激基復(fù)合物和非激基復(fù)合物中C545T薄層的發(fā)光機制

趙 源，呂昭月，鄧 鑒，曾國慶

華東理工大學(xué)理學(xué)院物理系，上海 200237

引 言

激基復(fù)合物(exciplex)常形成于有機發(fā)光二極管(organic light-emitting diodes,OLED)的空穴傳輸材料與電子傳輸材料之間，兩種不同材料的分子之間相互作用產(chǎn)生電荷轉(zhuǎn)移形成的激發(fā)態(tài)(charge transfer excited state)即為激基復(fù)合物[1]。 光激發(fā)或電激發(fā)時，電荷轉(zhuǎn)移態(tài)輻射發(fā)光，因此在光致熒光光譜(photoluminescent, PL)和電致發(fā)光光譜(electroluminescent, EL)中都能觀察到激基復(fù)合物發(fā)光。 電荷轉(zhuǎn)移過程中，給予電子的分子稱為給體(Donor,D)，接受電子的分子稱為受體(Acceptor, A)。 相對于給體或受體的激發(fā)態(tài)發(fā)光，激基復(fù)合物發(fā)光會產(chǎn)生紅移現(xiàn)象，導(dǎo)致OLED器件的光譜展寬，早期對激基復(fù)合物發(fā)光的研究主要集中于調(diào)節(jié)光譜、制作白光器件[2-3]。 但是，激基復(fù)合物發(fā)光效率低、與激子發(fā)光是競爭關(guān)系，影響OLED的發(fā)光效率，同時激基復(fù)合物發(fā)光隨電壓變化明顯，色穩(wěn)定性差，不利于制備高性能OLED器件，盡可能避免其形成。

然而，2012年Adachi研究小組[4]以m-MTDATA為給體、3TPYMB為受體，實現(xiàn)了高效的激基復(fù)合物器件，外量子效率達5.4%，高于熒光器件5%的理論極限。 外量子效率高于5%極限的原因在于激基復(fù)合物中熱激活延遲熒光(thermally activated delayed fluorescence, TADF)的產(chǎn)生。 激基復(fù)合物激子中單線態(tài)與三重態(tài)比例也是1: 3，但其單重態(tài)-三重態(tài)能級差(ΔES-T)很小，約幾十meV，三重態(tài)很容易通過逆系間竄越(reverse intersystem crossing, RISC)至單重態(tài)，實現(xiàn)熱激活延遲熒光(TADF)，也叫E型延遲熒光[5]。 自此，激基復(fù)合物再次進入研究人員視線，越來越多高效的激基復(fù)合物器件被發(fā)明[6-7]。

由于激基復(fù)合物的形成需要給體和受體，給體、受體分別具有良好的空穴遷移率和電子遷移率，因此激基復(fù)合物可以是磷光或熒光染料的優(yōu)良雙極性主體材料。……