寿命需要进一步提高才能用于实际显示或照明应用。在这项工作中,通过调节单层未掺杂器件的光学腔,提出了一种器件设计原理,以实现高效、长寿命的 TADF OLED。通过增加发射层厚度将腔长延长至二阶干涉最大值可拓宽复合区,同时光学输出耦合效率仍然接近较薄的一阶器件。此类器件设计可得到高效稳定的单层非掺杂 OLED,其最大外量子效率为 16%,LT 90 为 452 小时,初始亮度为 1000 cd m − 2 时 LT 50 为 3693 小时,是一阶 OLED 的两倍。进一步证明,OLED 寿命和光强度之间广泛使用的经验关系源自三线态极化子湮没,从而推算出 100 cd m − 2 时的 LT 50 接近 90 000 小时,接近实际背光应用的需求。
摘要:有机半导体中的三重态激发态通常是光学的黑暗和长寿的,因为它们具有自旋孔向单线基态的旋转过渡,因此在轻度收获的应用中阻碍了过程。此外,三胞胎通常会对系统造成损害,因为它们可以使反应性单线氧的形成敏感。尽管有这些不利的特征,但存在我们可以利用三胞胎状态的机制,这构成了本综述的范围。开始对三胞胎状态问题的简短探索,我们继续阐明有机材料中三重态利用的主要机制:1。磷光(pH),2。热活化的延迟荧光(TADF)和3。三重态 - 三胞胎歼灭(TTA)。在每个部分中,我们都会揭示其工作原则,强调其广泛的应用程序,并讨论其局限性和观点。我们特别注意在有机发光二极管(OLEDS)中使用这些机制,因为OLEDS是有机半导体的最繁荣的商业应用。本综述旨在为读者提供见解和机会,以与有机半导体的光物理特性和设备物理学进行研究,尤其是在利用三胞胎状态的潜力方面。关键字:磷光,TADF,TTA,三胞胎状态,交叉Intersystem cropsing■简介