具有机械致变色特性的聚集诱导延迟荧光分子在蓝色有机发光二极管中的应用
前言：聚集诱导延迟荧光(Aggregation-induced delayed fluorescence，AIDF)材料具有高三重激子利用率和强光致发光的优势，在固态发光应用中备受关注。基于AIDF发射体的非掺杂有机发光二极管(OLED)具有高外部量子效率和小效率滚降，这表明其具有广泛的应用潜力。
目前高性能OLED中使用的AIDF发射体主要发出黄色和绿色，而高效的蓝色AIDF发射体则较少。
蓝色发光材料在RGB(红、绿、蓝)显示和白色照明工程中起着不可替代的作用。因此，开发稳定的蓝色AIDF发射体具有重要意义。
聚集诱导延迟荧光（AIDF）材料结合了聚集诱导发光和热激发延迟荧光的优点，吸引了相当多的关注。然而，具有令人满意的电致发光效率的蓝色AIDF材料仍然很少。
使用刚性电子受体黄酮和弱电子给体10-二氢二苯并氮杂芘，开发出两种具有明显AIDF特性和高荧光量子产率的蓝色发光分子（XT-DPDBA和XT-BDPDBA）。
这两种分子均表现出显著的机械致变荧光（MCL）行为，起源于准轴和准赤道构象之间的构象互变。准赤道构象具有较小的单重-三重能级分裂，因此具有延迟荧光特性。
基于这两种分子制备的高效蓝色有机电致发光二极管，提供高达27%的外部量子效率和小的效率滚降。这些具有MCL性质的蓝色AIDF分子在各种光学和电子器件中具有良好的应用潜力。
在DPDBA中使用硅原子可以减小电子给体能力，从而导致蓝移发射。在此设计基础上，探索具有XT受体共轭的单侧和双侧DPDBA的分子(XT-DPDBA和XT-BDPDBA)。
它们在机械力作用下具有明显的双色切换现象，由于其构象间的转化具有明显的AIDF特性和强烈的蓝色发射。
分子结构通过1H和13C NMR和高分辨质谱（HRMS）进行了确认，详细的合成过程和表征数据在补充信息中描述。
根据之前的研究，拟赤道 (QE) 和拟轴 (QA) 构象会导致分别呈现延迟荧光和常规荧光特性的两种不同构象。
在具有不同极性的各种溶剂中，构象转变的效应在发光光谱中可视化。在极性从正己烷增加到 N,N-二甲基甲酰胺 (DMF) 时，两种分子明显显示了双重发射，包括低能区域的主峰 (470‒570 nm) 和高能区域的副峰 (400–420 nm)。
这些峰位的变化主要是由于局部激发 (LE) 或混合 LE 和 ICT 导致的。然而，在低能区域的发光峰与极性的增加有关，与 ICT 有关，这由大的红移峰位的变化所证实。
XT-DPDBA和XT-BDPDBA的单晶从二氯甲烷（DCM）-甲醇体系通过缓慢的溶剂蒸发得到。XT-DPDBA和XT-BDPDBA在晶体中采用准轴向（QA）构象，其中DPDBA高度扭曲。
与QA构象相比，QE构象具有更分离的HOMO和LUMO能级，从而产生延迟荧光。在这些分子的基础上，实现了高效的蓝色OLEDs。
它们的非掺杂OLEDs具有高的EL性能，ηext值高达13.1%且效率滚降小。掺杂OLEDs具有出色的最大ηC、ηP和ηext值，分别为55.0 cd A−1、57.5 lm W−1和27.0%。
它看起来像是DPDBA站在一个XT平面上。这种构象在具有C-Si或C-S键的类脂肪胺供体分子中经常出现，这可以归因于每个供体单元中桥接键长度的不匹配。
DPDBA中的苯环和XT之间形成了3.64-3.84 Å的分子内π-π堆积，这有利于稳定这种QA构象。
在它们的晶体包装模式中没有观察到明显的分子间π-π堆积。以XT-BDPDBA为例，观察到多个2.58-3.27 Å的C-H···π相互作用和C = O···H氢键，这可以使分子结构变得刚性并限制聚集态中的分子内运动，从而抑制激发态的非辐射衰变。
结论：本研究设计并合成了两种由DPDBA供体和XT受体组成的分子。它们具有高热稳定性和电化学稳定性，并展现出AIDF特性。由于刚性的XT核心和弱的DPDBA供体，相比具有DPAC供体的类似分子，它们辐射出强烈的蓝色移位发射。
通过光物理测量、理论计算和晶体结构，证明两种分子在稀溶液中采用两种构象（QA和QE）。它们表现出显著的力致发光行为，通过研磨可使发射从深蓝色变成天蓝色，这与QA到QE构象的构象互变有关。
这些结果表明，利用含硅的弱电子供体DPDBA提供了一条新的途径，用于制备具有MCL特性的蓝色延迟荧光材料。
