最新研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)發(fā)射前后稍微改變其化學(xué)結(jié)構(gòu)的分子可提供一種新型、穩(wěn)定的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)高效OLEDs。

研究人員研究的機(jī)制涉及氫原子的可逆轉(zhuǎn)移 - 即其陽(yáng)離子核的轉(zhuǎn)移 - 從發(fā)射分子中的一個(gè)原子轉(zhuǎn)移到同一分子中的另一個(gè)原子，以產(chǎn)生有利于熱激活延遲熒光（TADF）的環(huán)境。

對(duì)TADF材料進(jìn)行的當(dāng)前分子設(shè)計(jì)主要集中在供體和受體單元的結(jié)合。但是日本九州大學(xué)有機(jī)光子與電子研究中心（OPERA）的研究人員提出了一種基于激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移（ESIPT）的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)有效的TADF，而不依賴于上述供體 - 受體方案。

當(dāng)發(fā)射分子被光學(xué)或電能激發(fā)時(shí)，就會(huì)自發(fā)發(fā)生ESIPT。

研究人員進(jìn)行的量子化學(xué)計(jì)算表明，在轉(zhuǎn)移氫原子之前，TADF是不可能發(fā)生的。在氫轉(zhuǎn)移到同個(gè)分子中的不同原子之后，這就形成了能夠產(chǎn)生TADF的分子結(jié)構(gòu)。在分子發(fā)射出光后，氫轉(zhuǎn)移回其初始原子。然后該分子就準(zhǔn)備開(kāi)始重復(fù)該過(guò)程。

ESIPT導(dǎo)致最高占有和最低未占分子軌道的分離，從而實(shí)現(xiàn)TADF發(fā)射的發(fā)光效率接近60%。使用該發(fā)射極的OLEDs的高外部電致發(fā)光量子效率高達(dá)14%，表明使用基于ESIPT的TADF材料可以實(shí)現(xiàn)有效的triplet harvesting效應(yīng)。

研究人員表示，這是在設(shè)備內(nèi)部和外部觀察到的高效TADF的首次演示。

此次研究中使用的分子最初被合成用于產(chǎn)生吸光顏料。

這項(xiàng)研究可以擴(kuò)大和加快用于高性能OLEDs的各種TADF材料的開(kāi)發(fā)。

目前才剛開(kāi)始探索有關(guān)此次設(shè)計(jì)戰(zhàn)略的優(yōu)勢(shì)，但是其中一個(gè)特別有前景的領(lǐng)域與其穩(wěn)定性有關(guān)。已知與此次所研究的分子類似的分子對(duì)退化具有很高的抗性，所以研究人員希望這些分子能有助于改善OLEDs的使用壽命。

該研究發(fā)表在開(kāi)放式期刊ACS Central Science上。（文/Oscar譯）