2024年9月14日，深圳大學(xué)楊楚羅教授團(tuán)隊(duì)在國際學(xué)術(shù)界著名的綜合性期刊NatureCommunications（《自然·通訊》）上發(fā)表題為“Harmonization of rapid triplet up-conversion and singlet radiation enablesefficient and stable white OLEDs”（協(xié)調(diào)三線態(tài)上轉(zhuǎn)換和單線態(tài)輻射獲得高效且穩(wěn)定的白光有機(jī)發(fā)光二極管）的研究論文。論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-52401-7。

白光有機(jī)發(fā)光二極管（WOLEDs）作為新型顯示和照明技術(shù)，已受到學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。基于熱活化延遲熒光（TADF）材料的WOLEDs，在實(shí)現(xiàn)高功率效率的同時，無需引入貴金屬，具有環(huán)保和成本低的優(yōu)勢，具有巨大的應(yīng)用前景。然而相應(yīng)的器件穩(wěn)定性一直制約著TADF材料在WOLEDs中的應(yīng)用與發(fā)展。如何在保持高效率的同時，提升器件的穩(wěn)定性，是目前WOLEDs實(shí)現(xiàn)商業(yè)化面臨的主要挑戰(zhàn)。

近期，深圳大學(xué)楊楚羅教授團(tuán)隊(duì)針對這一難題，提出了一種“協(xié)調(diào)三線態(tài)上轉(zhuǎn)換和單線態(tài)輻射”的策略，通過巧妙地利用給-受體（D-A）型TADF材料和多重共振TADF（MR-TADF）材料的特點(diǎn)，構(gòu)建了高效且穩(wěn)定的WOLEDs。具體來說，具有快速反向系間竄越速率（k_RISC）的D-A型TADF材料可以高效地將三線態(tài)激子上轉(zhuǎn)換到單線態(tài)，一部分單線態(tài)激子通過輻射躍遷產(chǎn)生藍(lán)光發(fā)射，剩余的激子迅速通過F?rster能量轉(zhuǎn)移（FET）到黃光MR-TADF材料的單線態(tài)。隨后，利用黃光MR-TADF材料較高的輻射躍遷速率（k_r），產(chǎn)生高效的黃光發(fā)射。利用這一策略制備白光器件，最大外量子效率（EQE）可達(dá)39%，最大功率效率為190 lm/W，器件穩(wěn)定性較對比器件提升4.5倍，在初始亮度為1000 cd m^-2時，LT₈₀（亮度衰減到初始亮度80%的時間）達(dá)到446h?；谠摬呗裕覀冞M(jìn)一步擴(kuò)展到其他材料組合，以提升白光的色彩質(zhì)量。以mMDBA-DI和MR-O分別作為藍(lán)光和黃光組分，實(shí)現(xiàn)了色坐標(biāo)為（0.33.0.34）的標(biāo)準(zhǔn)白光發(fā)射，顯色指數(shù)CRI接近70，且最大EQE為35.8%，在改善白光色彩質(zhì)量的同時，仍然保持了較高的器件效率。這些結(jié)果說明了我們設(shè)計(jì)策略的普適性，展示了在商業(yè)化的白光OLED技術(shù)上的應(yīng)用前景。

Fig. 1 | Design strategy.Schematic representation of the strategy developed in this work:employing D-AtypeTADF materials (lower left) with rapidk_RISCastheblue emitter and MR-TADF materials (lower right) with fastk_ras the yellow emitter. B, Y, D, A,k_RISC,k_ISC, andk_rrefer to blue emitter, yellow emitter, donor, acceptor,reverse intersystem crossing rate, intersystem crossing rate, and radiative decay rate, respectively.

NatureCommunications（《自然·通訊》）最新影響因子為14.7，屬于中科院一區(qū)期刊。深圳大學(xué)光學(xué)工程專業(yè)博士生黃曼莉?yàn)楸狙芯抗ぷ鞯奈ㄒ坏谝蛔髡撸钲诖髮W(xué)材料學(xué)院楊楚羅教授為唯一通訊作者，深圳大學(xué)為唯一通訊單位。該研究得到了國家自然科學(xué)基金委重點(diǎn)項(xiàng)目、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金、深圳市科技創(chuàng)新局、深圳大學(xué)登峰團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目的資助。