我国学者在深蓝光有机发光二极管研究中取得进展

　　

图 分子设计策略。（a）目标分子的化学结构；（b）前线分子轨道分布图；（c）能级
及自旋轨道耦合常数；（d）基态和激发态重组能；（e）重组能与频率关系图

　　在国家自然科学基金项目（批准号：52130308、22375130、52373192）等资助下，深圳大学材料学院杨楚罗教授团队在深蓝光有机发光二极管的研究中取得进展，相关研究成果以“面向超高清显示的深蓝光有机发光二极管（Deep-blue organic light-emitting diodes for ultrahigh-definition displays）”为题，于2024年8月19日在线发表于《自然?光子学》（Nature Photonics）杂志上，论文链接：https://doi.org/10.1038/s41566-024-01508-w。

　　有机发光二极管（OLED）作为新一代平板显示技术已广泛使用在中小尺寸显示屏上。高清化是显示技术发展的趋势之一，其对OLED发光材料提出了更高的要求。窄谱带发射的OLED材料和器件是获得高色纯度和高饱和画质，从而满足高清化显示要求的关键。众所周知，蓝光发光材料一直是OLED显示技术中的关键和瓶颈，研发高色纯度的有机窄光谱蓝光材料可谓是难上加难，面临诸多挑战。

　　为了解决这些难题，深圳大学杨楚罗教授团队针对硼、氮杂稠环结构的多重共振热活化延迟荧光（MR-TADF）材料提出了一种“共振骨架拓展协同扭曲构型”的分子设计策略，构建了新型的窄光谱蓝光发光分子，其兼具高刚性结构、强旋轨耦合和最小化的成键/反键轨道特性，实现了极窄的发光光谱和快速的自旋翻转。实验结果显示，最优分子在甲苯稀溶液中展现出峰值位于458 nm的深蓝光发射和仅12 nm的半峰宽（FWHM），其反向系间窜越速率常数（k_RISC）高达2.29 × 10⁶ s^?1。相应OLED器件FWHM窄至14 nm，色坐标为（0.141, 0.050），外量子效率高达39.2%。通过进一步优化器件结构，敏化型叠层器件实现了74.5%的超高外量子效率和较低的效率滚降。该研究成功实现了OLED在深蓝光区域色纯度和发光效率的突破，为广色域超高清OLED显示迈出了重要一步。