新型TADF材料可以使外量子效率提高3倍

材料牛注：一國際聯合研究團隊成功研制出一種新型熱激發延遲熒光（TADF）材料，這是世界上首次通過系間竄越從單重態激子到三重態激子發射出綠色至深紅色光波。這項研究結果將推動白色TADF發光設備在室內外的應用研究。

在過去的幾十年中，對有機電致發光器件（OLED）的研究取得了很大進展。實際上，很多類型的OLED獲得了廣泛的市場應用，從照明光源到智能手機等都有OLED的身影。目前，幾乎所有的商用OLED中都含有稀有金屬元素，譬如效率高且穩定性好的鉑或銥。然而，由于稀有金屬價格昂貴，人們希望獲得價格低且性能好的OLED。

在OLED中，空穴與電子在接觸之后形成激子（exciton），譬如單重態和三重態激子，在統計意義下有25%的激子處于單重態，75%的激子處于三重態。產生的激子經過輻射衰變會以發光形式釋放能量，即當激子以一種輻射躍遷方式從激發態回到基態時，釋放光能，而光表現出的顏色取決于基態與激發態之間的能極差，每種顏色的發光都對應一定的能極差范圍。在激子的發光過程中，會產生一些淬滅或能量重新轉移的現象從而導致激子以一種非輻射躍遷過程釋放能量，進而使其發光效率在一定程度上降低。此外，由于激發態與基態之間躍遷方式的復雜性，只有一部分能量最終是以光的形式通過輻射釋放。

傳統的熒光發射產生的三重態激子通過無輻射形式釋放。因此，理想的方式是這些三重態激子被高效的轉換為單重態激子，從而制造出具有高效率的OLED，并且不需要重金屬原子的磷光發射。

由大阪大學工學部副教授Youhei Takeda帶領的研究團隊與杜倫大學物理系教授Przemyslaw Data和Andrew P. Monkman合作，在TADF研究方面取得進展，他們發現了高效TADF家族的一位“新成員”，它由新的單元核心組成。通過研究其具體的光學性質，研究人員證實了TADF是通過ISC從單重激發態（ICT）竄越到三重激發態(3LEA)。而且這種新型TADF材料可以發出近紅外光波，其外量子效率（EQE）達到16%，遠超通過常規熒光材料獲得的極限EQE值5%。

參考地址：Triple external quantum efficiencies: New material TADF was developed

論文地址：Dibenzo[a,j]phenazine-Cored Donor–Acceptor–Donor Compounds as Green-to-Red/NIR Thermally Activated Delayed Fluorescence Organic Light Emitters

本文由材料人編輯部楊洪期提供素材，李玉飛編譯，點我加入材料人編輯部。