在科技日新月异的今天，超高清显示技术的飞速发展对发光材料提出了更为严苛的要求。特别是在OLEDs显示领域，开发具备窄光谱发射特性的全光色发光材料成为了研究的重中之重。鉴于三原色中，绿光色度的提升对于整体显示色域的增强效果最为明显，因此，高色纯度绿光材料的研发始终占据着研究的核心位置。多重共振热活化延迟荧光（MR-TADF）材料，凭借其窄光谱发射与高效的器件性能，备受瞩目。然而，器件效率滚降与稳定性这两大难题，依然亟待解决。
近日，深圳大学的杨楚罗教授与黄忠衍助理教授携手，提出了一种创新的策略，即将多重共振骨架与氘代技术相结合，以此构建高性能的窄光谱纯绿光OLEDs发光材料。基于这一策略所设计的MR荧光材料DBN-NaPh-d，在甲苯溶液中展现出了惊人的表现：其发射半峰宽（FWHM）仅为16nm，色坐标CIEy更是高达0.77。在实际应用中，以该材料为核心的电致发光器件，不仅实现了35.2%的外量子效率（EQE）与187.0 lm/W的超高功率效率（PE），其色坐标CIEy也达到了0.74，这一数值极为接近BT.2020的色域标准。
尤为值得一提的是，该器件在初始亮度为1000 cd/m²的条件下，展现出了超过3000小时的长寿命（LT50），这一数据在基于荧光材料的OLED中堪称最佳。为了更深入地理解目标分子DBN-NaMe、DBN-NaPh以及DBN-NaPh-d的电子结构，研究者们采用了密度泛函理论（DFT）进行了计算模拟。结果显示，这些目标化合物均具有较高的振子强度（f），预示着它们拥有高效的S0至S1跃迁过程，进而可能实现高的发光量子产率（ΦPL）。
得益于刚性的π共轭骨架，这些目标材料的S0和S1构型展现出了极小的均方根差异（RMSD）与重组能（λ），这意味着在激发过程中，分子的形变非常微小，从而有助于产生窄光谱发射。光物理测试进一步证实了这一点：三个化合物均展现出了窄光谱绿光发射，在甲苯稀溶液中，它们的发射峰值/半峰宽以及色坐标均表现出色，且发光量子产率均超过了90%。
为了评估这些材料的电致发光性能，研究者们精心设计了实验：选用TADF材料DMIC-TRZ作为主体，磷光材料Ir(ppy)₃作为敏化剂，以DBN-NaMe、DBN-NaPh和DBN-NaPh-d为发光客体，成功构建了既具备窄光谱发射、又高外量子效率、且低效率滚降的纯绿光OLEDs。其中，氘代材料DBN-NaPh-d的表现尤为突出：其电致发光波长/半峰宽以及色坐标均接近BT.2020纯绿光的色度标准；同时，该器件的最大外量子效率高达35.2%，效率滚降较小（EQE10000 = 21.4%），最大功率效率更是达到了惊人的187 lm/W，创下了纯绿光OLEDs功率效率的新高。
更为重要的是，该器件在1000 cd/m²的初始亮度下，展现出了超过3000小时的长寿命，这一数据在基于荧光发光材料的OLEDs中堪称翘楚，标志着器件稳定性方面取得了重大突破。
High-Performance Narrowband Pure-Green OLEDs with Gamut Approaching BT.2020 Standard: Deuteration Promotes Device Efficiency and Lifetime Simultaneously
Jiahui Liu, Xiaojun Yin, Manli Huang, Jingsheng Miao, Nengquan Li, Zhongyan Huang*, and Chuluo Yang*
Adv. Mater., 2024, DOI: 10.1002/adma.202411610
