基于空间电荷转移的蓝光三嗪衍生物：AIE与TADF协同效应的分子设计及性能调控

为解决TADF材料效率滚降和ACQ问题，研究人员设计了一系列空间构型可调的三嗪衍生物，通过调控给体-受体空间位置实现TBCT到TSCT的转变，获得ΔEST 低至0.019 eV的分子1-CzTC，其固态荧光强度较溶液提升4.95倍，兼具AIE和潜在TADF特性，为开发高效非掺杂OLED发光体提供新策略。

　　

在有机发光二极管(OLED)领域，热激活延迟荧光(TADF)材料因其理论上100%的激子利用率备受关注，但效率滚降和掺杂工艺复杂性制约其发展。传统TADF材料依赖给体(D)-受体(A)分子设计，通过最高占据分子轨道(HOMO)与最低未占据分子轨道(LUMO)空间分离减小单重态-三重态能隙(ΔE_ST
)，但往往面临聚集导致荧光淬灭(ACQ)问题。与此同时，具有聚集诱导发光(AIE)特性的分子在固态下表现出更高光致发光量子产率(PLQY)，这为解决上述矛盾提供了新思路。

针对这一挑战，西安工业大学的研究团队在《Dyes and Pigments》发表研究，设计合成以1,3,5-三嗪为受体、苯基咔唑为给体的系列衍生物(TC、1-CzTC、2-CzTC、3-CzTC、4-CzTC)，通过改变给受体空间位置调控电荷转移方式。理论计算表明，当给体连接在咔唑桥的C1位时(1-CzTC)，分子呈现高度扭曲构型，电荷转移从传统的通过键电荷转移(TBCT)转变为通过空间电荷转移(TSCT)，ΔE_ST
显著降低至0.019 eV，同时分子内运动受限有效抑制非辐射跃迁。

研究采用密度泛函理论(DFT)计算、瞬态荧光测试、热重分析等技术手段。通过核磁共振(HRMS、¹
H NMR)和红外光谱(FT-IR)确认结构，系统比较不同构型分子的光物理性能。

合成与表征
五组化合物通过简易路线合成(图S1)，结构经多种光谱验证。理论计算显示1-CzTC的HOMO/LUMO轨道空间分离最显著，二面角达89.7°，证实其强TSCT特性。

理论计算
1-CzTC的ΔE_ST
仅为0.018 eV，远低于其他TBCT主导分子(>0.1 eV)，其小的自旋轨道耦合(SOC)常数(0.15 cm^-1
)有利于反向系间窜越(RISC)过程，预示潜在TADF特性。

光物理性能
1-CzTC在固态下的荧光强度较溶液状态提升4.95倍，表现出最优AIE特性。其绝对PLQY达35%，远高于ACQ型分子TC(8%)，证实扭曲构型对非辐射跃迁的抑制作用。

热稳定性
所有衍生物的热分解温度(T_d
)均超过300℃，1-CzTC的玻璃化转变温度(T_g
)达127℃，满足器件加工要求。

该研究创新性地通过空间构型调控实现TBCT到TSCT的转变，首次在三嗪体系中同时获得AIE和TADF特性。1-CzTC分子的小ΔE_ST
和强空间位阻效应，为开发高效非掺杂OLED发光体提供了新思路。其4.95倍的荧光增强效应和优异热稳定性，有望简化器件制备工艺，推动溶液加工型OLED的商业化进程。这项工作不仅深化了对TSCT机制的理解，更为AIE-TADF一体化材料设计建立了普适性策略。