清华新闻网2月2日电 清华大学有机光电子与分子工程教诲部要点施行室段真金不怕火、张东东接头团队在蓝色有机发光二极管（OLED）范围获取了迫切进展。该接头初度得胜接管分子全氘代替战略，大幅度提高了基于蓝色热活化蔓延荧光（TADF）OLED器件的遵循和寿命，达成对现存蓝色磷光OLED性能的卓绝夫妻性爱，为OLED败露和照明范围带来了新的发展机遇。全氘化TADF分子在OLED中进展出的最大外量子遵循达到33.1%，并将1000 cd/m2运转亮度下的器件寿命（LT80）进步至1365小时。
蓝色光源行为有机败露和照明技巧的迫切构成部分，其发展受到遵循和踏实性的双重挑战，至极是商用蓝色OLED的遵循和寿命相对较低，亟需进行技巧冲破。热活化蔓延荧光（TADF）材料因具有纯有机、高遵循的特色而受到等闲温煦，但其踏实性仍难以自傲买卖化条款，尤其是在蓝光区域。2022年，韩国三星公司报谈了超长命命的蓝色磷光材料，接近量产条款，这引起了等闲温煦。改日踏实蓝光OLED究竟路向何方、遴荐磷光还是TADF，成为学术界和产业界接头的要点。
在本项接头责任中，接头团队接管屡次水热合成的智力将TADF分子中的氢原子一齐替换为氘原子，氘代率最高可达99%，得胜修复出了全氘代的蓝色TADF分子。这一战略有用扼制了分子的高频振动，从而减小振动耦合，裁汰了无辐射跃迁速度和化学键解离概率，大幅提高了器件的外量子遵循（EQE）和寿命；还达成了在固态薄膜中辐射光谱的蓝移和窄化，进步能量传递速度，达成了高色纯度的深蓝光热活化敏化荧光（TSF）器件。
图1.全氘代与非氘代分子的结构分析。(a) 5CzBN， D-5CzBN， 5tCzBN和D-5tCzBN的化学结构；(b)-(c) 5CzBN， D-5CzBN， 5tCzBN， and D-5tCzBN的红外光谱；(d)-(e) 化学键振动表靠近分子振动零点能的孝顺分裂。
接头团队接管TSF战略，以TADF分子为敏化剂，掺杂窄光谱荧光染料以达成高色纯度的深蓝光辐射。全氘化TADF分子在敏化器件中进展出的最大EQE达到了33.1%，并将器件寿命进步至1365小时，CIE色坐标达到（0.15， 0.20）。相较于非氘化分子的OLED器件，性能得到了显耀提高。在交流的器件结构下，器件遵循和寿命均卓绝了三星公司报谈的磷光材料（BD-02）。此外，通过对光物理脾性的详备分析，接头团队发现全氘代分子在光致发光量子产率、光化学踏实性、荧光共振能量升沉遵循上均有显耀进步，这些皆归功于全氘代对分子高频振动口头的有用扼制过头导致的振动能级再行分裂。
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图2.全氘代与非氘代分子的光致发光性质表征。(a) 5CzBN， D-5CzBN， 5tCzBN和D-5tCzBN在甲苯溶液中的紫外可见接管光谱和荧光光谱；(b) 5CzBN， D-5CzBN， 5tCzBN和D-5tCzBN在甲苯溶液中的瞬态衰减弧线；(c)-(d) 5CzBN， D-5CzBN， 5tCzBN和D-5tCzBN在固态薄膜中的荧光光谱（15 wt%）; (e) 全氘代与非氘代分子在基态(S0)和激勉态(S1)之间的振动耦合默示图。
图3.TADF器件的电致发光性质。(a) 器件结构与功能层化合物的化学结构；(b)-(c) 5CzBN， D-5CzBN， 5tCzBN和D-5tCzBN器件的EQE-亮度关连；(d)-(e) 5CzBN， D-5CzBN， 5tCzBN和D-5tCzBN器件的电致发光光谱；(f) 5CzBN， D-5CzBN， 5tCzBN和D-5tCzBN器件的寿命衰减弧线（运转亮度为1000 cd/m2）。
图4.TSF器件和磷光（BD-02）器件的电致发光性质。(a) ν-DABNA和PtON-TBBI的化学结构；(b) ν-DABNA的紫外可见接管光谱和TADF敏化剂的辐射光谱；(c) TSF器件和磷光器件的电致发光光谱；(d) TSF器件和磷光器件的EQE-亮度关连；(e) TSF器件和磷光器件的寿命衰减弧线（运转亮度为1000 cd/m2）；(f) 文件已有的高性能蓝光OLED器件寿命-CIEy分裂图（括号中为1000 cd/m2下的器件EQE值）。
该责任不仅在表面上为TADF分子的假想和优化提供了新的视角，也为达成更高效、更踏实的蓝光OLED器件开荒了新的谈路，将进一步鼓励有机发光技巧的发展，对达成蓝光TADF材料的产业化应器具有迫切意旨。
北京时间2024年1月29日18时，该接头效果在线发表于《当然—光子学》。该责任的第一作家是清华大学化学系黄天宇博士，共同通信作家为清华大学化学系张东东助理接头员和段真金不怕火素养。合营者还有清华大学化学系博士生王琪、张海、助理接头员张跃威博士以及北京大学化学与分子工程学院战鸽博士。该接头责任得到了国度当然科学基金优秀后生基金名目、科技部国度要点研发磋议等项缠绵资助。
论文贯穿：
https://www.nature.com/articles/s41566-024-01379-1
欧美在线供稿：化学系
剪辑：黄念念南
审核：王晓霞夫妻性爱
